專利名稱：單元機(jī)組發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率降低85％(54g/kWh)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
燃煤電站鍋爐以及エ業(yè)、熱水等燃煤鍋爐傳熱方式的技術(shù)創(chuàng)新。
背景技術(shù)：
目前燃煤電站鍋爐爐膛中的傳熱方式是以明火火焰燃?xì)廨椛鋼Q熱方式進(jìn)行，是通過電磁波傳遞將熱能轉(zhuǎn)換成輻射能，再將輻射能轉(zhuǎn)換成熱能。明火火焰燃?xì)庖?輻射換熱)一爐墻中上側(cè)外水冷壁一(導(dǎo)熱)一爐墻中上側(cè)內(nèi)水冷壁一(對流換熱)一鍋水中上部汽水混合物或過熱蒸汽約占爐膛放熱量95%以上。其缺陷是煤炭燃燒快、投煤量大；燃?xì)饬魍ㄋ俣瓤?，與受熱面接觸時(shí)間短，大量的熱量來不及傳遞給水冷壁就很快排出；煤粉飛逸損失增多造成費(fèi)煤，且易擾亂火層，降低爐膛溫度；受傳熱距離影響熱散失損耗大、傳熱強(qiáng)度較弱、傳遞到受熱面的溫度相對較低……即95%以上煤炭釋放的熱量被爐膛空間耗盡。受到熱氣流上升、冷氣流下降這ー自然對流循環(huán)現(xiàn)象影響，明火火焰燃?xì)廨椛鋼Q熱的受熱面，僅為爐墻中上側(cè)水冷壁內(nèi)攝氏90°C以上的高溫區(qū)熱鍋水、汽水混合物及過熱蒸汽，而下降至爐墻下側(cè)水冷壁攝氏40°C以下的低溫區(qū)冷鍋水，卻得不到受熱，極大限制了換熱系數(shù)、蒸汽升騰及鍋爐熱效率提升。

發(fā)明內(nèi)容
以爐床半焦化紅焦炭火燃?xì)鈱?dǎo)熱，結(jié)合鍋水冷熱氣流上下自然對流循環(huán)換熱，替代明火火焰燃?xì)廨椛鋼Q熱，實(shí)現(xiàn)單元機(jī)組發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率降低85% (54g/kffh)。技術(shù)方案爐床半焦化紅焦炭火燃?xì)庖?導(dǎo)熱)一爐墻下側(cè)鍋板外壁一(導(dǎo)熱)一爐墻下側(cè)鍋板內(nèi)壁一(對流換熱)一鍋內(nèi)下部攝氏40°C以下低溫區(qū)冷水一(冷熱氣流上下自然對流循環(huán)換熱)一鍋內(nèi)中上部汽水混合物以及過熱蒸汽用厚約2cm的粒煤覆蓋爐膛火床，將燃燒層與爐膛空間隔離并壓制明火火焰生成，使燃燒中的年輕煤在相對封閉エ況下，熱解生成半焦化紅焦炭火，且直接接觸爐墻下側(cè)鍋板；經(jīng)負(fù)壓通風(fēng)加氧助燃，碳?xì)潆x子在熱壓作用下，持續(xù)釋放出的攝氏2000°C以上的高溫?zé)崃浚荒芤詫?dǎo)熱方式，不斷從火側(cè)經(jīng)爐墻下側(cè)鍋板，傳遞給具有吸熱性能地?cái)z氏40°C以下低溫區(qū)冷鍋水；同時(shí)，利用熱氣流上升、冷氣流下降這ー自然對流循環(huán)換熱現(xiàn)象及原理，使?fàn)t墻下側(cè)鍋內(nèi)冷水受熱后，不間斷上升對流換熱、水汽熱焓遞增、過熱蒸汽持續(xù)升騰、生成額定壓強(qiáng)、驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)電。技術(shù)原理I、半焦化紅焦炭火發(fā)熱量高、燃燒性能好、揮發(fā)分低(5% -10% )、無煙、火焰短、溫度高、爐渣流動(dòng)性好、燃燒完全效果好、適應(yīng)性強(qiáng)范圍廣……2、半焦化紅焦炭火燃?xì)庵苯佑|受熱面的溫度，高于明火火焰燃?xì)廨椛涫軣釡囟葦?shù)倍，必然遞增導(dǎo)熱率。、
3、半焦化紅焦炭火的燃燒時(shí)間可長達(dá)十幾小時(shí)，是明火火焰(數(shù)鈔鐘至數(shù)分鐘)的數(shù)百上千倍，相應(yīng)投煤間隔、投煤量、煤耗自然大幅銳減。4、爐墻鍋板20鋼與冷鍋水的導(dǎo)熱系數(shù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空間輻射換熱系數(shù)，必然遞增導(dǎo)熱率。5、實(shí)驗(yàn)證明冷氣流不能上升，熱氣流不能下降，只要鍋水水面溫度達(dá)到并保持在沸點(diǎn)攝氏100°c以上，底部鍋水只能處于攝氏40°C以下低溫冷水狀態(tài)。它與半焦化紅焦炭火燃?xì)庑纬傻膹?qiáng)烈溫差，必然遞增導(dǎo)熱率。6、因爐膛負(fù)壓通風(fēng)量增加汽溫升高的幅度，大于正壓送風(fēng)量增加汽溫升高的幅度，中小開度負(fù)壓通風(fēng)，可保障半焦化紅焦炭火得到充分地供氧助燃、且不至生成焦渣，還能最大程度減少冷空氣進(jìn)入爐膛、刺激爐墻鍋板，導(dǎo)致鍋爐熱效率降低、蒸發(fā)量減少。

7、規(guī)避明火火焰燃?xì)廨椛鋼Q熱95%以上的熱耗率所減少的放熱量，必然遞減相應(yīng)地燃燒率及煤耗。8、半焦化紅焦炭火與爐墻下側(cè)受熱接觸面20鋼鍋板，有攝氏40°C以下低溫區(qū)冷鍋水不停吸熱，下有灰層隔離，使熱沖擊產(chǎn)生的熱應(yīng)カ不至超出20鋼鍋板的屈服極限，可以避免鍋板、爐箅出現(xiàn)金屬過熱，強(qiáng)度降低、蠕變變形燒損等事故。9本發(fā)明可削減水冷壁、燃燒器、節(jié)煤器等部分配套裝置，大幅降低鍋爐制造成本及運(yùn)用能耗。綜上，単元機(jī)組發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率降低85% (54g/kffh)可以實(shí)現(xiàn)。有益效果本發(fā)明可大幅提高物理能源(煤炭)中間環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換(發(fā)電、產(chǎn)熱)效率，大幅降低人均和単位⑶P能耗，使ー些國家地區(qū)極大程度上減輕越來越大地資源環(huán)境壓力，擺脫因產(chǎn)能擴(kuò)大，導(dǎo)致地嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展地煤慌、電慌等能源危機(jī)，對公共利益具有極其重大意義，急需推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施方案I、對層燃火床爐實(shí)施擴(kuò)容升級改造，使其達(dá)到大容量、高參數(shù)、亞臨界、超臨界、超超臨界鍋爐技術(shù)參數(shù)。2、以層燃火床爐替代室燃爐、旋風(fēng)爐、流化床爐。3、以埋火生成半焦化紅焦炭火燃燒方式，替代火床、火室、旋風(fēng)、流化床燃燒方式。4、將粒煤以既能通風(fēng)、又能壓制明火火焰生成、約2cm厚度覆蓋全部火床，促使半焦化紅焦炭火生成。5、爐膛火床呈簸箕形，前低后高、中低側(cè)高、以利于上升的高溫燃?xì)鈱?dǎo)向爐墻下側(cè)鍋板及鍋內(nèi)冷水。6、開啟負(fù)壓通風(fēng)裝置，開度以通風(fēng)順暢、加氧助燃為限，適時(shí)調(diào)整，以催化半焦化紅焦炭火充分釋放高溫?zé)崃俊?、密切關(guān)注爐膛火勢，發(fā)現(xiàn)露火缺煤及時(shí)投補(bǔ)。
權(quán)利要求
1.獨(dú)立權(quán)利要求I項(xiàng):単元機(jī)組發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率降低85%(54g/kffh)方法。其特征是以爐床半焦化紅焦炭火燃?xì)鈱?dǎo)熱，結(jié)合鍋水冷熱氣流上下自然對流循環(huán)換熱，替代明火火焰燃?xì)廨椛鋼Q熱，包括以下步驟從屬權(quán)利要求7項(xiàng)。
2.對層燃火床爐實(shí)施擴(kuò)容升級改造，使其達(dá)到大容量、高參數(shù)、亞臨界、超臨界、超超臨界鍋爐技術(shù)參數(shù)。
3.以層燃火床爐替代室燃爐、旋風(fēng)爐、流化床爐。
4.以埋火生成半焦化紅焦炭火燃燒方式，替代火床、火室、旋風(fēng)、流化床燃燒方式。
5.將粒煤以既能通風(fēng)、又能壓制明火火焰生成、約2cm厚度覆蓋全部火床，促使半焦化紅焦炭火生成。
6.爐膛火床呈簸箕形，前低后高、中低側(cè)高、以利于上升的高溫燃?xì)鈱?dǎo)向爐墻下側(cè)鍋板及鍋內(nèi)冷水。
7.開啟負(fù)壓通風(fēng)裝置，開度以通風(fēng)順暢、加氧助燃為限，適時(shí)調(diào)整，以催化半焦化紅焦炭火充分釋放高溫?zé)崃俊?br> 8.密切關(guān)注爐膛火勢，發(fā)現(xiàn)露火缺煤及時(shí)投補(bǔ)。
全文摘要
單元機(jī)組發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率降低85％(54g/kWh)方法。所屬技術(shù)領(lǐng)域是燃煤電站鍋爐以及工業(yè)、熱水等燃煤鍋爐傳熱方式的技術(shù)創(chuàng)新。所要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)單元機(jī)組發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率降低85％(54g/kWh)。解決上述問題的技術(shù)方案要點(diǎn)是以爐床半焦化紅焦炭火燃?xì)鈱?dǎo)熱，結(jié)合鍋水冷熱氣流上下自然對流循環(huán)換熱，替代明火火焰燃?xì)廨椛鋼Q熱。主要用途是燃煤電站鍋爐以及工業(yè)、熱水等燃煤鍋爐節(jié)能、降耗、減排。
文檔編號F22B31/00GK102721035SQ201210040018
公開日2012年10月10日 申請日期2012年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月22日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:匡仲平