專利名稱：揮發(fā)分在封頂火焰燃燒室旋轉(zhuǎn)供風(fēng)燃燒的排煙回流鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體燃料鍋爐，特別適用于揮發(fā)分大的煙煤作燃料的無煙鍋爐。
背景技術(shù)：
本發(fā)明是根據(jù)2002年9月1日首屆中國科學(xué)家論壇公開發(fā)表的《從燃燒直排到排煙回流》一文有新發(fā)展而得來的新技術(shù)方案。
在公知排煙回流鍋爐中，僅適用于揮發(fā)分小的無煙煤作燃料，而揮發(fā)分大量集中產(chǎn)生的燃料燃燒難以使揮發(fā)分全部穿過爐膛進行循環(huán)燃燒，如何用最簡單可靠，成本低壽命長的簡化現(xiàn)有鍋爐的實用結(jié)構(gòu)，將煙煤或柴草的揮發(fā)分燃盡即全部轉(zhuǎn)化成火焰而不排出爐外，以提高熱效率而使鍋爐無煙，達到節(jié)約燃料，消除鍋爐絕大部分污染是長期未能解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是用簡單成熟可靠低成本簡化現(xiàn)有常規(guī)鍋爐結(jié)構(gòu)的排煙回流鍋爐的邊緣有向下排煙回流通道的封頂火焰燃燒室結(jié)構(gòu)使燃燒煙煤集中產(chǎn)生的揮發(fā)分(冒大煙)上浮在上述燃煤層上部的封頂火焰燃燒室中用可調(diào)流量的旋轉(zhuǎn)風(fēng)在無限旋轉(zhuǎn)混合燃燒中，通過旋轉(zhuǎn)分離，使燃燒產(chǎn)生較重的不可燃的惰性質(zhì)沿旋轉(zhuǎn)燃燒氣流切線邊緣的“向下排煙道”即排煙回流煙道中不斷在冷面形成重?zé)熛屡牛煌瑫r分離出排煙中輕質(zhì)揮發(fā)分上浮，從開在爐膛旋轉(zhuǎn)燃燒氣流形成的爐膛負(fù)壓區(qū)的回流孔回流循環(huán)燃燒或通過回流孔口裝吹風(fēng)嘴的吹風(fēng)流在回流孔中形成射吸流，將排煙中輕質(zhì)揮發(fā)分回流到封頂火焰燃燒室進行循環(huán)回流旋轉(zhuǎn)燃燒。通過屏蔽煙氣的透明爐門觀察爐膛中揮發(fā)分火焰燃燒狀況，不斷調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)供風(fēng)流量及方向，并同時調(diào)整爐排下進風(fēng)量以便控制燃煤層揮發(fā)分生成量，使揮發(fā)分生成量與旋轉(zhuǎn)空氣供應(yīng)量達到氧化平衡燃燒，即觀察到爐膛內(nèi)揮發(fā)分全部轉(zhuǎn)變成火焰燃燒而不排出爐外；當(dāng)揮發(fā)分燃燒過后，煤層進入焦炭燃燒周期停止旋轉(zhuǎn)供風(fēng)，打開煙道底門使煙筒吸力減??；鍋爐轉(zhuǎn)換成自然對流平衡燃燒的分離排煙中可燃物沿爐壁垂直回流循環(huán)燃燒的現(xiàn)有排煙回流鍋爐無煙運行方式。
為實現(xiàn)上述要解決的技術(shù)問題，必須采用現(xiàn)有排煙回流鍋爐基本結(jié)構(gòu)，見圖1，是由上封頂和四周封閉(指運行狀態(tài))的封頂水套(1)覆罩“上口敞開的燃煤爐火焰燃燒爐膛”(4)，爐膛內(nèi)爐壁呈園弧形，并使封頂水套(1)覆罩燃煤爐的燃煤層爐膛內(nèi)裝耐火爐墻(7)的爐壁，從而使燃煤爐煤層上方敞開內(nèi)裝耐火爐墻爐壁圍成的火焰燃燒爐膛(4)空間與水套的上封頂之間的空間構(gòu)成四周有向下排煙道的封頂火焰燃燒室(20)，封頂水套(1)向下全部履罩燃煤爐膛(15)的爐壁(26)與封頂水套(1)內(nèi)壁之間留有圍繞燃煤爐的爐膛外壁的環(huán)形空間構(gòu)成環(huán)形向下排煙道(5)該向下排煙道(5)上口，即燃煤爐火焰燃燒爐膛(4)上沿與水套封頂之間留有排煙夾縫(19)，使封頂火焰燃燒室(20)與環(huán)形向下排煙道(5)相通，環(huán)形向下排煙道(5)下口，即封頂水套(1)下沿與燃煤爐膛(15)的下部爐壁之間封閉成環(huán)形底煙道(14)并與煙筒(40)相通，在環(huán)形底煙道(14)向上返的煙筒底口裝片形旋轉(zhuǎn)控?zé)熼T(43)，在封頂水套(1)覆罩的燃煤爐膛(15)的爐壁(26)上開燃煤爐膛(15)與環(huán)形向下排煙道(5)之間相通的回流孔(11)，此環(huán)形向下排煙道(5)就構(gòu)成了環(huán)形排煙回流煙道(6)，燃煤爐膛(15)煤層下部裝有爐排(17)，爐排(17)下是碴倉(28)，在碴倉(28)壁上有碴倉門(16)和裝鼓風(fēng)機進風(fēng)口(29)；靠近煙筒(40)的環(huán)形底煙道(14)的封頂水套(1)下沿低點有進冷水管圖3(42)，水套封頂高點有輸出熱水管或蒸氣輸出管(18)；其創(chuàng)新結(jié)構(gòu)是(見圖2)封頂水套[圖2(31)]與燃煤爐膛(15)的爐壁(26)垂直面部分重合為一體，其余燃煤爐膛(15)的爐壁(26)被覆罩在封頂水套(31)之內(nèi)，該部分被斜面封頂水套(31)覆罩的爐膛爐壁(26)與封頂水套(31)內(nèi)部之間的空間就構(gòu)成燃煤爐膛(15)一側(cè)平行爐膛的向下排煙道(5)，即是在公知環(huán)形排煙回流煙道(6)的沿爐膛外壁環(huán)形向下排煙道(5)的爐膛一側(cè)的部分煙道構(gòu)成平行爐膛的向下排煙道(5)，此種封頂火焰燃燒室(20)即成為部分爐壁(26)與封頂水套(31)重合的水套爐壁(37)與部分被封頂水套(31)覆罩的燃煤爐火焰燃燒爐膛(4)的爐壁(26)共同圍成的，其側(cè)面有向下排煙道(5)的封頂火焰燃燒室(20)，該爐膛側(cè)面的向下排煙道(5)由不與爐壁(26)重合的封頂水套(31)下沿與被封頂水套(31)覆罩的燃煤爐膛下部爐壁(26)之間封閉成爐膛側(cè)面的底煙道(14)即構(gòu)成燃煤爐膛一側(cè)的排煙回流煙道(6)的底煙道(14)。
在圍繞燃煤爐爐壁(26)的環(huán)形排煙回流煙道(6)或燃煤爐膛(15)一側(cè)平行燃煤爐膛(15)的排煙回流煙道(6)的底煙道(14)底部裝煙道底門(27)，在封頂火焰燃燒室(20)的封頂水套(1)(31)垂直壁上并穿過燃煤爐的火焰燃燒爐膛(4)的爐壁(26)開觀察爐膛火焰能屏蔽煙氣外冒可換耐熱玻璃片的透明爐門圖1(9)，因為在封頂水套覆罩燃燒爐的水套上開口都必然形成排煙出口，因此為實現(xiàn)觀察爐膛火焰的爐門或觀察孔的孔口裝可更換的耐熱玻璃片。在爐膛內(nèi)壁耐火爐墻(7)中裝由爐外通往爐膛側(cè)回流孔(11)口向下射流的熱風(fēng)通道(13)；用以對揮發(fā)分從回流孔回流供風(fēng)燃燒。
本發(fā)明重點關(guān)鍵技術(shù)是向封頂火焰燃燒室供可調(diào)旋轉(zhuǎn)風(fēng)結(jié)構(gòu)，及旋轉(zhuǎn)燃燒離心分離排出燃燒產(chǎn)生惰性質(zhì)，和排煙回流煙道分離出未完全燃燒揮發(fā)分回流到封頂火焰燃燒室循環(huán)旋轉(zhuǎn)燃燒結(jié)構(gòu)及運行方式。
本發(fā)明傾斜回流孔(41)入口裝吹風(fēng)嘴(24)的旋轉(zhuǎn)供風(fēng)射吸回流結(jié)構(gòu)是在封頂火焰燃燒室(20)與排煙回流煙道(6)相隔的爐壁(26)上開傾斜回流孔(41)，其傾斜方向是在火焰燃燒爐膛(4)開孔處內(nèi)爐壁(26)弧面水平切線，向火焰燃燒爐膛(4)內(nèi)傾斜夾角為大于15°小于70°(見圖6 a、b)并在排煙回流煙道(6)側(cè)的傾斜回流孔(41)口裝小于其孔口內(nèi)徑的可調(diào)流量風(fēng)源的吹風(fēng)嘴(24)通過傾斜回流孔(41)導(dǎo)流向封頂火焰燃燒室(20)吹風(fēng)，風(fēng)流以內(nèi)切內(nèi)爐壁(50)方向在內(nèi)爐壁(50)折射形成爐膛內(nèi)水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)(21)，同時在傾斜回流孔(41)口由吹風(fēng)氣流形成射吸，加速排煙回流煙道(6)中受熱上浮的排煙中未完全燃燒揮發(fā)分通過傾斜回流孔(41)回流到封頂火焰燃燒室(20)進行燃燒，構(gòu)成向封頂火焰燃燒室(20)從傾斜回流孔(41)吹入旋轉(zhuǎn)風(fēng)和回流孔射吸回流的傾斜回流孔(41)入口裝吹風(fēng)嘴(24)的供風(fēng)射吸回流結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明爐門裝傾斜吹風(fēng)嘴向封頂火焰燃燒室供旋轉(zhuǎn)風(fēng)和爐門邊吹風(fēng)縫爐門風(fēng)屏流結(jié)構(gòu)是在包圍封頂火焰燃燒室(20)的封頂水套(1)垂直壁面并穿過其覆罩中的火焰燃燒爐膛的爐壁(26)或僅穿過封頂水套(1)與爐壁(26)重合成一體的封頂火焰燃燒室(20)的水套爐壁(37)，開通往封頂火焰燃燒室(20)的爐門通道(10)，在該爐門通道(10)的門口上裝水平旋轉(zhuǎn)的開扇爐門(8)，使?fàn)t門(8)轉(zhuǎn)開30°至70°時，在爐門(8)上，裝吹向火焰燃燒爐膛(4)內(nèi)門口的內(nèi)爐壁(50)弧面為水平內(nèi)切方向的傾斜吹風(fēng)嘴(36)，在該爐門外門壁上裝可調(diào)風(fēng)量的鼓風(fēng)機(35)或便于開關(guān)門的活動供風(fēng)軟管(47)聯(lián)接可調(diào)風(fēng)量的風(fēng)源向該傾斜吹風(fēng)嘴(36)供風(fēng)，在爐門口邊緣有輔助吹風(fēng)縫(46)向另一側(cè)門口邊緣的火焰燃燒爐膛(4)內(nèi)壁呈切面吹風(fēng)，形成屏蔽爐門的風(fēng)屏流(45)，并使其與裝在爐門上傾斜吹風(fēng)嘴(36)吹風(fēng)保持同向；利用爐門(8)開關(guān)轉(zhuǎn)向帶動裝在爐門上的傾斜吹風(fēng)嘴(36)向爐膛內(nèi)爐壁(50)沿切線方向吹風(fēng)，使風(fēng)流沿爐膛內(nèi)爐壁(50)折射在封頂火焰燃燒室(20)內(nèi)形成可調(diào)流量隨爐門(8)開向的水平調(diào)向的封頂火焰燃燒室(20)水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)(21)；爐門(8)邊口的吹風(fēng)縫(46)吹風(fēng)形成爐門風(fēng)屏流(45)，阻擋爐膛煙氣從爐門(8)外冒以便敞開爐門(8)觀察封頂火焰燃燒室(20)火焰燃燒狀況的爐門(8)裝傾斜吹風(fēng)嘴(36)向封頂火焰燃燒室(20)提供可調(diào)轉(zhuǎn)向和流量的爐膛水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)(21)和爐門(8)邊的吹風(fēng)縫(46)吹風(fēng)的爐門風(fēng)屏流(45)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明多層傾斜吹風(fēng)孔，多層傾斜回流孔和多層排流孔在爐壁錯位分布鄰層反向形成爐膛內(nèi)多層水平旋轉(zhuǎn)供風(fēng)回流結(jié)構(gòu)，是適用于超大型封頂火焰燃燒室中提供爐膛離心分離回流燃燒旋轉(zhuǎn)供風(fēng)，其結(jié)構(gòu)是在封頂火焰燃燒室(20)的封頂水套(1)的垂直壁面并穿過其覆罩的火焰燃燒爐膛(4)的爐壁(26)，或僅穿過封頂水套(1)與火焰燃燒爐膛爐壁重合的水套爐壁(37)開通往封頂火焰燃燒室的傾斜吹風(fēng)孔(41)，其傾斜方向是在火焰燃燒爐膛(49)內(nèi)開孔處內(nèi)壁弧面呈水平切線向爐膛內(nèi)傾斜夾角大于15°小于70°(圖6)，并由爐外可調(diào)流量的可調(diào)風(fēng)源管道(25)穿過水套向該傾斜吹風(fēng)孔(41)供風(fēng)，爐膛中傾斜吹風(fēng)孔口為穿過耐火爐墻(7)的耐火材料中形成的耐火孔口；在排煙回流煙道(6)與封頂火焰燃燒室(20)相隔的爐壁(26)開與傾斜吹風(fēng)孔(41)同向的傾斜回流孔(23)；或在封頂火焰燃燒室(20)爐壁(26)并穿過其覆罩火焰燃燒爐膛的耐火爐墻(7)或僅穿過封頂水套與火焰燃燒室爐壁(26)重合的水套爐壁(37)按水平分層，開多層傾斜吹風(fēng)孔(41)，并開同層同向的傾斜回流孔(23)和與爐壁(26)面垂直的排流孔(2)，每層中傾斜回流孔(23)開在靠近傾斜吹風(fēng)孔(41)較近的吹風(fēng)形成的爐膛負(fù)壓區(qū)(22)的封頂水套(1)覆罩的爐壁(26)上，該垂直排流孔(2)開在距傾斜吹風(fēng)孔(41)較遠的吹風(fēng)在封頂火焰燃燒室(20)形成正壓區(qū)(3)的封頂水套(1)覆罩的爐壁(26)上；該多層傾斜吹風(fēng)孔(41)相鄰層之間的傾斜風(fēng)吹方向為鄰層反向，并在垂直爐壁上傾斜吹風(fēng)孔(41)，為鄰層錯開分布；從而構(gòu)成封頂火焰燃燒室(20)中多層傾斜吹風(fēng)孔(41)，多層傾斜回流孔(23)和多層排流孔(2)在爐壁錯位分佈鄰層反向形成多層水平旋轉(zhuǎn)供風(fēng)回流結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明爐門(8)裝傾斜吹風(fēng)嘴(36)提供可調(diào)轉(zhuǎn)向和流量的爐膛水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)結(jié)構(gòu)，用于小型常壓熱水鍋爐，其封頂水套為向上導(dǎo)流排煙進入封頂高點的排煙回流煙道(6)頂部的斜面封頂水套(31)，其斜面封頂傾角與水平夾角(48)為15°～40°之間圖7中a為弧型斜面封頂水套透視圖，b為方矩型斜面封頂水套透視圖。在爐門裝傾斜吹風(fēng)嘴(36)向斜面封頂火焰燃燒室(20)提供可調(diào)轉(zhuǎn)向的爐門(8)開在斜面封頂水套(31)的斜面封頂?shù)牡忘c向下垂線(34)為中線的垂直水套爐壁上；排煙回流煙道(6)在斜面封頂水套(31)的斜面封頂高點(30)的向下垂線為對稱中線的斜面封頂水套(31)覆罩下的燃燒爐水套隔墻(38)與斜面封頂水套(31)高點向下的內(nèi)壁之間留有的空間構(gòu)成；在斜面封頂水套(31)的封頂斜面低點向下垂線(34)為中線的水套爐壁(37)向兩側(cè)為對稱的垂直水套壁面與燃煤爐膛爐壁(26)部分重合相貫為一體，并和不相貫的水套爐壁(38)即被斜面封頂水套(31)覆罩的水套爐壁(38)一起圍成燃煤爐膛(15)，被斜面封頂水套(31)覆罩下的燃煤爐的水套爐壁(38)就構(gòu)成燃煤爐膛(15)與排煙回流煙道(6)之間的水套隔墻(38)，在水套隔墻(38)上用耐火材料做成帶回流孔(11)和離心排流孔(2)的反射熱隔墻(51)，在反射熱隔墻(51)的墻頂與斜面封頂水套(31)內(nèi)頂壁之間留有排煙夾縫(19)，使斜面封頂火焰燃燒室(20)與燃燒爐膛一側(cè)的排煙回流煙道(6)相通，并在斜面封頂火焰燃燒室(20)的下部的貼近燃煤層的水套隔墻(38)上開回流孔(11)，其余結(jié)構(gòu)均同前述結(jié)構(gòu)。采用上述斜面封頂向上沿斜面導(dǎo)流火焰及排煙進入高位入口的向下排煙回流煙道結(jié)構(gòu)減小了爐膛火焰氣流對封頂斜面低位的爐門的氣壓，減少了火焰和煙氣從爐門外冒；又因小型常壓熱水鍋爐的爐門很小，其小爐門上裝傾斜吹風(fēng)嘴吹風(fēng)稍加散射吹風(fēng)即能構(gòu)成爐門風(fēng)屏流阻止火焰和煙氣從爐門外冒的效果，因此可以省略爐門其它屏蔽煙氣外冒結(jié)構(gòu)實現(xiàn)開門觀察爐膛內(nèi)火焰燃燒狀況。
由于燃煤爐膛煤層狀況及運行中耐火墻燒蝕變化和燃料變化非常復(fù)雜，嚴(yán)格按水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)難以滿足實用需求，應(yīng)用在揮發(fā)分較小或著火條件差的劣質(zhì)煙煤作燃料時，傾斜回流孔(41)入口裝吹風(fēng)嘴(24)的傾斜回流孔(41)或爐門(8)裝傾斜吹風(fēng)嘴(36)或封頂火焰燃燒室(20)中多層傾斜吹風(fēng)孔(41)中接近燃燒煤層最下層的吹風(fēng)孔(41)沿水平向下傾斜即向煤層傾斜10度至20度，用于增加燃煤層表層供風(fēng)強化燃燒來提高火焰燃燒室的溫度。
本發(fā)明在超大封頂火焰燃燒室(20)中多層傾斜吹風(fēng)孔(41)的可調(diào)流量的風(fēng)源管道中每層傾斜吹風(fēng)孔(41)應(yīng)分別有獨立的調(diào)流量的風(fēng)源供風(fēng)管道(25)，以滿足調(diào)整爐膛內(nèi)變化的揮發(fā)分不同層面供風(fēng)需要。


圖1為基本方案圖。
圖中1封頂水套，15燃煤爐膛，2排流孔，3正壓區(qū)，4火焰燃燒爐膛，5向下排煙道，6排煙回流煙道，7耐火爐墻，8爐門，9耐熱玻璃片，10爐門通道，11回流孔，13熱風(fēng)通道，14底煙道，16碴倉門，17爐排，18輸出蒸氣管，19排煙夾縫，20封頂火焰燃燒室，21水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)，22負(fù)壓區(qū)，41傾斜回流孔或傾斜吹風(fēng)孔，23傾斜回流孔，24吹風(fēng)嘴，25可調(diào)風(fēng)源管道，40煙筒，43旋轉(zhuǎn)控?zé)熼T，26爐壁，27煙道底門，28碴倉，29鼓風(fēng)機進風(fēng)口。
圖2為斜面封頂水套爐門供旋轉(zhuǎn)風(fēng)方案圖。
圖中30為封頂斜面高點，31斜面封頂水套，23傾斜回流孔，20封頂火焰燃燒室，21水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)，35可調(diào)流量鼓風(fēng)機，36傾斜吹風(fēng)嘴，8爐門，7耐火爐墻，13熱風(fēng)通道，37水套爐壁，29鼓風(fēng)機進口，28碴倉，16碴倉門，11回流孔，18輸出熱水管，5向下排煙道，19排煙夾縫，51反射熱隔墻，2排流孔，38水套爐壁或水套隔墻，6排煙回流煙道，39燃煤層，43旋轉(zhuǎn)控?zé)熼T，40煙筒，14底煙道，17爐排，27煙道底門，28碴倉。
圖3為圖2的A-A剖視圖。
圖中6排煙回流煙道，23傾斜回流孔，22負(fù)壓區(qū)，21水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)，36傾斜吹風(fēng)嘴，8爐門，35可調(diào)流量鼓風(fēng)機，10爐門通道，20封頂火焰燃燒室，37水套爐壁，1封頂水套，38水套隔墻，42進冷水管，7耐火爐墻，40煙筒，43旋轉(zhuǎn)控?zé)熼T，2排流孔，3正壓區(qū)。
圖4為封頂火焰燃燒室水平剖視圖。
圖中6排煙回流煙道，22負(fù)壓區(qū)，21水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)，1封頂水套，44耐火孔口，41傾斜吹風(fēng)孔，37水套爐壁，36傾斜吹風(fēng)嘴，8爐門，2排流孔，38水套爐墻，3正壓區(qū)，45風(fēng)屏流，46吹風(fēng)縫，25可調(diào)風(fēng)源管道，47供風(fēng)軟管。
圖5為多層傾斜吹風(fēng)孔在爐壁分佈圖。
圖中23傾斜回流孔，22負(fù)壓區(qū)，2排流孔，3正壓區(qū)，41傾斜吹風(fēng)孔，25可調(diào)風(fēng)源管道，4火焰燃燒爐膛，26爐壁。
圖6為傾斜吹風(fēng)孔或傾斜回流孔與內(nèi)爐壁弧面切線夾角圖。
圖中4火焰燃燒爐膛，50內(nèi)爐壁，41傾斜吹風(fēng)孔或傾斜回流孔。
圖7為斜面封頂火焰燃燒室爐門和排煙回流煙道位置透視圖。
圖中a圓弧型斜面封頂水套透視圖，b為方矩型斜面封頂水套透視圖。
圖中31斜面封頂水套，48斜面封頂與水平夾角，8爐門，34封頂斜面低點向下垂線，37水套爐壁，30封頂斜面高點，5向下排煙道，38水套隔墻，6排煙回流煙道，15燃煤爐膛。
具體實施例方式
人類在征服鍋爐排煙中忽視了燃燒排煙在冷熱溫度場作用中利用排煙組成成分的熱容量和比重差值，將鍋爐排煙在爐內(nèi)分離成較重不可燃的惰性質(zhì)遇冷下排；可燃氣體受熱上浮回流循環(huán)燃燒的規(guī)律。本發(fā)明繼上述的熱容重力對流分離基礎(chǔ)上，用旋轉(zhuǎn)燃燒離心分離，使火焰中生成較重的惰性質(zhì)沿旋轉(zhuǎn)燃燒的切線邊緣不斷重力分離下排，下排中輕而易上浮的揮發(fā)分再次被分離回流參加旋轉(zhuǎn)燃燒，爐膛中大量在旋轉(zhuǎn)燃燒集中在低壓低速的中心區(qū)的揮發(fā)分不斷旋轉(zhuǎn)混合離心燃燒，以其極寬的可應(yīng)用結(jié)構(gòu)范圍能使鍋爐無煙運行，達到粗質(zhì)劣質(zhì)燃料精燒使排煙全部變成火焰的預(yù)想不到的效果。
實例1，鍋爐強正壓旋轉(zhuǎn)供風(fēng)平衡回流燃燒。
圖2的爐門(8)上傾斜吹風(fēng)嘴(36)很容易做成可調(diào)方向的吹風(fēng)嘴(36)(如采用帶孔的球形轉(zhuǎn)向活節(jié)等結(jié)構(gòu))，當(dāng)該吹風(fēng)嘴為可調(diào)向時，可關(guān)上爐門(8)，調(diào)整傾斜吹風(fēng)嘴(36)方向，使之向爐膛內(nèi)供水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)(21)，在關(guān)閉碴倉門(16)和煙底門(27)的條件下，用碴倉鼓風(fēng)機進口和爐門上兩臺鼓風(fēng)機(35)強供風(fēng)的同時適當(dāng)關(guān)煙筒(40)上的旋轉(zhuǎn)控?zé)熼T(43)，使碴倉鼓風(fēng)機供風(fēng)在煤層產(chǎn)生的揮發(fā)分生成量和爐門(8)鼓風(fēng)機供旋轉(zhuǎn)風(fēng)量實現(xiàn)氧化平衡旋轉(zhuǎn)燃燒，并使旋轉(zhuǎn)控?zé)熼T縫隙高速排出惰性質(zhì)生成量，實現(xiàn)鍋爐內(nèi)強正壓平衡旋轉(zhuǎn)供風(fēng)回流燃燒。
應(yīng)用實例2。
對煙筒排煙出口裝紅外線發(fā)射和接收裝置利用排煙濃度遮擋紅外線發(fā)射接收信號的強弱提供傳感信號，指令微機控制操作鼓風(fēng)機的供風(fēng)量和可動吹風(fēng)嘴在爐膛內(nèi)供水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)達到火焰氧化平衡燃燒，實現(xiàn)煙筒出口排煙遮擋量反饋給定值控制鍋爐供旋轉(zhuǎn)風(fēng)量控制鍋爐無煙運行。
應(yīng)用實例3。
利用爐膛火焰探測器傳輸?shù)轿C通過監(jiān)視器在屏幕上顯示，并用相應(yīng)軟件程序操控水平旋轉(zhuǎn)供風(fēng)機構(gòu)，實現(xiàn)鍋爐平衡供氧旋轉(zhuǎn)燃燒。
權(quán)利要求
1.一種揮發(fā)分在封頂火焰燃燒室旋轉(zhuǎn)供風(fēng)燃燒的排煙回流鍋爐，適用固體燃料鍋爐，特別是用于揮發(fā)分大的煙煤作燃料的無煙鍋爐，該鍋爐是由上封頂和四周封閉(指運行狀態(tài))的封頂水套(1)覆罩“上口敞開的燃煤爐火焰燃燒爐膛”(4)，該爐膛內(nèi)爐壁呈園弧形，并使封頂水套(1)覆罩燃煤爐的燃煤層爐膛內(nèi)裝耐火爐墻(7)的爐壁，從而使燃煤爐煤層上方敞開內(nèi)裝耐火爐墻爐壁圍成的火焰燃燒爐膛(4)的空間與水套的上封頂之間的空間構(gòu)成四周有向下排煙道的封頂火焰燃燒室(20)，封頂水套(1)向下全部覆罩燃煤爐膛(15)的爐壁(26)與封頂水套(1)內(nèi)壁之間留有圍繞燃煤爐的爐膛外壁的環(huán)形空間構(gòu)成環(huán)形向下排煙道(5)，在該向下排煙道(5)上口，即燃煤爐火焰燃燒爐膛(4)上沿與水套封頂之間留有排煙夾縫(19)，使封頂火焰燃燒室(20)與環(huán)形向下排煙道(5)相通，環(huán)形向下排煙道(5)下口，即封頂水套(1)下沿與燃煤爐膛(15)的下部爐壁之間封閉成環(huán)形底煙道(14)并與煙筒(40)相通，在環(huán)形底煙道(14)向上返的煙筒(40)底口裝有片形旋轉(zhuǎn)控?zé)熼T(43)，在封頂水套(1)覆罩的燃煤爐膛(15)的爐壁(26)上開燃煤爐膛(15)與環(huán)形向下排煙道(5)之間相通的回流孔，此環(huán)形向下排煙道(5)就構(gòu)成了環(huán)形排煙回流煙道(6)，燃煤爐膛(15)煤層下部裝有爐排(17)，爐排(17)下是碴倉(28)，在碴倉(28)壁上有碴倉門(16)和裝鼓風(fēng)機進風(fēng)口(29)；靠近煙筒(40)的環(huán)形底煙道(14)的封頂水套(1)下沿低點有進冷水管(42)，水套封頂高點有輸出熱水管或蒸氣輸出管(18)；其特征在于封頂水套(1)與燃煤爐膛(15)的爐壁(26)垂直面部分重合為一體，其余燃煤爐膛(15)的爐壁(26)被覆罩在封頂水套(1)之內(nèi)，該部分被封頂水套(1)覆罩的爐膛爐壁(26)與封頂水套(1)內(nèi)壁之間的空間就構(gòu)成燃煤爐膛(15)一側(cè)平行爐膛的向下排煙道(5)，即是在公知環(huán)形排煙回流煙道(6)的沿爐膛外爐壁(26)環(huán)形向下排煙道(5)的爐膛一側(cè)的部分煙道構(gòu)成平行爐膛的向下排煙道(5)，此種封頂火焰燃燒室(20)即成為部分爐壁(26)與封頂水套(1)重合的水套爐壁(37)與部分被封頂水套(1)覆罩的燃煤爐火焰燃燒爐膛(4)的爐壁(26)共同圍成的，其側(cè)面有向下排煙道(5)的封頂火焰燃燒室(20)，該爐膛側(cè)面的向下排煙道(5)由不與爐壁(26)重合的封頂水套(1)下沿與被封頂水套(1)覆罩的燃煤爐膛下部爐壁(26)之間封閉成爐膛側(cè)面的底煙道(14)即構(gòu)成燃煤爐膛一側(cè)的排煙回流煙道(6)的底煙道(14)；在圍繞燃煤爐爐壁(26)的環(huán)形排煙回流煙道(6)或燃煤爐膛(15)一側(cè)平行爐膛的排煙回流煙道(6)的底煙道(14)底部裝煙道底門(27)，在封頂火焰燃燒室(20)的封頂水套(1)垂直壁上并穿過燃煤爐的火焰燃燒爐膛(4)的爐壁(26)開觀察爐膛火焰能屏蔽煙氣外冒可換耐熱玻璃片的透明爐門(8)，在爐膛內(nèi)壁耐火爐墻(7)中裝由爐外通往爐膛側(cè)回流孔(11)口向下射流的熱風(fēng)通道(13)；在封頂火焰燃燒室(20)與排煙回流煙道(6)相隔的爐壁(26)上開傾斜回流孔(23)，其傾斜方向是在爐膛開孔處內(nèi)爐壁(26)弧面水平切線，向爐膛內(nèi)傾斜夾角為大于15°小于70°并在排煙回流煙道(6)側(cè)的傾斜回流孔(41)口裝小于其孔口內(nèi)徑的可調(diào)流量風(fēng)源的吹風(fēng)嘴(24)通過傾斜回流孔(41)導(dǎo)流向封頂火焰燃燒室(20)吹風(fēng)，風(fēng)流以內(nèi)切爐壁(26)方向在內(nèi)爐壁(26)折射形成爐膛內(nèi)水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)(21)，同時在傾斜回流孔(41)口由吹風(fēng)氣流形成射吸，加速排煙回流煙道(6)中受熱上浮的排煙中未完全燃燒揮發(fā)分通過傾斜回流孔(41)回流到封頂火焰燃燒室(20)進行燃燒，構(gòu)成向封頂火焰燃燒室(20)從傾斜回流孔(41)吹入旋轉(zhuǎn)風(fēng)和回流孔射吸回流的傾斜回流孔(41)入口裝吹風(fēng)嘴(24)的供風(fēng)射吸回流結(jié)構(gòu)；或在包圍封頂火焰燃燒室(20)的封頂水套(1)垂直壁面并穿過其覆罩中的火焰燃燒爐膛的爐壁(26)或僅穿過封頂水套(1)與爐壁(26)重合成一體的火焰燃燒爐膛(4)的水套爐壁(37)，開通往封頂火焰燃燒室(20)的爐門通道(10)，在該爐門通道(10)的門口上裝水平旋轉(zhuǎn)的開扇爐門(8)，使?fàn)t門(8)轉(zhuǎn)開30°至70°時，在爐門(8)上，裝吹向爐膛內(nèi)門口的內(nèi)爐壁弧面為水平內(nèi)切方向的傾斜吹風(fēng)嘴(36)，在該爐門外門壁上裝可調(diào)風(fēng)量的鼓風(fēng)機(35)或便于開關(guān)門的活動供風(fēng)軟管(47)聯(lián)接可調(diào)風(fēng)量的風(fēng)源向該傾斜吹風(fēng)嘴(36)供風(fēng)，在爐門口邊緣有輔助吹風(fēng)縫(46)向另一側(cè)門口邊緣的封頂火焰燃燒爐膛(4)內(nèi)壁呈切面吹風(fēng)，形成屏蔽爐門的風(fēng)屏流(45)，并使其與裝在爐門上傾斜吹風(fēng)嘴(36)吹風(fēng)保持同向；利用爐門(8)開關(guān)轉(zhuǎn)向帶動裝在爐門上的傾斜吹風(fēng)嘴(36)向爐膛內(nèi)壁沿切線方向吹風(fēng)，使風(fēng)流沿爐膛內(nèi)爐壁折射在封頂火焰燃燒室(20)內(nèi)形成可調(diào)風(fēng)量隨爐門(8)開向的水平調(diào)向的封頂火焰燃燒室(20)供水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)(21)；爐門(8)邊口的吹風(fēng)縫(46)吹風(fēng)形成爐門風(fēng)屏流(45)，阻擋爐膛煙氣從爐門(8)外冒以便敞開爐門(8)觀察封頂火焰燃燒室(20)火焰燃燒狀況的爐門(8)裝傾斜吹風(fēng)嘴(36)向封頂火焰燃燒室(20)提供可調(diào)轉(zhuǎn)向和流量的爐膛水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)(21)和爐門(8)邊的吹風(fēng)縫(40)吹風(fēng)的爐門風(fēng)屏流(45)結(jié)構(gòu)；或在封頂火焰燃燒室(20)的封頂水套(1)的垂直壁面并穿過其覆罩的火焰燃燒爐膛(4)的爐壁(26)，或僅穿過封頂水套(1)與火焰燃燒爐膛爐壁重合的水套爐壁(37)開通往封頂火焰燃燒室的傾斜吹風(fēng)孔(41)，其傾斜方向是在爐膛內(nèi)開孔處內(nèi)壁弧面呈水平切線向爐膛內(nèi)傾斜夾角大于15°小于70°見圖6，a、b，并由爐外可調(diào)流量的風(fēng)源管道(25)穿過水套向該傾斜吹風(fēng)孔(41)供風(fēng)，爐膛中傾斜吹風(fēng)孔口為穿過耐火爐墻(7)的耐火材料中形成的耐火孔口；在排煙回流煙道(6)與封頂火焰燃燒室(20)相隔的爐壁(26)開與傾斜吹風(fēng)孔(41)同向的傾斜回流孔(23)；或在封頂火焰燃燒室(20)水套爐壁(37)并穿過其覆罩火焰燃燒爐膛的耐火爐墻(7)或僅穿過封頂水套與火焰燃燒室爐壁(26)重合的水套爐壁(37)按水平分層，開多層傾斜吹風(fēng)孔(41)，并開同層同向的傾斜回流孔(23)和與爐壁(26)面垂直的排流孔(2)，每層中傾斜回流孔(23)開在靠近傾斜吹風(fēng)孔(41)較近的吹風(fēng)形成的爐膛負(fù)壓區(qū)(22)的封頂水套(1)覆罩的爐壁(26)上，該垂直排流孔(2)開在距傾斜吹風(fēng)孔(41)較遠的吹風(fēng)在封頂火焰燃燒室(20)形成正壓區(qū)(2)的封頂水套(1)覆罩的爐壁(26)上；該多層傾斜吹風(fēng)孔(41)相鄰層之間的傾斜吹風(fēng)方向為鄰層反向，并在垂直爐壁上形成傾斜吹風(fēng)孔(41)為鄰層錯開分布；從而構(gòu)成封頂火焰燃燒室(20)中多層傾斜吹風(fēng)孔(41)，多層傾斜回流孔(23)和多層排流孔(2)在爐壁錯位分佈鄰層反向形成多層水平旋轉(zhuǎn)的供風(fēng)回流結(jié)構(gòu)。
2.按權(quán)利要求1所述的揮發(fā)分在封頂火焰燃燒室旋轉(zhuǎn)供風(fēng)燃燒的排煙回流鍋爐，其特征在于爐門(8)裝傾斜吹風(fēng)嘴(36)提供可調(diào)轉(zhuǎn)向和流量的爐膛水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)結(jié)構(gòu)，用于小型常壓熱水鍋爐，其封頂水套(1)為向上導(dǎo)流排煙進入封頂高點的排煙回流煙道(6)頂部的斜面封頂水套(31)，其斜面傾角(48)是與水平夾角為15°～40°(圖7)之間，在爐門裝傾斜吹風(fēng)嘴(36)向斜面封頂火焰燃燒室(20)提供可調(diào)轉(zhuǎn)向的爐門(8)開在斜面封頂水套(31)的封頂斜面的低點向下垂線(34)為中線的垂直水套爐壁上；排煙回流煙道(6)在斜面封頂水套(31)的封頂斜面高點(30)的向下垂線為對稱中線的斜面封頂水套(31)覆罩下的燃燒爐水套外爐壁(38)與斜面封頂水套(31)高點向下的內(nèi)壁之間留有的空間構(gòu)成；在斜面封頂水套(31)的封頂斜面低點(34)向下垂線為中線的水套爐壁(37)向兩側(cè)為對稱的垂直水套壁面與燃煤爐膛爐壁(38)部分重合相貫為一體，并和不相貫的水套爐壁(38)即被斜面封頂水套(31)覆罩的水套爐壁(38)一起圍成燃煤爐的爐膛(15)，被斜面封頂水套(1)覆罩下的燃煤爐的水套爐壁(38)就構(gòu)成燃煤爐膛(15)與排煙回流煙道(6)之間的水套隔墻(38)，在水套隔墻(38)上用耐火材料做成帶回流孔(11)和離心排流孔(2)的反射熱隔墻(51)，在反射熱隔墻(51)的墻頂與斜面封頂水套(31)內(nèi)頂壁之間留有排煙夾縫(19)，使斜面封頂火焰燃燒室(20)與燃煤爐膛一側(cè)的排煙回流煙道(6)相通，并在斜面封頂火焰燃燒室(20)的下部的貼近燃煤層的水套隔墻(38)上開回流孔9(11)。
3.按權(quán)利要求1或2所述的揮發(fā)分在封頂火焰燃燒室旋轉(zhuǎn)供風(fēng)燃燒的排煙回流鍋爐，其特征在于應(yīng)用在揮發(fā)分較小或著火條件差的劣質(zhì)煙煤作燃料時，傾斜回流孔(41)入口裝吹風(fēng)嘴(24)的傾斜回流孔(41)或爐門(8)裝傾斜吹風(fēng)嘴(36)或封頂火焰燃燒室(20)中多層傾斜吹風(fēng)孔(41)中接近燃燒煤層最下層的吹風(fēng)孔(41)沿水平向下傾斜即向煤層傾斜10°至20°之間。
4.按權(quán)利要求1所述的揮發(fā)分在封頂火焰燃燒室旋轉(zhuǎn)供風(fēng)燃燒的排煙回流鍋爐，其特征在于封頂火焰燃燒室(20)中多層傾斜吹風(fēng)孔(41)的可調(diào)流量的風(fēng)源管道中每層傾斜吹風(fēng)孔(41)應(yīng)分別有獨立的調(diào)流量的風(fēng)源供風(fēng)管道(25)。
全文摘要
本發(fā)明揮發(fā)分在封頂火焰燃燒室旋轉(zhuǎn)供風(fēng)燃燒的排煙回流鍋爐，采用在爐壁、爐門，或回流孔口裝傾斜吹風(fēng)嘴向邊緣有向下排煙回流煙道的封頂火焰燃燒室供可控流量水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)，使燃煤層析出的揮發(fā)分在封頂爐膛旋轉(zhuǎn)風(fēng)中無限旋轉(zhuǎn)混合燃燒旋轉(zhuǎn)分離，生成較重不可燃惰性質(zhì)沿旋轉(zhuǎn)燃燒氣流切線邊緣的向下排煙回流煙道不斷重?zé)熛屡牛艧熤休p質(zhì)揮發(fā)分上浮通過旋轉(zhuǎn)燃燒氣流在爐膛形成的負(fù)壓區(qū)的回流孔回流或通過回流孔入口吹風(fēng)嘴吹風(fēng)射吸將揮發(fā)分吸進爐膛回流旋轉(zhuǎn)循環(huán)燃燒；通過屏蔽煙氣爐門觀察爐膛內(nèi)揮發(fā)分全部轉(zhuǎn)化成火焰，用以調(diào)整供風(fēng)量與揮發(fā)分生成量達到氧化平衡燃燒，當(dāng)煤層進入焦炭燃燒期停止供風(fēng)，開煙道底門使鍋爐進入對流平衡的排煙中可燃物回流循環(huán)燃燒方式，使鍋爐全過程無煙運行。
文檔編號F23M9/00GK1590847SQ03121528
公開日2005年3月9日 申請日期2003年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月1日
發(fā)明者李樹藩, 李冬雪 申請人:李冬雪