專利名稱：節(jié)能環(huán)保型層燃鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于層燃鍋爐的設(shè)計(jì)及改進(jìn)技術(shù)，特別是涉及層燃快裝鍋爐、組裝鍋爐和散裝鍋爐的設(shè)計(jì)及改進(jìn)，具體的講是一種節(jié)能環(huán)保型層燃鍋爐。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有層燃鍋爐一般包括給煤裝置、爐膛、燃燒設(shè)備、燃燼室、鍋筒、鍋爐管束、爐墻、省煤器、空氣預(yù)熱器等常規(guī)部件。現(xiàn)有層燃爐的燃料——煤，所含有的固定碳和可燃?xì)怏w隨爐排的運(yùn)轉(zhuǎn)，大部分被燃燒。其燃燒效率的高低，直接影響層燃爐的性能。因此人們對(duì)煤在爐排上的著火位置及其有效燃燒時(shí)間非常關(guān)注，經(jīng)過(guò)多年探索與實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)采用低長(zhǎng)型后拱、高而短的前拱，前后拱合理配合，在爐膛下部形成一個(gè)絕熱燃燒空間，可使新煤在爐排上即時(shí)著火、焦炭有效燃燒。低長(zhǎng)型后拱的特點(diǎn)是具有導(dǎo)流性能。能將氣流攜帶的較粗的高溫粒子，導(dǎo)向前拱下的新煤層，為新煤著火創(chuàng)造了溫度條件；為焦炭燃燒提供了足夠長(zhǎng)的區(qū)段和時(shí)間。此拱型對(duì)煤種的適應(yīng)性較寬，燃用劣質(zhì)煤時(shí)效果更明顯。這是現(xiàn)有層燃爐的最大優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有層燃爐的缺點(diǎn)是雖設(shè)有燃燼室，也能起到部分燃燼作用，但是氣流攜帶的較細(xì)的粒子與可燃?xì)怏w在燃燼室內(nèi)一掠而過(guò)，未燃燼即進(jìn)入鍋爐管束，導(dǎo)致可燃物中大量未燃燼的粒子和可燃?xì)怏w排出爐外，造成原始排放濃度偏高，燃燒效率偏低，既浪費(fèi)能源，又污染環(huán)境。
目前也有一種在爐膛內(nèi)的前拱和后拱上方設(shè)置帶分離隔室的臥式旋風(fēng)筒層燃爐，如國(guó)家專利局已公開的96216377.5號(hào)專利，其分離隔室設(shè)有入口和煙氣返回口。雖然分離隔室入口捕獲了一部分灰粒，但是被高速分離沉積于旋風(fēng)筒內(nèi)壁，處在分離隔室入口和煙氣返回口間的灰粒，在下滑的過(guò)程中被返回的煙氣攜入主氣流，經(jīng)煙道溢出。因此鍋爐的原始排放量仍然較高。煙氣在旋風(fēng)筒內(nèi)的燃燒路程較短，燃燒時(shí)間有限。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的旨在提供一種在爐膛的出口設(shè)置一種高溫旋風(fēng)循環(huán)燃燼室，燃燒產(chǎn)物以一定方向與速度吸入該室內(nèi)旋轉(zhuǎn)燃燒，較細(xì)的粒子和可燃?xì)怏w基本燃燼；較粗的粒子被燃燒、分離、收集、再燃燒循環(huán)燃燼，達(dá)到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造、安裝、維修方便，布置靈活，能在層燃爐中廣泛應(yīng)用，提高燃燒效率，降低原始排放量，保護(hù)環(huán)境的節(jié)能環(huán)保型層燃鍋爐，以克服上述的不足。
為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型包括給煤裝置、燃燒設(shè)備、煤渣出口、爐膛、鍋筒、鍋爐管束、鍋爐煙氣出口等。爐膛由前墻、后墻、左側(cè)墻、隔墻、鍋筒、前拱、后拱、燃燒設(shè)備所夠成的空間組成。爐膛下部的絕熱燃燒室為燃燒設(shè)備、煤閘門、前拱、后拱、前后拱兩側(cè)的撐墻所夠成的空間，其特點(diǎn)是在爐膛的右上側(cè)沿鍋爐縱向設(shè)有高溫循環(huán)燃燼室，隔墻的后上部設(shè)有煙氣進(jìn)口，燃燼室為爐膛前墻、后墻、隔墻、右側(cè)墻所夠成的空間；上述燃燼室內(nèi)設(shè)有圓柱形芯管，一端嵌入爐膛后墻上，另一端由兩點(diǎn)支撐在隔墻和燃燼室內(nèi)壁上，燃燼室下部設(shè)有粒子回收室，為爐膛前墻、后墻、隔墻、右側(cè)墻和燃燼室的相應(yīng)部分所夠成的空間，粒子回收室的最下端連接粒子回輸裝置和粒子出口，粒子出口設(shè)置在絕熱燃燒室內(nèi)的高溫有效燃燒區(qū)段內(nèi)；上述高溫循環(huán)燃燼室的橫截面為橢圓形；高溫循環(huán)燃燼室布置在爐膛上部的左側(cè)、右側(cè)、后側(cè)中的任一種；
上述燃燼室內(nèi)芯管的橫截面外為圓形，內(nèi)為圓形或多邊形中的任一種，芯管橫截面的中心與燃燼室橫截面的中心同心或偏移中的任一種；上述高溫循環(huán)燃燼室立式布置于爐膛左側(cè)、右側(cè)、后側(cè)中的任一種；立式布置時(shí)燃燼室橫截面為圓形、多邊形中的任一種；芯管的橫截面外為圓形，內(nèi)為圓形、多邊形或矩形中的任一種；高溫循環(huán)燃燼室單個(gè)或多個(gè)立式布置中的任一種；上述粒子回輸裝置采用手動(dòng)間歇回輸、爐排風(fēng)室風(fēng)動(dòng)回輸、風(fēng)機(jī)風(fēng)動(dòng)回輸中的任一種；間歇回輸或連續(xù)回輸中的任一種；粒子回輸點(diǎn)設(shè)置于爐排的燃料引燃區(qū)、高溫主燃區(qū)中的任一種。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于①保持了現(xiàn)有層燃爐的優(yōu)點(diǎn)；設(shè)計(jì)布置靈活，結(jié)構(gòu)新穎簡(jiǎn)單易于制造，維修保養(yǎng)與普通鍋爐相同；②燃燒產(chǎn)物在燃燼室內(nèi)的燃燒方式加強(qiáng)，路程增加，燃燒時(shí)間延長(zhǎng)?？扇?xì)怏w與較細(xì)的粒子基本燃燼，較粗粒子循環(huán)燃燼，燃燒效率提高，節(jié)約能源；③燃燒產(chǎn)物沿切線方向吸入燃燼室內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)燃燒，使層燃爐在燃燼室內(nèi)實(shí)現(xiàn)了部分除塵功能；④燃燒產(chǎn)物在燃燼室內(nèi)實(shí)現(xiàn)了燃燒、收集、分離、再燃燒的循環(huán)過(guò)程；⑤由芯管流出的煙氣基本潔凈，減少了煙氣對(duì)鍋爐管束區(qū)的灰污系數(shù)，提高了對(duì)流傳熱量。降低了層燃爐的原始排放量，利于保護(hù)環(huán)境。


圖1是本實(shí)用新型燃燼室臥式設(shè)置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A-A向視圖。
圖3是本實(shí)用新型燃燼室立式設(shè)置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖3的B-B向視圖。
圖5是圖4的C-C向視圖。
圖6是本實(shí)用新型臥式設(shè)置燃燼室結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本實(shí)用新型立式設(shè)置燃燼室結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
爐膛6內(nèi)含有大量可燃粒子與可燃?xì)怏w的燃燒產(chǎn)物，從煙氣進(jìn)口切向高速進(jìn)入燃燼室8內(nèi)旋轉(zhuǎn)與燃燒，因芯管4的導(dǎo)向作用，煙氣必須經(jīng)過(guò)一定的導(dǎo)程，才能由芯管4流入鍋爐管束10。它給粒子的燃燒設(shè)置了一段固有的燃燒時(shí)間，利于粒子的燃燼。同時(shí)因離心力的作用，較粗粒子甩向旋轉(zhuǎn)煙氣外圍，沿燃燼室8內(nèi)壁面隨氣流向下運(yùn)動(dòng)，由于C、D兩線面的高差不同，粒子被捕入回收室11內(nèi)。濾過(guò)的煙氣隨主氣流繞芯管繼續(xù)旋轉(zhuǎn)燃燒，折入芯管4內(nèi)的煙氣較干凈。收集于粒子回收室11內(nèi)的粒子經(jīng)粒子回輸裝置13由粒子出口輸入爐排上的主燃燒區(qū)內(nèi)，一部分與焦炭隨爐排運(yùn)轉(zhuǎn)燃燒，另一部分由氣流攜帶在爐膛燃燒后又進(jìn)入燃燼室8重復(fù)上述過(guò)程。實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)高溫循環(huán)燃燒實(shí)施例1如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型由給煤裝置1連接燃燒設(shè)備2及煤渣出口5完成煤的進(jìn)煤、燃燒、出渣過(guò)程。爐墻與燃燒設(shè)備2連接，使?fàn)t內(nèi)形成輻射區(qū)(爐膛6、高溫循環(huán)燃燼室8)和對(duì)流傳熱區(qū)(鍋爐管束10)。前拱20、后拱19與燃燒設(shè)備2連接，構(gòu)成絕熱燃燒室。爐膛6為由左側(cè)墻17與爐膛后墻15、爐膛前墻16、隔墻12、鍋筒18和絕熱燃燒室連接構(gòu)成的空間。燃燼室8為由隔墻12、爐膛后墻15、爐膛前墻16、右側(cè)墻21的曲面部分連接構(gòu)成的空間。隔墻12的后上部設(shè)有燃燼室進(jìn)口7，以溝通燃燼室8與爐膛6。煤在絕熱燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物，在引風(fēng)機(jī)抽力的作用下，經(jīng)爐膛6輻射放熱后，由燃燼室進(jìn)口7沿切向高速進(jìn)入燃燼室8，繞芯管4高速旋轉(zhuǎn)燃燒。芯管4置于燃燼室8內(nèi)，嵌于爐膛后墻15之上；芯管4使燃燼室8與鍋爐管束10導(dǎo)通。燃燼室8的下部設(shè)有粒子回收室11、粒子回輸裝置13、風(fēng)室14、粒子回收室11由爐膛前墻16、后墻15、隔墻12的傾斜部分和燃燼室8的相應(yīng)部分構(gòu)成。粒子回輸裝置13與風(fēng)室14、粒子回收室11相連接。鍋爐煙氣出口9與鍋爐管束10和鍋爐尾部設(shè)備(圖中未畫)相接。
進(jìn)入燃燼室8高速旋轉(zhuǎn)的燃燒產(chǎn)物，受離心力和重力的作用，一邊燃燒，一邊被甩向燃燼室8的內(nèi)壁。由于C、D兩線面的高差不同，粒子不斷沉積于粒子回收室11之中。被分離之后的煙氣，隨主流燃燒產(chǎn)物繞芯管4繼續(xù)燃燒，重復(fù)前述過(guò)程，粒子回收室11內(nèi)的塵量逐漸增多。只要保持塵量的有效高度，那么調(diào)整粒子回輸裝置13的開度，可將粒子連續(xù)或間歇吹入爐膛6的絕熱燃燒室內(nèi)燃燒。燃燒產(chǎn)物被燃燒分離之后，含有的塵量相對(duì)減少，高速旋轉(zhuǎn)的燃燒產(chǎn)物中心區(qū)的含塵量遠(yuǎn)小于周邊的含塵量，從芯管4抽出流向鍋爐管束10的煙氣較潔凈，經(jīng)對(duì)流傳熱后，從鍋爐煙氣出口9排出，此時(shí)煙氣的含塵量明顯降低。
實(shí)施例2如圖3、圖4、圖5所示，本實(shí)用新型由給煤裝置1、燃燒設(shè)備2、煤渣出口5、爐膛6、燃燼室進(jìn)口7、高溫循環(huán)燃燼室8、芯管4、煙道19、粒子回收室11、粒子回輸裝置12、風(fēng)室14、鍋爐管束10、鍋爐煙氣出口9及尾部設(shè)備等部件組成。
給煤裝置1和煤渣出口5與燃燒設(shè)備2相接；爐墻砌于燃燒設(shè)備2之上，爐膛后墻15、爐膛前墻16、側(cè)墻17及鍋筒18，燃燼室8的一個(gè)側(cè)面，組成爐膛6；兩個(gè)立式高溫循環(huán)燃燼室8置于爐膛6的右邊與其相接，燃燼室8的上部用煙道19導(dǎo)通兩芯管4和鍋爐管束10；立式燃燼室8的下部連接粒子回收室11、粒子回輸裝置12、風(fēng)室14；調(diào)整粒子回輸裝置12的開度，粒子被連續(xù)或間歇吹入爐膛6燃燒。
煤由給煤裝置1進(jìn)入燃燒設(shè)備2后連續(xù)不斷地燃燒，產(chǎn)生的可燃物在爐膛6內(nèi)輻射放熱后，沿燃燼室進(jìn)口7以切線方向進(jìn)入燃燼室8內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)燃燒，在離心力與重力作用下，部分粒子被甩向燃燼室8的內(nèi)壁，分離沉積于粒子回收室11內(nèi)，依靠風(fēng)室14的動(dòng)能，將粒子連續(xù)吹入爐膛6內(nèi)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)燃燒。經(jīng)過(guò)高溫高速旋轉(zhuǎn)燃燒分離的可燃物，得到部分凈化，在進(jìn)入芯管4時(shí)迫使氣流改變流動(dòng)方向，又甩下部分塵量，故由芯管穿出進(jìn)入煙道22的煙氣已較潔凈。經(jīng)鍋爐管束10傳熱后，再由鍋爐煙氣出口9排出，此時(shí)煙氣的含塵量顯著減少。鍋爐原始排放量顯著降低。
爐膛6內(nèi)含有大量可燃粒子與可燃?xì)怏w的燃燒產(chǎn)物，從煙氣進(jìn)口切向高速進(jìn)入燃燼室內(nèi)旋轉(zhuǎn)與燃燒，因芯管的導(dǎo)向作用，煙氣必須經(jīng)過(guò)一定的導(dǎo)程，才能由芯管流入鍋爐管束。它給粒子的燃燒設(shè)置了一段固有的燃燒時(shí)間，利于粒子的燃燼。同時(shí)因離心力的作用，較粗粒子甩向旋轉(zhuǎn)煙氣外圍，沿燃燼室內(nèi)壁面隨氣流向下運(yùn)動(dòng)，由于C、D兩線面的高差不同，粒子被捕入回收室內(nèi)。濾過(guò)的煙氣隨主氣流繞芯管繼續(xù)旋轉(zhuǎn)燃燒，折入芯管內(nèi)的煙氣較干凈。收集于粒子回收室內(nèi)的粒子經(jīng)粒子回輸裝置由粒子出口輸入爐排上的主燃燒區(qū)內(nèi)，一部分與焦炭隨爐排運(yùn)轉(zhuǎn)燃燒，另一部分由氣流攜帶在爐膛燃燒后又進(jìn)入燃燼室重復(fù)上述過(guò)程。實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)高溫循環(huán)燃燒。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能環(huán)保型層燃鍋爐，它包括給煤裝置(1)、燃燒設(shè)備(2)、煤渣出口(5)、爐膛(6)、鍋筒(18)、鍋爐管束(10)、鍋爐煙氣出口(9)等，爐膛(6)由前墻(16)、后墻(15)、左側(cè)墻(17)、隔墻(12)、鍋筒(18)、前拱(20)、后拱(19)、燃燒設(shè)備(2)所夠成的空間組成，爐膛(6)下部的絕熱燃燒室為燃燒設(shè)備(2)、煤閘門、前拱(20)、后拱(19)、前后拱兩側(cè)的撐墻所夠成的空間，其特征在于在爐膛(6)的右上側(cè)沿鍋爐縱向設(shè)有高溫循環(huán)燃燼室(8)，隔墻(12)的后上部設(shè)有煙氣進(jìn)口(7)，燃燼室(8)為爐膛前墻(16)、后墻(15)、隔墻(12)、右側(cè)墻(21)所夠成的空間。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能環(huán)保型層燃鍋爐，其特征在于燃燼室(8)內(nèi)設(shè)有圓柱形芯管(4)，一端嵌入爐膛后墻(15)上，另一端由兩點(diǎn)支撐在隔墻(12)和燃燼室(8)內(nèi)壁上，燃燼室(8)下部設(shè)有粒子回收室(11)，為爐膛前墻(16)、后墻(15)、隔墻(12)、右側(cè)墻(21)和燃燼室(8)的相應(yīng)部分所夠成的空間，粒子回收室(11)的最下端連接粒子回輸裝置(13)和粒子出口(3)，粒子出口(3)設(shè)置在絕熱燃燒室內(nèi)的高溫有效燃燒區(qū)段內(nèi)。
3.依據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能環(huán)保型層燃鍋爐，其特征在于高溫循環(huán)燃燼室(8)的橫截面為橢圓形；高溫循環(huán)燃燼室(8)布置在爐膛(6)上部的左側(cè)、右側(cè)、后側(cè)中的任一種。
4.依據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能環(huán)保型層燃鍋爐，其特征在于燃燼室(8)內(nèi)芯管(4)的橫截面外為圓形，內(nèi)為圓形或多邊形中的任一種，芯管(4)橫截面的中心與燃燼室(8)橫截面的中心同心或偏移中的任一種。
5.依據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能環(huán)保型層燃鍋爐，其特征在于高溫循環(huán)燃燼室(8)立式布置于爐膛(6)左側(cè)、右側(cè)、后側(cè)中的任一種，立式布置時(shí)燃燼室(8)橫截面為圓形或多邊形中，芯管(4)的橫截面外為圓形，內(nèi)為圓形、多邊形或矩形中的任一種，高溫循環(huán)燃燼室(8)單個(gè)或多個(gè)立式布置。
6.依據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能環(huán)保型層燃鍋爐，其特征在于粒子回輸裝置(13)采用手動(dòng)間歇回輸、爐排風(fēng)室風(fēng)動(dòng)回輸、風(fēng)機(jī)風(fēng)動(dòng)回輸中的任一種，間歇回輸或連續(xù)回輸中的任一種；粒子回輸點(diǎn)設(shè)置于爐排的燃料引燃區(qū)或高溫主燃區(qū)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能環(huán)保型層燃鍋爐，本實(shí)用新型包括給煤裝置、燃燒設(shè)備、煤渣出口、爐膛、鍋筒、鍋爐管束、鍋爐煙氣出口等。爐膛由前墻、后墻、左側(cè)墻、隔墻、鍋筒、前拱、后拱、燃燒設(shè)備所構(gòu)成的空間組成。爐膛下部的絕熱燃燒室為燃燒設(shè)備、煤閘門前拱、后拱、前后拱兩側(cè)的撐墻所夠成的空間，其特點(diǎn)是在爐膛的右上側(cè)沿鍋爐縱向設(shè)有高溫循環(huán)燃燼室，隔墻的后上部設(shè)有煙氣進(jìn)口，燃燼室為爐膛前墻、后墻、隔墻、右側(cè)墻所構(gòu)成的空間。本實(shí)用新型將燃燒產(chǎn)物在燃燼室內(nèi)的燃燒方式加強(qiáng)，燃燒效率提高，節(jié)約能源，降低了層燃爐的原始排放量，利于保護(hù)環(huán)境。
文檔編號(hào)F23C3/00GK2526682SQ0222872
公開日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2002年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月21日
發(fā)明者李德華, 郭同啟 申請(qǐng)人:李德華