利用加煤机加煤的锅炉，现代化改装利用加煤机加煤的锅炉的方法以及消除未参与利用加煤机加煤的锅炉中的燃烧过程中的空气的不受控制的泄漏的方法
技术领域
本发明的主体是在燃烧区中包含可移动加煤机和加煤机下风箱系统的利用加煤机加煤的锅炉、现代化改装这种锅炉的方法，以及消除未参与锅炉中的燃烧过程的空气的不受控制的泄漏的方法。
背景技术
在商业电力工业和供热工业中，一般使用用于产生热量的利用加煤机加煤的锅炉，其中固体燃料特别是煤的燃烧发生在移动的机械加煤机上。在该加煤机上方有具有次级空气通道的燃烧室，而在加煤机下面有包含具有风箱的加煤机下风箱系统的加煤机下空间，以及将空气从大气提供到风箱内部的通道，其对于在加煤机上发生燃烧过程是必需的。在锅炉使用期间，在风箱空间中，气压通常达到接近200-500Pa。在加煤机下空间的剩余部分中，压力接近燃烧室中的压力，通常达到-30到-50Pa左右。在风箱空间、加煤机下空间和大气之间显露出来的压力差异导致气流的不受控制的泄漏，其流经存在于这些空间之间的间隙，然而锅炉的探查制造并不能保证它完全密封。在利用加煤机加煤的锅炉中密封上述空间，意图消除未参与固体燃料燃烧过程中的空气的不受控制的泄漏，是许多解决方案和尝试的主题。从波兰专利183654的描述中，可以知道已经借助于金属膜壁密封的利用加煤机加煤的锅炉。在利用加煤机加煤的锅炉中的气流的迁移也可以通过对加煤机下风箱系统的风箱适当成形而受到控制。在申请号P-355555的波兰专利中，公开了加煤机下风箱系统的结构的方案的例子，其减少多余气体的比例。
发明内容
本发明的目的是减少在利用加煤机加煤的锅炉中的气流的不受控制的流动，这种流动会负面地影响锅炉的性能。
根据本发明的锅炉包含具有次级空气通道的燃烧室、可移动的机械加煤机，包含具有风箱的加煤机下风箱系统的加煤机下空间，以及将空气供应到风箱内部的通道。本发明的关键在于该锅炉包含额外的空气通道，其具有内置的且输出可调节的风扇。这个额外的空气通道的一端与位于加煤机下风箱系统的风箱外面的加煤机下空间连接。
在根据本发明的锅炉的其他实施例中，该额外空气通道的另一端与将外部空气提供给加煤机下风箱系统的风箱的通道的空间连接，或者与大气连接，或者与燃烧室的次级空气通道连接。
在根据本发明的锅炉的另一实施例中，在将空气从大气提供到风箱内部的通道的空间中，以及在所述额外空气通道的空间中，设置至少一个空气温度传感器。这些传感器可以被连接到额外空气通道的风扇的控制器上。
根据本发明的一种现代化改装的方法，在于前面提到的锅炉的所述加煤机下空间，其位于加煤机下风箱系统的风箱的外面，与具有内置的输出可调节的风扇的额外空气通道的第一端连接。
在该现代化改装方法的其他实施例中，所述额外空气通道的另一端与将空气提供到加煤机下风箱系统的风箱的通道的空间连接，或者与大气连接，或者与燃烧室的次级空气通道连接。
在该现代化改装方法的另一实施例中，在将空气从大气提供到风箱内部的通道的空间中，以及在所述额外空气通道的空间中，设置至少一个空气温度传感器。这些传感器可以被连接到该额外空气通道的风扇的控制器。
根据本发明的消除不受控制的空气泄漏的方法在于，将空气从位于加煤机下风箱系统的风箱外面的锅炉的加煤机下空间引出，引到具有可改变输出的内置风扇的额外空气通道。该风扇的当前的输出与供应到风箱的空气的温度和在所述额外空气通道中的空气的温度之间的当前的差异成比例。
在所述消除不受控制的空气泄漏的方法的其他实施例中，被引出到额外空气通道的空气或者被供应到加煤机下风箱系统的风箱，或者被进一步引出到大气中，或是被供应到锅炉的燃烧室的次级空气通道。
本发明减少了通过间隙进来并与燃烧烟气结合的空气的量，从而得到的结果是，在烟气中的多余空气的比例减小。这使得在烟气中的有形损失减小，其也意味着锅炉性能的提升，通常是大约2％到5％，具体取决于它的技术条件、负荷的改变、燃烧装了的品质，以及正确的维护和操作。应用本发明还减少了锅炉的部件的电力的消耗近10-20％。由于从锅炉中排出的烟气数量的普遍减少，抽风机的负荷更小，所述额外空气通道的风扇所消耗的能量被风箱通风扇的有限的能量消耗抵消。本发明的一个有益的特征是，对于锅炉的现代化改装所需要的时间也较短，并且这种现代化改装的费用较低，相当于替换加煤机下风箱系统的费用的10％。
未曾预料到的，本发明的基本优势是粉尘排放的显著减少(20-70％)，其对不建立昂贵的静电除尘器(脱尘器)而满足未来的排放标准的要求的可能性给予希望。同样未曾预料到的，在使用本发明的锅炉的运行中，一氧化碳(CO)的排放减小了40-80％。这使得可以不用给锅炉装备次级风扇，减少了对电力的消耗。
附图说明
在附图中示出本发明，呈现的是利用加煤机加煤的锅炉的示意性垂直截面，其中图1示出具有额外空气通道的第一变型的锅炉，图2示出具有该通道的第二变型的锅炉，图3示出具有该通道的第三变型的锅炉。
具体实施方式
典型的利用加煤机加煤的锅炉具有带有烟气抽风机1的烟气区，和燃烧器区。在燃烧器区中，有燃烧室2、可移动的机械加煤机3、具有风箱5的加煤机下风箱系统4，以及借助于风箱通风扇7将空气从大气供应到风箱5内部的通道6。燃烧室2具有有风扇8提供动力的次级空气通道。根据本发明的锅炉具有额外空气通道9，其具有输出可调节的内置的风扇10。额外空气通道9的一端9’与位于所述加煤机下风箱系统4的风箱5外面的加煤机下空间连接，额外空气通道9的另一端9”可以和将外部空气供应到加煤机下风箱系统4的风箱5的通道6的空间连接，或者和大气连接，或者和燃烧室2的次级空气通道连接。通过控制风扇10的输出，来自不受控制的泄漏的空气的适当数量被从加煤机下区域11移走，并通过额外空气通道9被导向选定的位置。可以手动控制风扇10的输出，但是为此目的使用有关知识是有益的，所述有关知识指在从大气将空气提供到风箱5的通道6的空间中的空气温度以及在额外空气通道9的空间中的空气温度。为了这么做，在这些地方至少放置一个空气温度传感器(未在附图中示出)。对于典型的利用加煤机提供动力的锅炉，在通道6中的风箱气流的温度和在额外空气通道9中的气流的温度之间的差不超过5度则表明通过通道9流动的仅仅是来自不受控制的泄漏到加煤机下空间的空气。在温度上的差异达到5到10度给出的信息是，在所述额外空气通道9中还有来自不受控制的泄漏的空气，该泄漏发生在加煤机3的不再发生燃烧过程或者燃烧过程的程度有限的部分上。在这种情况中，不受控制的泄漏查想燃烧室2的底部部分发生，它们的接收对烟气的有形损失具有积极的效果。在温度中超过10度的差异给出的信息是，在通道9中另外流入了一些来自燃烧室2的烟气，并且未在烟气中造成有形损失。这些依赖性允许通过连接所述温度传感器到风扇控制器而实现风扇10的输出调节的自动化，而借助于这些传感器所测量的温度之间的差异被应用作为控制参数。未曾预料到的，当锅炉具有小的负荷，例如达到额定负载的10-20％时，从间隙来的空气的数量足以进行燃烧过程。在这种情况下，当不可能将通道6从大气隔离开时，风箱通风扇7停止为燃烧过程提供空气而仅仅开始阻止空气从锅炉外流。在大多数情况下，消除通过间隙从烟气流来的空气导致下述情形：烟囱的自然牵引足以保证在燃烧室2中有适当的负压，使得烟气抽风机1的操作无目的性。然而，根据强制规定，没有抽风机1的锅炉运行是不允许的。对这一问题的解决方案可以是在较低压力值(例如在燃烧室2中为-50到-80Pa)下运行，以及限制抽风机1的输出。对于正确使用锅炉来说非常重要的是，向风箱提供空气的通道6的空间与额外空气通道9的空间的连接点。如果在某点连接导致出现由风扇10供应的大多数空气到达前风箱5的情况的话，则对锅炉的运行不不利的，尤其是在上述温度差异超过10℃时，因为这意味着提供了另外的氧含量较低的气流。同样在温度差异超过10℃时，同样的气流被指向最后运行的风箱5则正面地影响锅炉运行的参数。这与在加煤机的这一股份中的燃烧过程的低强度有关，低强度意思是说在相同时间对氧的需要更小。未曾预料到的，通过额外空气通道9将加煤机下空间11和大气连接并不需要对到应用范围内的锅炉的运行(手动或自动)进行改变。当加煤机下空间11与通道6或者燃烧室2的次级空气通道连接，气流的相互作用，尤其是在温度差异超过5℃时，改变燃烧过程的现有范围进程，导致需要测量气流并且改变锅炉控制算法。然而，由更低电力消耗、对来自空隙的气流的热量的使用所产生的经济上和生态上的益处，证明了在实现该方案(而非对加煤机下空间11与大气的连接的更简单的控制)中出现的额外的支出是合适的。同样未曾预料到的是，应用本发明提供了另外的操作上的好处。将从风箱气流分开的第一风箱与加煤机下空间相连接允许锅炉操作者控制下述距离：在加煤机上煤点火点处离滑动门及加煤机结构的前面部分的距离。类似地，在之前与风箱气流分开以后，将最后的非运行风箱与加煤机下空间相连接减少了从风箱空间到燃烧室的不受控制的泄漏。
根据本发明，可以构造新的锅炉，以及快速地、便宜地且有效地对现有的锅炉进行现代化改装。例如，对普遍使用的WE-10型锅炉进行现代化改装需要安装额外空气通道9，该通道具有离心型风扇WWOax-50(由Owent Olkusz制造)，其装备有5.5kW马达，它的转速依靠变频器控制。通过手动控制该风扇，获得了供应到锅炉的气流的平均6000m3/h的下降，其中锅炉发在在30-80％。在对WR-25型双加煤机锅炉的现代化改装中以相同的风扇控制方式应用两个WWOax-50型风扇，得到下述情况：在40-80％的负载范围内，在烟气中的多余气体系数从2.0-2.5水平下降到大约1.4-1.7。在锅炉之后的燃烧烟气的温度下降了15至20℃，在这些烟气流中的灰尘含量下降了20-70％，而一氧化碳(CO)的含量下降了40-80％。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种消除未参与在利用加煤机加煤的锅炉中的燃烧过程的空气的不受控制的泄漏的方法，所述锅炉包含燃烧室(2)、可移动的机械加煤机(3)，和加煤机下空间(11)，所述加煤机下空间包含带有风箱(5)的加煤机下风箱系统(4)以及将空气从大气供应到所述风箱(5)的内部的通道(6)，其特征在于，
空气被从位于所述加煤机下风箱系统(4)的所述风箱(5)外面的所述加煤机下空间(11)引出到具有输出可调节的内置风扇(10)的额外空气通道(9)，其中该风扇(10)的当前输出与供应到风箱(5)的空气的温度和在所述额外空气通道(9)中的空气的温度之间的当前差异成比例。
2.根据权利要求1所述的消除不受控制的泄漏的方法，其特征在于，所述被引出到所述额外空气通道(9)的空气被供应到所述加煤机下风箱系统(4)的所述风箱(5)。
3.根据权利要求1所述的消除不受控制的泄漏的方法，其特征在于，所述被引出到所述额外空气通道(9)的空气被进一步引出到大气。
4.根据权利要求1所述的消除不受控制的泄漏的方法，其特征在于，所述被引出到所述额外空气通道(9)的空气被供应到所述燃烧室(2)的所述次级空气通道
5.一种利用加煤机加煤的锅炉，其具有带有次级空气通道的燃烧室(2)、可移动的机械加煤机(3)，和加煤机下空间(11)，所述加煤机下空间包含带有风箱(5)的加煤机下风箱系统(4)，将空气从大气供应到所述风箱(5)的内部的主空气通道(6)以及具有输出可调节的内置风扇(10)的额外空气通道(9)，其中所述额外空气通道(9)的第一端(9’)与位于所述加煤机下风箱系统(4)的所述风箱(5)外面的所述加煤机下空间(11)连接，其特征在于：
所述额外空气通道(9)的第二端(9”)与大气连接。
6.根据权利要求1所述的锅炉，其特征在于，包含温度传感器，所述温度传感器设置在主空气通道(6)的空间和连接到所述内置风扇(10)的控制器的所述额外空气通道(9)的空间中。
7.一种现代化改装利用加煤机加煤的锅炉的方法，所述锅炉包含具有次级空气通道的燃烧室(2)、可移动的机械加煤机(3)，和加煤机下空间(11)，所述加煤机下空间容纳带有风箱(5)的加煤机下风箱系统(4)以及将空气从大气供应到所述风箱(5)的内部的主空气通道(6)，其中位于所述加煤机下风箱系统(4)的所述风箱(5)外面的所述加煤机下空间(11)与具有输出可调节的内置风扇(10)的额外空气通道(9)的第一端(9’)连接，其特征在于，
所述额外空气通道(9)的第二端(9”)与大气连接。
8.根据权利要求7所述的现代化改装锅炉的方法，其特征在于，在所述主空气通道(6)的空间以及所述额外空气通道(9)的空间中，设置了连接到所述内置风扇(10)的控制器的温度传感器。