一种富氧燃烧节能锅炉的制作方法

本实用新型属于富氧燃烧技术领域，具体涉及一种富氧燃烧节能锅炉。

背景技术：

富氧燃烧是指助燃用的氧化剂中的氧浓度高于空气中的氧浓度。(空气中氧气成分占21％，而富氧气的氧气成分在21％-30％之间)气体氧浓度的提升能够提高燃烧温度，促进燃料完全燃烧，减少灰渣及飞灰含碳量，提高锅炉热效率，在我公司锅炉节能降耗应用上，并取得了很好的节能环保效果。

但是目前市场上的使用富氧燃烧节能锅炉在使用的过程中仍然存在一定的缺陷，例如，使用富氧燃烧节能锅炉时，由于锅炉内氧气含量较低使得燃难以充分燃烧，同时难以充分利用空分炉排出觉得低压纯氧，影响使用富氧燃烧节能锅炉的使用效果，同时，使用富氧燃烧节能锅炉时，由于富氧燃烧节能锅炉难以使得进入锅炉的低压纯氧和空气充分混合，影响富氧燃烧节能锅炉的燃烧效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种富氧燃烧节能锅炉，以解决上述背景技术中提出的使用富氧燃烧节能锅炉时，由于锅炉内氧气含量较低使得燃难以充分燃烧，同时难以充分利用空分炉排出觉得低压纯氧，以及富氧燃烧节能锅炉难以使得进入锅炉的低压纯氧和空气充分混合的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种富氧燃烧节能锅炉，包括空分炉和锅炉炉体，其特征在于：所述空分炉的气体排出口连接有低压纯氧输出管，所述锅炉炉体的进气口处连接有气体导入管，所述气体导入管的末端固定连接有混气粗管，所述混气粗管的末端连接有连接导气管，所述连接导气管的末端固定连接有末端传气导管，所述末端传气导管的顶端通过管道连接有第一风机，所述连接导气管的顶端通过管道连接有第二风机，所述低压纯氧输出管的末端连接到混气粗管的底端，所述低压纯氧输出管贯穿于混气粗管的底端并延伸至混气粗管的内侧，所述混气粗管的内部两侧固定连接有支撑安装架，所述支撑安装架的末端固定连接有弧形滑座，所述弧形滑座的内侧滑动连接有滚珠，所述混气粗管的中间位置处设置有混气架固定座，所述混气架固定座的外侧设置有滑环，所述滑环通过滚珠与弧形滑座滑动连接。

优选的，所述混气架固定座的一侧固定连接有混气片安装杆。

优选的，所述混气片安装杆的外侧固定安装有混气片。

优选的，所述混气片与混气架固定座对应切线方向的夹角为°至°。

优选的，所述混气片安装杆的末端固定连接有固定圆套。

优选的，所述混气片安装杆设置为6～12个，6～12个所述混气片安装杆呈环形阵列状分布于混气架固定座的一侧。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型低压纯氧输出管连接到锅炉炉体的二次风机出口处，空分炉排出的低压纯氧通过低压纯氧输出管排放到锅炉炉体的二次风机出口处，低压纯氧输出管的末端连接到风机混气粗管内，低压纯氧进入到风机混气粗管的底端，解决了使用富氧燃烧节能锅炉时，由于锅炉内氧气含量较低使得燃难以充分燃烧，同时难以充分利用空分炉排出觉得低压纯氧，影响使用富氧燃烧节能锅炉的使用效果的问题。

(2)本实用新型设置了混气片、风机混气粗管和混气架固定座，空分炉排出的低压纯氧通过低压纯氧输出管排放到锅炉炉体的二次风机出口处，低压纯氧输出管的末端连接到风机混气粗管内，低压纯氧进入到风机混气粗管的底端，有一定流速的低压纯氧冲击混气片，混气片在气流的冲击下带动混气架固定座转动，混气架固定座带动滑环转动，滑环在弧形滑座内的滑动，使得混气片转动，使得通过第二风机和第一风机泵入的空气能够和低压纯氧充分的混合，避免了使用富氧燃烧节能锅炉时，由于富氧燃烧节能锅炉难以使得进入锅炉的低压纯氧和空气充分混合，影响富氧燃烧节能锅炉的燃烧效率的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的混气粗管侧视图；

图3为本实用新型的混气粗管结构示意图。

图中：1-第一风机、2-连接导气管、3-混气粗管、4-气体导入管、5-锅炉炉体、6-末端传气导管、7-低压纯氧输出管、8-空分炉、9-混气架固定座、10-混气片、11-弧形滑座、12-支撑安装架、13-滑环、14-混气片安装杆、15-第二风机、16-滚珠、17-固定圆套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3所示，本实用新型提供一种技术方案：一种富氧燃烧节能锅炉，包括空分炉8和锅炉炉体5，其特征在于：空分炉8的气体排出口连接有低压纯氧输出管7，锅炉炉体5的进气口处连接有气体导入管4，气体导入管4的末端固定连接有混气粗管3，混气粗管3的末端连接有连接导气管2，连接导气管2的末端固定连接有末端传气导管6，末端传气导管6的顶端通过管道连接有第一风机1，连接导气管2的顶端通过管道连接有第二风机15，低压纯氧输出管7的末端连接到混气粗管3的底端，低压纯氧输出管7贯穿于混气粗管3的底端并延伸至混气粗管3的内侧，混气粗管3的内部两侧固定连接有支撑安装架12，支撑安装架12的末端固定连接有弧形滑座11，弧形滑座11的内侧滑动连接有滚珠16，混气粗管3的中间位置处设置有混气架固定座9，混气架固定座9的外侧设置有滑环13，滑环13通过滚珠16与弧形滑座11滑动连接。

混气架固定座9的一侧固定连接有混气片安装杆14。

混气片安装杆14的外侧固定安装有混气片10。

混气片10与混气架固定座9对应切线方向的夹角为30°至70°。

混气片安装杆14的末端固定连接有固定圆套17。

混气片安装杆14设置为6～12个，6～12个混气片安装杆14呈环形阵列状分布于混气架固定座9的一侧。

1-第一风机、2-连接导气管、3-混气粗管、4-气体导入管、5-锅炉炉体、6-末端传气导管、7-低压纯氧输出管、8-空分炉、9-混气架固定座、10-混气片、11-弧形滑座、12-支撑安装架、13-滑环、14-混气片安装杆、15-第二风机、16-滚珠、17-固定圆套

本实用新型的工作原理及使用流程：本实用新型在使用时，空分炉8排出的低压纯氧通过低压纯氧输出管7排放到锅炉炉体5的二次风机出口处，低压纯氧输出管7的末端连接到风机混气粗管3内，低压纯氧进入到风机混气粗管3的底端，有一定流速的低压纯氧冲击混气片10，混气片10在气流的冲击下带动混气架固定座9转动，混气架固定座9带动滑环13转动，滑环13在弧形滑座11内的滑动，使得混气片10转动，使得通过第二风机15和第一风机1泵入的空气能够和低压纯氧充分的混合；据投氧前运行6天(11.12-17)的参数记录，吨汽耗煤量为0.1387t/t；投氧后，连续记录4天(11.18-21)，平均吨汽耗煤量为0.1365t/t，四天计算节能率分别为0.82％、0.85％、1.97％、2.76％，平均节能率为1.6％；投氧后锅炉床温整体提高20～25℃，四天平均富氧流量390～420nm³/h，二次风机出口氧气浓度为22.05-22.2％；锅炉脱硝加氨量：投富氧前平均1.164l/min；投富氧后1.788l/min，投富氧后锅炉原始排放氮氧化物含量有所升高但幅度不大，原因是床温升高，锅炉负荷有所增加等导致，由于空气中含79％氮，阻碍氧分子向碳表面吸附层的扩散和燃烧产物从碳表面的气体边界层排出，且氮分子不可能与燃料中可燃物反应，以及空气通过燃料层阻力等诸多因素。因此，必须以过剩空气使燃料燃烧获得足够的氧量，使燃料充分燃烧。采用富氧燃烧后，氮气浓度降低，阻碍氧分子向碳表面吸附层的扩散和燃烧产物从碳表面的气体边界层排出的能力必然减弱，所需过量空气必然减少，因而降低了过量空气系数，同时减少了排烟量，降低了排烟热损失，燃料的燃点温度不是常数，如co在空气中的燃点为609℃，而在纯氧中的燃点仅为388℃。煤在持续燃烧前，先产生大量的挥发分，挥发分在点火过程中起重要的引燃作用。加入富氧空气后，降低了挥发分的着火温度，使点火更易进行。若挥发分不能被及时的引燃，将随烟气一起排出，增加化学未完全燃烧损失。而且加入富氧空气以后还能降低残炭的着火温度，使残炭更易着火，保证炉内残炭的及时引燃；固体颗粒聚集成颗粒团是锅炉的一个主要特征。每一颗粒团是由数量众多的颗粒聚集而成的，颗粒团温度与床温相同，这些颗粒团自成一运动主体。当它们运动到受热表面附近时，与受热面形成很大温差，这时热量很快地从颗粒团经过气膜以传导的方式传给受热面，或者颗粒团直接碰撞受热面把携带的热量传给受热面进行换热。受热面被间断的颗粒团扫过而不是为连续的颗粒层覆盖。颗粒在运行一段距离后就会弥散或离开壁面，壁面处又会被新的粒团取代，不间断地进行传热。

固体颗粒与受热面接触发生导热的同时，气流也在颗粒与受热面进行对流换热。一般情况下颗粒对流换热的份额要比气体对流换热大得多，但稀相区颗粒浓度极低的情况下气体对流传热就成为了主要传热方式。

颗粒、气体与受热面之间进行热交换、使壁温升高、自身温度降低，新的颗粒、气体同时取代温度降低的颗粒、气体，不间断的与水冷壁进行热交换。颗粒、气体与水冷壁的温差愈大传热速率越高，传热效果越好。采用富氧燃烧后，由于燃烧速率快、燃烧更加充分，较高的理论燃烧温度有利于增加传热温差，改善热利用率。炉温提高控制在20℃左右，并且能够迅速恢复水冷壁附近暂时性的局部低温区的温度，从而提高了传热速率，使传热效果更好；辐射传热是锅炉的主要传热方式。当床温高于530℃以后，辐射传热越来越重要，辐射传热份额也会增大。锅炉辐射传热主要是颗粒辐射传热与气体辐射传热。颗粒辐射传热主要影响因素是颗粒温度；气体辐射主要影响因素是温度、气体分子类型。对于气体辐射传热来说，只有三原子与多元子气体具有辐射能力，而双原子气几乎无辐射能力。采用富氧燃烧后，助燃空气单位时间带入炉膛的氮浓度降低，减少炉膛内的co含量和无辐射能力的双原子气体，提高了炉膛中三原子气体浓度，大幅提高了辐射传热的效率。

富氧燃烧技术可使燃料燃烧完全而强烈，火焰充满度好，提高炉膛的整体温度。根据斯蒂芬-波尔兹曼定律：黑体的总放射能力与它本身的绝对温度的四次方成正比。设炉膛温度t0＝850℃＝1123k，采用富氧燃烧技术后炉膛温度提高20℃，即ti＝850+20＝870℃＝1143k，因此辐射换热量△q＝ti4/t04＝1.07，由此可以看出，采用富氧燃烧技术以后炉内的辐射换热量增加了7％，从而使水冷壁获得辐射能量大大提高，使锅炉整体热效率得以提高；受热面传热基本方程

qcr＝kh△t/bj

式中：qcr—对1kg燃料而言，烟气传递给工质的热量(kj/kg)；

k—传热系数(kw/(m2·k))；

△t—温差(℃)；

h—受热面面积(m2)；

bj—燃料消耗量(kg/h)

由于浓氧气体布置在火焰中心后端的滞氧区参与助燃，在炉膛内，燃料燃烧的炽热火炬，以辐射、对流和传导的方式同炉膛水冷壁和炉墙进行热交换。火焰充满度好，使火焰中心区扩大，辐射换热强度和对流换热强度也随之扩大，在其它条件不变的情况下，温度升高，换热强度增大，从而导致传热量增大。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。