專利名稱：單旋流燃煤裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種改進的燃煤裝置，屬于熱工設備。
背景技術：
燃煤裝置司空見慣，用燃煤提供熱能的地方處處可見，包括生活鍋爐、工業(yè)鍋爐、導熱油爐和工業(yè)窯爐等。燃煤作燃料，煙煤中的可燃有效成份——揮發(fā)份(占30％-35％)，幾乎全部都以黑煙的形式排向大氣層，環(huán)境污染和能源浪費極為嚴重，解決燃煤污染問題是多少年來人們一直在竭力解決和渴望解決的問題，但是一直沒有很好地解決。例如燃燒功率一般在125KW-2800KW之間的燃煤裝置(也稱0.125-2.8MW)，前者耗煤量達1、5噸/24小時，后者的耗煤量達13-15噸/24小時(按工人上班三八制計算)，燃煤冒黑煙問題相當嚴重，煤資源浪費也是相當驚人。

發(fā)明內容
本實用新型的目的在于提供一種改進的單旋流燃煤裝置，結構簡單合理，能夠解決燃煤冒黑煙問題，節(jié)約煤資源，保護環(huán)境。
本實用新型所述的單旋流燃煤裝置，包括燃燒爐膛、爐排、上煤裝置和高溫氣體出口，其爐膛橫截面的頂部呈形成旋流燃燒的拱形，爐膛的側壁配裝有通向爐膛的助燃風口，助燃風口與爐膛頂部的拱形相切，爐膛的后部連通高溫氣體出口。
在從爐排進入的燃燒空氣的作用下，爐排上的煤層在高溫下進行燃燒，大量的焦油蒸汽、一氧化碳、由微小碳粒組成的黑煙和其他碳氫氣體、形成不完全燃燒的產物，一起涌入到頂部或稱上部的旋流燃燒區(qū)域，即上爐膛，可稱“旋流爐膛”，迫使高溫煙氣形成旋轉氣流，這股可燃性旋轉氣流在快速旋轉的過程中，又受到爐膛側壁助燃風道(稱側吹風道)來的助燃風的助推，進一步被加速，把空氣中的氧氣和卷吸在漩渦里頭的可燃性氣體以及其他可燃物進行強烈地混合和攪拌，具備了完全燃燒的四大要素①必需的溫度，②足夠的空氣量，③良好的混合，④充分的燃燒時間，必然會引起猛烈的燃燒，產生大量熱能，使得旋流爐膛里的溫度更加提高，燃燒更加徹底完善，傳統燃燒設備的滾滾黑煙，在這個“燃燒機制”里全部被徹底燃盡、變成熱能釋放出來，沒有黑煙，只有熱氣體，節(jié)約了資源，保護了環(huán)境。
最好將爐膛分為上下相通的兩部分，橫截面呈R形，爐膛側壁沿R形的管腳設有通向上爐膛的助燃風道，燃燒更加充分，最好沿兩只管腳均設有通向上爐膛的助燃風道。所謂R形，也可以是反R形，可分別形成順時針旋流燃燒和逆時針旋流燃燒。
沿R形的傾斜管腳增設通向下爐膛的助燃風道，進一步促進燃燒，最好沿兩只管腳均設有通向下爐膛的助燃風道。
橫截面呈R形結構也只是近似的象形描述，可以有一定程度的變形演變，如R形的兩只管腳可以是對稱傾斜的，沿兩只傾斜管腳都可以增設通向下爐膛的助燃風道，即兩側均設側吹風道，旋流爐膛的橫截面可以呈圓形或橢圓形等，爐膛可以位于爐體的中間部位，也可以位于爐體的中間部位，尤其是對稱結構時，一般位于中間部位，此時，R形結構將演變成了近似的Ω形，等等。
在實際中，根據需要設置爐體的縱向長度和橫向寬度，當爐體的縱向長度較大時，助燃風道可以在縱向長度上分布設置幾個，保證充分燃燒。
在爐膛的后部設由阻隔墻分隔的高溫湍流區(qū)，爐膛和高溫湍流區(qū)在頂部相通，高溫氣體出口設在高溫湍流區(qū)的下部，進一步促進充分燃燒。
在旋流爐膛內，可燃性氣體邊高速旋轉邊猛烈燃燒，由于氣流具有從高壓區(qū)向低壓區(qū)擴散的特性，所以燃燒形成的高溫熾熱氣流快速奔向高溫湍流區(qū)，并且立即轉變方向，發(fā)生激烈地撕扭粉碎和碰撞，形成若干不規(guī)則的氣流，借助旋轉氣流的慣性，這些不規(guī)則的氣流繼續(xù)旋轉碰撞，在高溫湍流區(qū)內形成充滿度很高并快速擾動的“湍流”，更加強化了燃燒。如果存在爐膛內或多或少地還有一些沒有燃盡成份的話，在這里也會被徹底燃燒氧化，燃燒以后純潔、干凈、無色、無味的高溫氣流從高溫氣體出口高速噴射出來。
將阻隔墻的頂部向爐膛一側探出，保證獲得更加良好的旋流燃燒效果。
對于較大的燃煤裝置，R形爐膛可以并列兩個，兩個R形爐膛的下爐膛相通，并分別與高溫湍流區(qū)相通，實現雙道燃燒，提高燃燒能力，特別適合大型的鏈條式爐排的燃煤裝置。對于大型的燃煤裝置，為了加強結構強度，可增加支承筋。在支承筋附近再增加循環(huán)冷卻通道，通循環(huán)冷卻水，避免支承筋的溫度過高，保證運行安全可靠。
本實用新型中的上煤裝置包括從加煤口的手動加煤和上煤機自動加煤裝置等。
本實用新型單旋流燃煤裝置，結構簡單合理，造價低廉，徹底解決了燃煤冒黑煙問題，排出的廢氣無色透明、干凈、無污染，達到了純無煙的效果，林格曼黑度為0，根據煤質的不同可節(jié)約燃煤15％-33％，既節(jié)約了煤資源，又保護了環(huán)境，經濟效益和社會效益顯著。


圖1、本實用新型實施例1結合在應用狀態(tài)下的橫截面結構示意圖。
圖2、本實用新型實施例1結合在應用狀態(tài)下的縱截面結構示意圖。
圖3、本實用新型實施例2結合在應用狀態(tài)下的橫截面結構示意圖。
圖4、本實用新型實施例3結合在應用狀態(tài)下的橫截面結構示意圖。
圖5、本實用新型實施例4結合在應用狀態(tài)下的橫截面結構示意圖。
圖中1、爐排 2、燃煤層 3、下爐膛 4、8、9、助燃風道 5、助燃風口 6、旋流爐膛 7、耐火材料 10、加煤口 11、阻隔墻 12、高溫湍流區(qū) 13、高溫氣體出口 14、爐排 15、下爐膛 16、旋流爐膛 17、爐排 18、下爐膛 19、旋流爐膛 20、鏈條式爐排 21、下爐膛 22、旋流爐膛 23、循環(huán)冷卻通道 24、通道隔板25、支承筋 26、旋流爐膛 27、下爐膛 F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10、F11、F12、F13、助燃風。
具體實施方式
下面結合實施例附圖對本實用新型作進一步的說明。
如圖1、圖2所示，本實用新型所述的單旋流燃煤裝置，包括燃燒爐膛、爐排1、加煤口10和高溫氣體出口13，其爐膛橫截面的頂部呈形成旋流燃燒的拱形，爐膛的側壁配裝有通向爐膛的助燃風口5，助燃風口7與爐膛頂部的拱形相切，爐膛分為上下相通的兩部分，橫截面呈R形，包括下爐膛3和上爐膛，上爐膛稱為旋流爐膛6，爐膛側壁沿R形的兩只管腳分別設有通向上爐膛的助燃風道4、8，沿R形的傾斜管腳還設有通向下爐膛的助燃風道9，爐膛的后部連通高溫氣體出口13。
在爐膛的后部設有由阻隔墻11分隔的高溫湍流區(qū)12，阻隔墻11的頂部向爐膛一側探出，爐膛和高溫湍流區(qū)12在頂部相通，高溫氣體出口13設在高溫湍流區(qū)12的下部。
運行過程在從爐排1進入的助燃風F3的作用下，爐排1上的煤層2在高溫下進行燃燒，大量的焦油蒸汽、一氧化碳、由微小碳粒組成的黑煙和其他碳氫氣體、形成不完全燃燒的產物，一起涌入到頂部或稱上部的旋流燃燒區(qū)域，即旋流爐膛6，迫使高溫煙氣形成旋轉氣流，這股可燃性旋轉氣流在快速旋轉的過程中，又受到爐膛側壁的側吹風道來的助燃風F1、F2的助推，進一步被加速，把空氣中的氧氣和卷吸在漩渦里頭的可燃性氣體以及其他可燃物進行強烈地混合和攪拌，具備了燃燒的四大要素①必需的溫度，②足夠的空氣量，③良好的混合，④充分的燃燒時間，燃煤猛烈的燃燒，產生大量熱能，使得旋流爐膛里的溫度更加提高，燃燒更加徹底完善，隨后，燃燒形成的高溫熾熱氣流快速奔向高溫湍流區(qū)12，并且立即轉變方向，發(fā)生激烈地撕扭粉碎和碰撞，形成若干不規(guī)則的氣流，在高溫湍流區(qū)12內形成充滿度很高并快速擾動的“湍流”，更加強化了燃燒。如果存在爐膛內或多或少地還有一些沒有燃盡成份的話，在這里也會被徹底燃燒氧化，燃燒以后純潔、干凈、無色、無味的高溫氣流從高溫氣體出口13高速噴射出來，被需要熱的加熱設備引用。
本實用新型中，各助燃風道可以通過布風盒，根據需要實現布風分布，由同一動力源提供布風動力，簡化輔助設施。
供風系統可配裝自動化變頻控制系統，實現自動化操作。如供風量的調節(jié)可用變頻調速的方式來解決，亦即通過改變風機電源的頻率來改變風機的轉速的方法控制供風量。利用煙氣傳感器(工業(yè)電子門市部都有市售)，如二氧化鋯煙氣傳感器，它對一氧化碳呈現“氣敏效應”，只要有煙氣就是缺氧，只要缺氧就必然產生一氧化碳，所以，檢測一氧化碳氣體的含量多少，也就直接反映了燃燒設備內部的“配風系數”和燃燒工況。把一氧化碳氣體的含量變成電壓信號輸入到變頻器的電壓信號輸入端子上，即可利用電壓信號控制頻率變化，變頻輸出電源就是鼓風機的供電電源。
圖3、圖4所示的分別是橫截面呈R形結構的兩種變形演變結構，工況運行原理同上。
圖5所示的是有并列的兩個R形爐膛的橫截面結構，有兩個旋流爐膛22、26和兩個相通的下爐膛27、27，爐排為鏈條式爐排20，應用時，最好在循環(huán)冷卻通道23內通循環(huán)冷卻水，下面由通道隔板24相隔，防止支承筋25處等溫度過高，影響支承強度。中間的助燃風道可以集中引入，助燃風F4可以分別向兩邊的旋流爐膛22、26中射入，工況運行原理同上，不再贅述。
權利要求1.一種單旋流燃煤裝置，包括燃燒爐膛、爐排、上煤裝置和高溫氣體出口，其特征在于爐膛橫截面的頂部呈形成旋流燃燒的拱形，爐膛的側壁配裝有通向爐膛的助燃風口，助燃風口與爐膛頂部的拱形相切，爐膛的后部連通高溫氣體出口。
2.根據權利要求1所述的單旋流燃煤裝置，其特征在于爐膛分為上下相通的兩部分，橫截面呈R形，爐膛側壁沿R形的管腳設有通向上爐膛的助燃風道。
3.根據權利要求2所述的單旋流燃煤裝置，其特征在于爐膛側壁沿R形的兩只管腳均設有通向上爐膛的助燃風道。
4.根據權利要求2所述的單旋流燃煤裝置，其特征在于爐膛側壁沿R形的管腳設有通向下爐膛的助燃風道。
5.根據權利要求2所述的單旋流燃煤裝置，其特征在于爐膛側壁沿R形的兩只管腳均設有通向下爐膛的助燃風道。
6.根據權利要求2、3、4或5所述的單旋流燃煤裝置，其特征在于爐膛的后部設有由阻隔墻分隔的高溫湍流區(qū)，爐膛和高溫湍流區(qū)在頂部相通，高溫氣體出口設在高溫湍流區(qū)的下部。
7.根據權利要求6所述的單旋流燃煤裝置，其特征在于阻隔墻的頂部向爐膛一側探出。
8.根據權利要求7所述的單旋流燃煤裝置，其特征在于R形爐膛有并列的兩個，兩個R形爐膛的下爐膛相通，并分別與高溫湍流區(qū)相通。
專利摘要本實用新型涉及一種單旋流燃煤裝置，包括燃燒爐膛、爐排、上煤裝置和高溫氣體出口，其爐膛橫截面的頂部呈形成旋流燃燒的拱形，爐膛的側壁配裝有通向爐膛的助燃風口，助燃風口與爐膛頂部的拱形相切，爐膛的后部連通高溫氣體出口。本實用新型單旋流燃煤裝置，結構簡單合理，造價低廉，徹底解決了燃煤冒黑煙問題，排出的廢氣無色透明、干凈、無污染，達到了純無煙的效果，林格曼黑度為0，根據煤質的不同可節(jié)約燃煤15％－33％，既節(jié)約了煤資源，又保護了環(huán)境，經濟效益和社會效益顯著。
文檔編號F23M5/06GK2919051SQ20062008630
公開日2007年7月4日 申請日期2006年6月29日 優(yōu)先權日2006年6月29日
發(fā)明者王樹洲 申請人:王樹洲