專利名稱：生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到鏈條鍋爐領(lǐng)域，具體涉及到使用生物質(zhì)燃料的鏈條鍋爐中的二次配風(fēng)、以及爐拱結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)固體成型顆粒燃料(簡稱生物質(zhì)燃料)的燃燒機理如下一是起火溫度低、 燃燒快，減少了高溫燃燒產(chǎn)生的氮氧化物；二是生物質(zhì)燃料揮發(fā)份高，是煤的3倍左右，顆粒燃料中的揮發(fā)份(煙)在低溫狀態(tài)一析出就完全燃燒，可實現(xiàn)無煙燃燒；三是在靜態(tài)燃燒過程中，粉塵排放量極低；四是生物質(zhì)燃料含硫低，小于燃煤的1/10，無需采用添加劑固硫脫硫，符合環(huán)保要求；五是生物質(zhì)燃燒后，在顆粒中形成微孔，利于空氣進入內(nèi)部助燃，燃燒效率高，灰渣殘?zhí)剂繕O低。目前，生物質(zhì)燃料主要應(yīng)用于各種家庭取暖爐、小型熱水鍋爐、熱風(fēng)爐等。傳統(tǒng)的燃煤鏈條鍋爐，其爐膛中設(shè)置有傾斜狀的后爐拱，在其鏈條爐排的下部設(shè)置有由一次風(fēng)機和風(fēng)室構(gòu)成的一次配風(fēng)結(jié)構(gòu)，其爐膛內(nèi)無二次配風(fēng)結(jié)構(gòu)，這種爐拱結(jié)構(gòu)和一次配風(fēng)結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)生物質(zhì)燃料高揮發(fā)份、燃盡速度快的燃燒特性，導(dǎo)致燃燒不充分，使煙囪冒黑煙、滴焦油，難以滿足環(huán)保的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是將提供一種能確保生物質(zhì)燃料高效潔凈燃燒的生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)。為解決上述問題，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案。所述的生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)，其特點是在鍋爐爐膛的前壁設(shè)置有向爐膛內(nèi)凸出的拋物線狀前爐拱，傾斜設(shè)置的傾斜爐拱的下端連接在爐膛后壁的底部位置，傾斜爐拱的上端與“L”形爐拱的水平段相連接，“L”形爐拱與傾斜爐拱共同組成鍋爐的后爐拱，在拋物線狀前爐拱和“L”形爐烘的垂直段之間設(shè)置有呈“回” 字形布置的回字二次風(fēng)主管，回字二次風(fēng)主管的四個側(cè)面上分別設(shè)置有至少三個向上吹風(fēng)的分支風(fēng)管，并且所有分支風(fēng)管吹出的風(fēng)在鏈條爐排面上方成螺旋狀上升，在傾斜爐拱的下側(cè)、沿著斜傾爐拱的傾斜方向設(shè)置有向下吹風(fēng)的傾斜二次風(fēng)管，傾斜二次風(fēng)管與回字二次風(fēng)主管均連接在二次風(fēng)進風(fēng)總管上，二次風(fēng)進風(fēng)總管與空氣預(yù)熱器的第一熱風(fēng)出口相連接，空氣預(yù)熱器的第一冷風(fēng)進口上連接有二次引風(fēng)機。進一步地，前述的生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)，其中在鏈條爐排入口處的上方設(shè)置有與鏈條鍋爐中的一次風(fēng)機相連通的一次風(fēng)冷風(fēng)管，一次風(fēng)冷風(fēng)管的出風(fēng)口順著爐排送料方向向下傾斜、并與鏈條爐排面成45度 60度角。進一步地，前述的生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)，其中傾斜爐拱與鏈條爐排面的夾角為10 15度。進一步地，前述的生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)，其中所述的回字二次風(fēng)主管設(shè)置在拋物線狀前爐拱與“L”形爐拱之間的過流截面最小處。
進一步地，前述的生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)，其中所述的空氣預(yù)熱器的第二進風(fēng)口與鏈條鍋爐中省煤器的煙氣出口相連接，省煤器的煙氣進口與鏈條鍋爐的煙氣出口相連接，空氣預(yù)熱器的第二出風(fēng)口與排空引風(fēng)機相連接。進一步地，前述的生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)，其中在鍋爐進料斗內(nèi)側(cè)的進料擋板內(nèi)設(shè)置有水冷壁，所述的水冷壁由包覆螺旋翅片的水冷蛇形管構(gòu)成。本發(fā)明的有益效果是拋物線狀前爐拱與由“L”形爐拱和傾斜爐拱組成的后爐拱共同構(gòu)成鍋爐的組合爐拱，拋物線狀前爐拱與“L”形爐拱的上部垂直部分以及爐膛兩邊的側(cè)墻構(gòu)成鍋爐的燃燒室，傾斜爐拱與爐膛兩邊的側(cè)墻形成鍋爐的燃盡室。拋物線狀前爐拱的輻射加熱作用能使生物質(zhì)燃料迅速析出大量的揮發(fā)物，回字二次風(fēng)主管噴出的呈螺旋狀上升的二次風(fēng)氣流，加強了鏈條爐排面上生物質(zhì)燃料析出的大量揮發(fā)份與助燃空氣的混合，由于二次風(fēng)強烈的螺旋擾動作用，爐膛內(nèi)火焰呈螺旋上升狀，顆粒較大的飛灰被甩向燃燒室壁，落入爐排面，減少了煙氣中飛灰的含量，促進了燃燒室內(nèi)揮發(fā)份的高溫高效燃燒。 布置在燃盡室內(nèi)的傾斜二次風(fēng)管能增加和補充鏈條爐排上固定碳燃燒時所需的供氧量，使其充分燃燒。


圖1是本發(fā)明所述的生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中一次風(fēng)冷風(fēng)管與一次風(fēng)機的連接原理示意圖。圖3是圖1中俯視方向所示的傾斜二次風(fēng)管、回字二次風(fēng)主管與二次引風(fēng)機之間的連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖1中右視方向所示的水冷壁的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖1中B部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖1中A部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明所述的生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)作進一步的說明。如圖1、圖6、圖2、圖3所示，所述的生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)，包括在鍋爐爐膛33的前壁設(shè)置有向爐膛內(nèi)凸出的拋物線狀前爐拱4，傾斜設(shè)置的傾斜爐拱51的下端連接在爐膛33后壁的底部位置，傾斜爐拱51的上端與“L”形爐拱5的水平段相連接，“L”形爐拱5與傾斜爐拱51共同組成鍋爐的后爐拱，在拋物線狀前爐拱4和“L”形爐烘5的垂直段之間設(shè)置有呈“回”字形布置的回字二次風(fēng)主管6，并且回字二次風(fēng)主管6設(shè)置在拋物線狀前爐拱4與“L”形爐拱5之間的過流截面最小處；回字二次風(fēng)主管6的四個側(cè)面上分別設(shè)置有四個向上吹風(fēng)的分支風(fēng)管61，并且所有分支風(fēng)管61吹出的風(fēng)在鏈條爐排面7上方成螺旋狀上升，在傾斜爐拱51的下側(cè)、沿著斜傾爐拱51的傾斜方向設(shè)置有向下吹風(fēng)的傾斜二次風(fēng)管8，傾斜二次風(fēng)管8通過閥門82連接在二次風(fēng)進風(fēng)總管18上，回字二次風(fēng)主管6通過閥門62連接在二次風(fēng)進風(fēng)總管18上，二次風(fēng)進風(fēng)總管18與空氣預(yù)熱器16的第一熱風(fēng)出口相連接，空氣預(yù)熱器16的第一冷風(fēng)進口上連接有二次引風(fēng)機14，本實施例中，所述的空氣預(yù)熱器16的第二進風(fēng)口與鏈條鍋爐中省煤器15的煙氣出口相連接，省煤器15的煙氣進口與鏈條鍋爐的煙氣出口相連接，空氣預(yù)熱器16的第二出風(fēng)口與排空引風(fēng)機17相連接。這樣，可以進一步利用鍋爐排出的高溫?zé)煔鈦砑訜岫我L(fēng)機 14引進的二次風(fēng)，使進入鍋爐爐膛33內(nèi)的二次風(fēng)得到預(yù)熱，形成高溫二次風(fēng)。本實施例中，如圖1、圖5、圖2所示，在鏈條爐排7入口處的上方設(shè)置有與鏈條鍋爐中的一次風(fēng)機13相連通的一次風(fēng)冷風(fēng)管3，一次風(fēng)冷風(fēng)管3的出風(fēng)口 31順著鏈條爐排7 的送料方向向下傾斜、并與鏈條爐排面成45度 60度角。本實施例中，傾斜爐拱51與鏈條爐排面的夾角為10 15度。本實施例中，如圖1、圖4所示，在鍋爐進料斗1內(nèi)側(cè)的進料擋板內(nèi)設(shè)置有水冷壁2，所述的水冷壁2由包覆螺旋翅片的水冷蛇形管21構(gòu)成。本發(fā)明中，拋物線狀前爐拱4與由“L”形爐拱5和傾斜爐拱51組成的后爐拱共同構(gòu)成鍋爐的組合爐拱，拋物線狀前爐拱4與“L”形爐拱5的上部垂直部分以及爐膛33兩邊的側(cè)墻構(gòu)成鍋爐的燃燒室，傾斜爐拱51與爐膛33兩邊的側(cè)墻形成鍋爐的燃盡室。本發(fā)明所述的生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)的工作原理及優(yōu)點綜述如下
鏈條鍋爐工作時，生物質(zhì)燃料由鍋爐的進料斗1進入到鏈條爐排7上，由鏈條爐排7向前輸送，一次風(fēng)機13輸送的冷空氣進入到鏈條爐排7底部的兩側(cè)風(fēng)室中，給鏈條爐排7上的生物質(zhì)燃料提供燃燒所需的一次風(fēng)，使生物質(zhì)燃料在鏈條爐排7上劇烈燃燒；冷空氣同時也通過這兩側(cè)的風(fēng)室進入到一次風(fēng)冷風(fēng)管3中，一次風(fēng)冷風(fēng)管3的出風(fēng)口 31就會連續(xù)不斷送出冷風(fēng)，形成一道傾斜吹向鏈條爐排面的冷風(fēng)幕墻，將生物質(zhì)燃料析出的少量揮發(fā)份吹入拋物線狀前爐拱4后的燃燒室中，并且阻絕揮發(fā)份進入鍋爐進料斗1，同時，進料擋板內(nèi)的水冷壁2也會吸收熱量，以降低生物質(zhì)燃料入口的溫度，這樣就能防止發(fā)生一般生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐易出現(xiàn)的反燒現(xiàn)象。隨著生物質(zhì)燃料的前移進入燃燒室階段，生物質(zhì)燃料在拋物線狀前爐拱4的輻射作用下析出大量的揮發(fā)份，在二次引風(fēng)機14的作用下二次風(fēng)通過空氣預(yù)熱器16和連接管路進入燃燒室中的回字二次風(fēng)主管6，從所有分支風(fēng)管61吹出的風(fēng)在鏈條爐排面7上方成螺旋狀上升，二次風(fēng)不斷螺旋吹出，燃料析出的大量揮發(fā)份與高溫二次風(fēng)劇烈擾動混合螺旋上升，完成氣化清潔燃燒，同時，顆粒較大的飛灰被甩向燃燒室壁，落入爐排面，減少了煙氣中飛灰的含量；隨著鏈條爐排7的不斷前移，生物質(zhì)燃料燃燒形成的固定炭移至燃盡室， 二次引風(fēng)機14吹入的高溫二次風(fēng)經(jīng)過傾斜二次風(fēng)管8由上至下吹向鏈條爐排7上的固定炭，同時鏈條爐排7下部風(fēng)室的一次風(fēng)向上吹向爐排面，在高溫二次風(fēng)和一次風(fēng)的雙重作用下，固定炭燃燒至完全燃盡。生物質(zhì)燃料燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔怆S著螺旋二次風(fēng)的作用，經(jīng)過對流管束9進行熱交換，對流管束9連接在上鍋筒10和下集箱11之間，經(jīng)熱交換后的高溫?zé)煔膺M入上鍋筒10的內(nèi)部煙道后，再經(jīng)過鏈條鍋爐的煙氣出口進入省煤器15和空氣預(yù)熱器16，最后在引風(fēng)機17的作用下排出。燃燒產(chǎn)生的少量塵渣落入到鏈條鍋爐底部的落灰斗12中。本發(fā)明根據(jù)生物質(zhì)燃料的特性，采用了進料擋板內(nèi)的水冷壁2和進料入口處的一次風(fēng)冷風(fēng)管降低了進料口的燃料溫度，阻止了反燒現(xiàn)象的發(fā)生；采用了拋物線狀前爐拱、組合式后爐拱，結(jié)合采用鏈條爐排下部風(fēng)室與爐排入口處的冷風(fēng)管構(gòu)成的一次配風(fēng)結(jié)構(gòu)，以及爐膛內(nèi)燃燒室中螺旋高溫二次風(fēng)管與燃盡室中高溫傾斜二次風(fēng)管構(gòu)成的二次配風(fēng)結(jié)構(gòu)， 上述這種巧妙的組合爐拱結(jié)構(gòu)、以及合理的一、二次風(fēng)配風(fēng)結(jié)構(gòu)，使得爐膛內(nèi)溫度場分布均勻，保證了生物質(zhì)燃料能夠迅速徹底的燃盡，防止生物焦油和黑煙的產(chǎn)生，燃燒效率較高， 達79%以上，而且排煙中煙塵量低，不含焦油及SO2等大氣污染物，符合環(huán)保的要求，實現(xiàn)了生物質(zhì)燃料的高效潔凈燃燒。
權(quán)利要求
1.生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)，其特征在于在鍋爐爐膛的前壁設(shè)置有向爐膛內(nèi)凸出的拋物線狀前爐拱，傾斜設(shè)置的傾斜爐拱的下端連接在爐膛后壁的底部位置，傾斜爐拱的上端與“L”形爐拱的水平段相連接，“L”形爐拱與傾斜爐拱共同組成鍋爐的后爐拱，在拋物線狀前爐拱和“L”形爐烘的垂直段之間設(shè)置有呈“回”字形布置的回字二次風(fēng)主管，回字二次風(fēng)主管的四個側(cè)面上分別設(shè)置有至少三個向上吹風(fēng)的分支風(fēng)管，并且所有分支風(fēng)管吹出的風(fēng)在鏈條爐排面上方成螺旋狀上升，在傾斜爐拱的下側(cè)、沿著斜傾爐拱的傾斜方向設(shè)置有向下吹風(fēng)的傾斜二次風(fēng)管，傾斜二次風(fēng)管與回字二次風(fēng)主管均連接在二次風(fēng)進風(fēng)總管上，二次風(fēng)進風(fēng)總管與空氣預(yù)熱器的第一熱風(fēng)出口相連接，空氣預(yù)熱器的第一冷風(fēng)進口上連接有二次引風(fēng)機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)， 其特征在于在鏈條爐排入口處的上方設(shè)置有與鏈條鍋爐中的一次風(fēng)機相連通的一次風(fēng)冷風(fēng)管，一次風(fēng)冷風(fēng)管的出風(fēng)口順著爐排送料方向向下傾斜、并與鏈條爐排面成45度 60度
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)，其特征在于傾斜爐拱與鏈條爐排面的夾角為10 15度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的回字二次風(fēng)主管設(shè)置在拋物線狀前爐拱與“L”形爐拱之間的過流截面最小處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的空氣預(yù)熱器的第二進風(fēng)口與鏈條鍋爐中省煤器的煙氣出口相連接， 省煤器的煙氣進口與鏈條鍋爐的煙氣出口相連接，空氣預(yù)熱器的第二出風(fēng)口與排空引風(fēng)機相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)，其特征在于在鍋爐進料斗內(nèi)側(cè)的進料擋板內(nèi)設(shè)置有水冷壁，所述的水冷壁由包覆螺旋翅片的水冷蛇形管構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生物質(zhì)燃料鏈條鍋爐中高溫螺旋二次風(fēng)與爐拱的組合結(jié)構(gòu)，包括在鍋爐爐膛的前壁設(shè)置有向爐膛內(nèi)凸出的拋物線狀前爐拱，由“L”形爐拱與傾斜爐拱共同組成鍋爐的后爐拱，設(shè)在拋物線狀前爐拱和“L”形爐烘之間的、使二次風(fēng)成螺旋狀上升的回字二次風(fēng)主管，設(shè)置在傾斜爐拱的下側(cè)的傾斜二次風(fēng)管，傾斜二次風(fēng)管與回字二次風(fēng)主管均與空氣預(yù)熱器和二次引風(fēng)機相連通。本發(fā)明根據(jù)生物質(zhì)燃料的特性，采用了巧妙的組合爐拱結(jié)構(gòu)、以及合理的一、二次風(fēng)配風(fēng)結(jié)構(gòu)，使得爐膛內(nèi)溫度場分布均勻，保證了生物質(zhì)燃料能夠迅速徹底的燃盡，防止生物焦油和黑煙的產(chǎn)生，燃燒效率較高，達79%以上，實現(xiàn)了生物質(zhì)燃料的高效潔凈燃燒。
文檔編號F23L15/00GK102330993SQ201110297690
公開日2012年1月25日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者凌少東, 唐海榮, 曹衛(wèi) 申請人:張家港市威孚熱能科技有限公司