專利名稱：：高效微排放燃煤熱水鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鍋爐，尤其是涉及一種高效微排放燃煤熱水鍋爐。二
背景技術(shù)：
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背景技術(shù)：
中，環(huán)保和節(jié)能己成為現(xiàn)代文明社會(huì)發(fā)展過程中的兩大主題，也是我國今后經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展戰(zhàn)略中的兩場重要戰(zhàn)役。鍋爐既是工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要利器，又是人類生活不可或缺的拐杖，同時(shí)，鍋爐排放又與人們的日常生活環(huán)境密切相關(guān)。因此，研發(fā)高效低耗、低排放、低污染的環(huán)保節(jié)能鍋爐，是造福人類，功德社會(huì)的大事。在我國化石資源中煤占95.4%，石油只占3.3%，天然氣僅占1.3%。現(xiàn)實(shí)的能源結(jié)構(gòu)促使我國必然是以煤為主要能源的燃煤大國。近年來，能源利用率低、消費(fèi)結(jié)構(gòu)不合理、供需矛盾加劇等問題日益突出，生態(tài)環(huán)境惡化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾更加加劇，在很大程度上制約了我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速和健康發(fā)展。與世界先進(jìn)水平相比，我國在能源效率、單位產(chǎn)值能耗等方面存在較大差距。據(jù)報(bào)道，我國單位產(chǎn)值能耗是世界平均水平的2倍多，主要產(chǎn)品能耗比世界先進(jìn)水平高40%。我國能源平均利用率僅為33%，與世界先進(jìn)水平相差10個(gè)百分點(diǎn)，能源的高消耗已經(jīng)成為束縛我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的桎梏。在我國石油、天然氣資源相對(duì)匱乏、燃煤儲(chǔ)量相對(duì)有限和開采能力亟待改進(jìn)和提高的情況下，節(jié)能減排已成為政府部門和企業(yè)界有識(shí)之士的急切愿望。根據(jù)有關(guān)資料得知我國鍋爐年用標(biāo)準(zhǔn)煤6億噸左右，如果采用傳統(tǒng)鍋爐低熱效燃燒方式和長距離集中供熱方法，目前可供開采用的煤礦資源僅僅只能用20年左右，供需矛盾十分突出。傳統(tǒng)鍋爐由于煤燃燒不充分，不僅熱效率低，而且污染物排放高，對(duì)環(huán)境影響大，使人們逐漸對(duì)其望而卻步。但由于煤比其它能源易得，易運(yùn)輸利用，特別是煤的燃燒成本只有天然氣的30%，柴油的20%，從使用成本的角度講，是其它燃料不可比擬的。如果在短期內(nèi)完全取消燃煤鍋爐是極不現(xiàn)實(shí)的，為了確保國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，必須研制出低能耗、低污染、高熱效、高節(jié)能的先進(jìn)能源轉(zhuǎn)換設(shè)備(鍋爐)，唯有采用環(huán)保、高效、節(jié)能、安全等科技含量高的新型能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，才能達(dá)到真正意義上的環(huán)保、節(jié)能雙重效果。這樣一來，不僅可降低我國的燃煤鍋爐能耗，而且使節(jié)能環(huán)保指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)水平，從而延長我國的石化資源使用年限。寶雞海浪鍋爐設(shè)備有限公司就是鑒于這一市場潛力和商機(jī)，投入大量人力和資金，致力于節(jié)能環(huán)保鍋爐的研究和開發(fā)。按照傳統(tǒng)的燃燒方式，煤在燃燒過程中將產(chǎn)生大量的煤渣及有害氣體，如S02、C02NOx和CHx化合物等，對(duì)環(huán)境和大氣造成嚴(yán)重污染。煤燃燒釋放出大量的C02、S02和NOx是污染大氣和環(huán)境的主要危害物之一。為了實(shí)現(xiàn)S02排放總量比"十五"末減少10%的發(fā)展目標(biāo)，"十一五"期間，我國將有3億千瓦燃煤機(jī)組需要煙氣脫硫裝置設(shè)施。預(yù)計(jì)"十一五"末，我國脫硫產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將達(dá)到600億元。這還不包括脫硫裝置運(yùn)行和維修的成本費(fèi)用。這些巨大的開支無疑增大了燃煤裝置企業(yè)的經(jīng)濟(jì)壓力，加大了這些企業(yè)的運(yùn)營成本。因而，加速推廣和使用本項(xiàng)目的高能無煙化燃燒和超導(dǎo)傳熱技術(shù)，可大大緩解節(jié)能、減排、降低企業(yè)運(yùn)營成本等幾方的矛盾，無疑深受到政府和企業(yè)的歡迎。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決上述
背景技術(shù)：
中的不足之處，提供一種高效微排放燃煤熱水鍋爐，其安裝無煙囪，排煙溫度很低，熱效率極高，升溫極快，燃燒效率高，燃煤無煙,大氣排放指標(biāo)趨近于零排放，真正達(dá)到了少燒、少排、科學(xué)控制和環(huán)保節(jié)能的雙重效果。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種高效微排放燃煤熱水鍋爐，其特征在于包括鍋爐本體，鍋爐本體一側(cè)連有進(jìn)煤器，鍋爐本體另一側(cè)與煙道高溫余熱回收系統(tǒng)連接，煙道高溫余熱回收系統(tǒng)與脫硫除塵系統(tǒng)連接。上述鍋爐本體包括燃燒室，燃燒室下方設(shè)置有鏈條爐排，燃燒室上方依次設(shè)置有作為爐膽的主膽和附膽，主膽和附膽連通，主膽上設(shè)置有進(jìn)水口，附膽上設(shè)置有熱水出口和排煙口，燃燒室內(nèi)設(shè)置有與爐拱相連接的均火板。上述主膽和附膽內(nèi)設(shè)置有傳熱鋼管，主膽內(nèi)設(shè)置有一組傳熱鋼管作為火道一，附膽內(nèi)設(shè)置有兩組傳熱鋼管，分別作為火道二和火道三。上述煙道高溫余熱回收系統(tǒng)包括與火道三連通的熱風(fēng)管和排煙管，熱風(fēng)管套在排煙管中，火道二上設(shè)有熱進(jìn)口。上述均火板包括板體，板體上分布有相通的內(nèi)孔和外孔，外孔孔徑大于內(nèi)孔孔徑。上述爐拱的長度為1000-5000鵬，爐拱與燃燒室頂部距離為200-1500腿，與燃燒室底部距離為200-1500mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下-從根本上改變了燃燒方式，由傳統(tǒng)的直流燃燒改為循環(huán)燃燒。本技術(shù)從爐腔內(nèi)部改造入手，將燃燒室一次性澆鑄而成。鍋爐通過一系列的物理和化學(xué)作用，使燃煤能夠充分燃燒，改變爐腔內(nèi)動(dòng)力場，促進(jìn)燃燒的熱氧化，使可燃?xì)怏w及固體顆粒物充分燃盡，大大提高了爐溫，改善了火焰狀態(tài)。高溫循環(huán)燃燒使燃煤中的硫及粉塵充分燃燒殆盡，只剩下極少量的粉末狀煤灰，徹底優(yōu)化了燃燒工況，不生煙不冒煙。2、燃煤的充分燃燒，極大地發(fā)揮了煤的熱潛能，不僅可以達(dá)到15-30%的節(jié)能效果，而且對(duì)質(zhì)量差異較大的燃煤也可作為燃料使用，使得我國目前難以處理的劣質(zhì)煤得到充分利用。3、高能無煙化燃燒技術(shù)從根本上實(shí)現(xiàn)了鍋爐高效、潔凈燃燒，有效地控制了煙塵和有害物對(duì)環(huán)境、對(duì)人類的危害，從根本上解決了世界上都異常重視并極力解決的燃煤鍋爐的環(huán)保問題。表1大氣排放指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>四圖l為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為爐膽結(jié)構(gòu)及熱傳導(dǎo)方式示意圖(圖中箭頭為熱傳輸方向)；圖3為鍋爐本體內(nèi)部及熱傳導(dǎo)方式示意圖(圖中箭頭為熱傳輸方向)；圖4為煙道高溫余熱回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的A向視圖；圖6為均火板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為爐拱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為傳熱鋼管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1-進(jìn)煤器，2-鍋爐本體，3-煙道高溫余熱回收系統(tǒng)，4-脫硫除塵系統(tǒng)，5-火道一，6-火道二，7-火道三，8-排煙口，9-進(jìn)火口，10-傳熱鋼管，11-鏈條式爐排，12-燃燒室，13-均火板，14-進(jìn)水口，15-熱水出口，16-外膽，17-爐拱，18-熱風(fēng)管，19-火道熱進(jìn)口，20-自然風(fēng)進(jìn)口，21-內(nèi)孔，22-外孔，23-板體，24-爐拱與爐膛頂部距離，25-爐拱與爐膛底部距離，26-管封頭，27-管長度斷開線，28-管體，29-化學(xué)反應(yīng)劑，30-火道排煙管。五具體實(shí)施例方式參見圖l，包括鍋爐本體2，鍋爐本體2—側(cè)連有進(jìn)煤器1，鍋爐本體2另系統(tǒng)3連接，煙道高溫余熱回收系統(tǒng)3與脫硫除塵系統(tǒng)4連接。參見圖3，鍋爐本體2包括燃燒室12，燃燒室12下方設(shè)置有鏈條式爐排ll，燃燒室12上方依次設(shè)置有作為爐膽的主膽和附膽，主膽和附膽連通，主膽上設(shè)置有進(jìn)水口14，附膽上設(shè)置有熱水出口15和排煙口8，燃燒室12內(nèi)設(shè)置有與爐拱17相連接的均火板13。參見圖2，主膽和附膽內(nèi)設(shè)置有傳熱鋼管10，主膽內(nèi)設(shè)置有一組傳熱鋼管作為火道一5，附膽內(nèi)設(shè)置有兩組傳熱鋼管，分別作為火道二6和火道三7。參見圖8，傳熱鋼管10為用普通鋼管加工制成的新型高效傳熱鋼管，傳熱鋼管包括管體28，管體28長50-5000mm、4>10-300mm，管體28兩端為管封頭26，管體28內(nèi)裝有化學(xué)反應(yīng)劑29?；瘜W(xué)反應(yīng)劑29由氧化鎂3-100g、硼砂5-200g、高錳酸鉀3-100g、氧化亞錳0.5-100g、重鉻酸鉀0.5-100g和水組成，化學(xué)反應(yīng)劑4所占管體3的容積為管體3內(nèi)容積的5%-30%。氧化鎂、硼砂、高錳酸鉀和氧化亞錳為水溶液，氧化鎂、硼砂、高錳酸鉀、氧化亞錳和重鉻酸鉀溶于水的重量比分別為O.5%、0.5%、0.2%、0.3%和0.3%。參見圖4和圖5,煙道高溫余熱回收系統(tǒng)包括與火道三7連通的熱風(fēng)管18和排煙管30，熱風(fēng)管18套在排煙管30中，火道二6上設(shè)有熱進(jìn)口19。參見圖6，均火板13為耐高溫水泥鑄件，高度為900-3000mm，厚度為100-350mm，包括板體，板體上分布有相通的內(nèi)孔21和外孔22，內(nèi)孔2lcD20-200mm,外孔22O50-500mm，外孔22孔徑大于內(nèi)孔21孔徑。參見圖7，爐拱17為耐高溫水泥鑄件，長度為1000-5000mm，爐拱17與燃燒室12頂部距離為200-1500mm，與燃燒室12底部距離為200-1500mm。實(shí)際工作時(shí)，煤由進(jìn)煤器1運(yùn)入爐膛，在爐膛燃燒后的高溫經(jīng)爐膛頂部穿過均火板13并形成一定爐壓，然后由進(jìn)火口9進(jìn)入火道一5，再依次進(jìn)入火道二6、火道三7，熱在火道運(yùn)行中，通過傳熱鋼管10將熱量傳遞到裝有水的外膽中，將外膽中的水加熱，加熱的水由排水口排出，輸送給用戶。余煙由火道三7通過排煙口8排出。煙排出的過程中，利用排出的余熱，將套在排煙管30中的熱風(fēng)管18內(nèi)的冷空氣加熱成熱風(fēng)，用引風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)引入爐膛助燃，比直接用冷空氣助燃接高了熱效率。同時(shí)通過其吸熱又降低了排出溫度。高能無煙化燃燒鍋爐通過一次性澆鑄燃燒室和具有強(qiáng)化燃燒功能的爐芯板，實(shí)現(xiàn)物理和化學(xué)變化，從而激活磁場功能，運(yùn)用吸附混合氣體形成饋壓、渦流燃燒的作用機(jī)理，使燃燒產(chǎn)生的煙塵及有害物質(zhì)被高溫吸附進(jìn)行化合解析，實(shí)現(xiàn)連續(xù)燃燒；多方通風(fēng)交叉給氧，實(shí)現(xiàn)鍋爐饋壓趨勢下的燃燒，并形成渦流燃燒及環(huán)境的磁場效應(yīng)，從而徹底改變了常規(guī)的燃燒形態(tài)，從傳統(tǒng)的由下向上的燃燒方式變成由上向下的俯沖式渦流旋風(fēng)燃燒狀態(tài)。這種連續(xù)燃燒的形成過程，也就是從分散到集中的高熱效應(yīng)，能充分將爐內(nèi)的可燃燒物燃盡，實(shí)現(xiàn)了一次性充分燃燒。經(jīng)陜西省節(jié)能監(jiān)測檢查中心檢測，鍋爐熱效率達(dá)88.4%，高出常規(guī)鍋爐14.4個(gè)百分點(diǎn)。微排放技術(shù)大幅度地減少對(duì)環(huán)境的污染由于爐腔內(nèi)燃料及各種化合物以及混合空氣的充分燃燒，致使?fàn)t膛內(nèi)溫度高達(dá)1500°C以上，減少與控制了CHx化合物與NOx以及3.4苯鉈惡性致癌物的生成排放；同時(shí)，由于高溫燃燒和磁場作用，部分硫被解析為不飽和的碳水化合物而燃燒，大大地減少了S02的生成排放危害，并控制了C02熱污染的排放。此項(xiàng)技術(shù)經(jīng)陜西省節(jié)能檢測中心和國家環(huán)保分析檢測中心檢測認(rèn)定，鍋爐本體熱效率為88.4%，系統(tǒng)熱效率為95%。與國家標(biāo)準(zhǔn)比較，S02的排放濃度為下降了90。/。，煙塵濃度下降了70%，NOx濃度下降了60。/。，節(jié)約燃煤15-30%以上。屬于世界首創(chuàng)的高效節(jié)能環(huán)?？萍妓健亩鴮?shí)現(xiàn)了兩高兩少，即燃燒率高、熱效率高、爐渣量少、煙氣量少。同時(shí)通過排煙系統(tǒng)降溫降濕，改變煙氣流速、降低排放煙氣溫度、凝降煙塵、達(dá)到了潔凈排放。能夠充分利用能源，對(duì)煤質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)經(jīng)特殊設(shè)計(jì)后的新型燃燒設(shè)備，對(duì)燃料的選擇性較低，無論是大煙煤還是小煙煤，也無論是高硫煤還是低硫煤，均能做到充分完全燃燒，并可大大降低二氧化硫的生成和排放。燃燒廢渣極少高效微排放燃煤鍋爐爐腔內(nèi)燃燒溫度很高，煤的燃燒很充分，大大降低了廢渣的排量，減少了環(huán)境污染。節(jié)約能源由于使用高能無煙化燃燒技術(shù)的燃燒溫度高，使得燃煤在爐腔內(nèi)得到充分燃燒，熱效率達(dá)到88.4%以上，致使節(jié)約了大量的能源。經(jīng)過我們實(shí)踐檢測，節(jié)能可達(dá)到15-30%。用途廣泛高效微排放燃煤工業(yè)鍋爐、生活鍋爐，可廣泛應(yīng)用于需用熱水的石油、化工冶煉、輕紡等各類工業(yè)企業(yè)，支飲、洗浴、娛樂業(yè)服務(wù)業(yè)，以及學(xué)校、部隊(duì)、單位、居民小區(qū)等生活用熱源供應(yīng)。主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容由傳統(tǒng)的直流燃燒改為氣化循環(huán)燃燒，使燃燒機(jī)理更合理化；將燃燒室一次性澆鑄而成，抗高溫能力強(qiáng)。通過工藝設(shè)計(jì)改變了動(dòng)力場，促進(jìn)熱氧化，提高爐溫，高溫循環(huán)燃燒使燃煤中的可燃?xì)怏w、固體顆粒物、硫及粉塵充分燃燒殆盡，只剩下極少量的固態(tài)粉狀煤灰。是一種特殊的燃燒技術(shù)。原煤的充分燃燒,極大地發(fā)揮了煤的熱潛能，使煤的可燃物都能轉(zhuǎn)變成熱能，節(jié)能效果非常明顯，經(jīng)檢測節(jié)能達(dá)15-30%，使得我國目前難以處理的劣質(zhì)煤包括大煙煤、小煙煤、高硫煤、低硫煤，均能充分完全燃燒，依然可以大大降低二氧化硫的生成和排放。從根本上實(shí)現(xiàn)了鍋爐高效、潔凈燃燒。由于燃燒充分和特殊的結(jié)構(gòu)，自身具備脫硫除塵的性能，有效地控制了煙塵和有害物對(duì)環(huán)境、對(duì)人類的危害，環(huán)保效果顯著、大氣污染物排放指標(biāo)趨近于"O"排放自身具備消煙、除塵、脫硫性能，無煙囪、不生煙、不冒煙，極大地減少煙塵、S02和C02的排放量，大氣污染物排放指標(biāo)遠(yuǎn)低于天燃?xì)忮仩t的國家標(biāo)準(zhǔn)，從根本上解決了環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排問題。為人類創(chuàng)造了潔凈的生存環(huán)境。首次將超導(dǎo)傳熱材料應(yīng)用到鍋爐的高溫區(qū)。特殊工藝加工的超導(dǎo)傳熱材料，傳熱速率極快，是紫銅的500倍，節(jié)能省煤效果突出徹底改變了傳統(tǒng)的燃燒方式和傳熱方式，升溫快、灰渣少，熱效率高達(dá)88.4%，燃燒效率高達(dá)98.8%,比同等功率普通燃煤鍋爐省煤最高可達(dá)30%，在達(dá)到同樣供暖效果的前提下，運(yùn)行費(fèi)用是普通鍋爐的15-30%,冬季采暖期120天每平方米燃煤成本為4-5元。爐膛高艢使得原煤中的硫(主要以2價(jià)的硫化物形式存在)氧化，由于鍋爐燃燒溫度高、燃燒充分，所以硫的氧化充分，多數(shù)能夠轉(zhuǎn)化形成6價(jià)的高價(jià)硫(如S03)，只有少部分形成4價(jià)的硫(如S02)。在鍋爐燃?xì)鉂穹摿蜻^程中，高價(jià)硫(S03)與水反應(yīng)生成硫酸(H2S04)，硫酸的水溶性接近100%，所以可以被充分吸收，而4價(jià)硫(S02)與水反應(yīng)生成亞硫酸根或亞硫酸鹽，溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于硫酸鹽，多數(shù)S02因此不能有效吸收，而仍然殘存在脫硫之后的鍋爐尾氣中。正是由于鍋爐優(yōu)越的燃燒性能，使s元素充分氧化為高價(jià)硫，并在脫硫過程中形成高溶解性的硫酸鹽，被充分吸收溶解，從而大大降低鍋爐尾氣中的s含里o權(quán)利要求1.一種高效微排放燃煤熱水鍋爐，其特征在于包括鍋爐本體(2)，鍋爐本體(2)一側(cè)連有進(jìn)煤器(1)，鍋爐本體(2)另一側(cè)與煙道高溫余熱回收系統(tǒng)(3)連接，煙道高溫余熱回收系統(tǒng)(3)與脫硫除塵系統(tǒng)(4)連接。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效微排放燃煤熱水鍋爐，其特征在于鍋爐本體(2)包括燃燒室(12),燃燒室(12)下方設(shè)置有鏈條式爐排(11)，燃燒室(12)上方依次設(shè)置有作為爐膽的主膽和附膽，主膽和附膽連通，主膽上設(shè)置有進(jìn)水口(14),附膽上設(shè)置有熱水出口(15)和排煙口(8)，燃燒室(12)內(nèi)設(shè)置有與爐拱(17)相連接的均火板(13)。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效微排放燃煤熱水鍋爐，其特征在于主膽和附膽內(nèi)設(shè)置有傳熱鋼管(10)，主膽內(nèi)設(shè)置有一組傳熱鋼管作為火道一(5)，附膽內(nèi)設(shè)置有兩組傳熱鋼管，分別作為火道二(6)和火道三(7)。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效微排放燃煤熱水鍋爐，其特征在于煙道高溫余熱回收系統(tǒng)(3)包括與火道三(7)連通的熱風(fēng)管(18)和排煙管(30)，熱風(fēng)管(18)套在排煙管(30)中，火道二(6)上設(shè)有熱進(jìn)口(19)。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效微排放燃煤熱水鍋爐，其特征在于均火板(13)包括板體，板體上分布有相通的內(nèi)孔(21)和外孔(22)，外孔(22)孔徑大于內(nèi)孔(22)孔徑。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效微排放燃煤熱水鍋爐，其特征在于爐拱(17)的長度為1000-5000mm，爐拱(17)與燃燒室(12)頂部距離為200-1500mm，與燃燒室(12)底部距離為200-1500mm。全文摘要本發(fā)明涉及一種高效微排放燃煤熱水鍋爐，其安裝無煙囪，排煙溫度很低，熱效率極高，升溫極快，燃燒效率高，燃煤無煙，大氣排放指標(biāo)趨近于零排放，真正達(dá)到了少燒、少排、科學(xué)控制和環(huán)保節(jié)能的雙重效果。本發(fā)明包括鍋爐本體，鍋爐本體一側(cè)連有進(jìn)煤器，鍋爐本體另一側(cè)與煙道高溫余熱回收系統(tǒng)連接，煙道高溫余熱回收系統(tǒng)與脫硫除塵系統(tǒng)連接。鍋爐本體包括燃燒室，燃燒室下方設(shè)置有鏈條爐排，燃燒室上方依次設(shè)置有作為爐膽的主膽和附膽，主膽和附膽連通，主膽上設(shè)置有進(jìn)水口，附膽上設(shè)置有熱水出口和排煙口，燃燒室內(nèi)設(shè)置有與爐拱相連接的均火板。主膽和附膽內(nèi)設(shè)置有傳熱鋼管，主膽內(nèi)設(shè)置有一組傳熱鋼管作為火道一，附膽內(nèi)設(shè)置有兩組傳熱鋼管，分別作為火道二和火道三。文檔編號(hào)F24H9/18GK101256025SQ20081001786公開日2008年9月3日申請(qǐng)日期2008年4月1日優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日發(fā)明者張勤福,馳馬申請(qǐng)人:張勤福