專利名稱：文丘里管效應(yīng)式純無煙燃燒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種文丘里管效應(yīng)式純無煙燃燒裝置，屬于工業(yè)熱工設(shè)備。
背景技術(shù)：
當(dāng)今社會節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)已成為人類生活和科學(xué)研究的重要課題。在我國煤碳是人 們獲得熱能的主要資源，75%以上的燃料是依賴煤碳，中國能源部頒布的我國能源政策是以煤 為主，然而各大城市和郊區(qū)以及一些重工業(yè)基地，各地行政部門卻明令禁止燒煤，而必須燃 油，燃?xì)獾膹娭菩阅茉凑?，這種非常明顯地違背我國的能源政策而自棄其反的政府性行政 行為，目的是為了解決我們的環(huán)境保護(hù)問題，是國家迫于無奈的原因，很顯然真正解決問題 的辦法應(yīng)該是，有新的科學(xué)技術(shù)和國家制訂的政策相配套才是對的?？墒沁@個困惑了人們?nèi)?干年的問題，在當(dāng)今這個高科技時代還是解決不了。
由于世界性燃燒技術(shù)的落后，使得我國企業(yè)普遍存在非常嚴(yán)重的能源浪費和環(huán)境污染的 現(xiàn)象。根據(jù)我國的工業(yè)、企業(yè)布局的國情，有20%左右的為大型企業(yè)，80%左右的為小型和中 小型企業(yè)，這種布局很難實現(xiàn)發(fā)達(dá)國家的那種模塊化管理，所以根據(jù)我們的國情，重點解決 煤的潔凈燃燒和節(jié)能技術(shù)問題，在這個領(lǐng)域搞出具有真正實破性的新技術(shù)才是一條人間正道。
在導(dǎo)熱油鍋爐大型生產(chǎn)企業(yè)一年的總經(jīng)銷額中80%是手燒式的，20%是大型鏈條式的，這 是因為我國的整體工業(yè)結(jié)構(gòu)布局落后，分散無序地整體布局，使得絕大多數(shù)用戶都是小型或 者中小型企業(yè)，那些"冠冕堂皇"的大企業(yè)總是少數(shù)，常年累月的運行中濃煙滾滾污染環(huán)境, 燃燒功率很低，大量的浪費能源，即不節(jié)能，又不環(huán)保，就是這些正在運轉(zhuǎn)而又正在大量推 廣著的國民經(jīng)濟增長值的"硬件"，并且又要在十一五期間GDP不變的情況下節(jié)能20%，環(huán)保 要求還要達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，可見難度之大。
工業(yè)上的煤燃燒裝置有著基本相同的結(jié)構(gòu)，爐排的上方為燃燒爐膛，爐排的下方為灰室, 與燃燒爐膛對應(yīng)設(shè)有加煤爐門，與灰室對應(yīng)設(shè)有出灰門，灰室配有助燃風(fēng)口，燃燒爐膛的頂 部設(shè)有高溫?zé)煔獬隹?。目前，各大鍋爐企業(yè)集團(tuán)在現(xiàn)代工業(yè)鍋爐等熱工產(chǎn)品的生產(chǎn)線上普遍 使用的所謂"高新技術(shù)"，主要體現(xiàn)產(chǎn)品有立式導(dǎo)熱油鍋爐、立式手燒熱水鍋爐、立式蒸汽 鍋爐等，包括各種先進(jìn)的窯爐等都是使用這種燃燒模式，就連"上翻下燒式"鍋爐也沒有脫 離這種結(jié)構(gòu)模式。在這些熱工設(shè)備中，燃煤作燃料，煙煤中的可燃有效成份——揮發(fā)份(占
30% — 35%)，大部分都變成濃煙通過煙囪排向空中，另外再加上灰渣中含碳量在25%左右， 總的燃燒效率在60%左右，環(huán)境污染和能源浪費極為嚴(yán)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。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種文丘里管效應(yīng)式純無煙燃燒裝置，結(jié)構(gòu)簡單，造價低， 使用壽命長，燃燒效果好，能夠解決燃煤冒黑煙問題，實現(xiàn)燃燒氣體的純無煙排放，節(jié)約煤 資源，保護(hù)環(huán)境。
本實用新型所述的文丘里管效應(yīng)式純無煙燃燒裝置，爐排的上方為燃燒爐膛，爐排的下 方為灰室，與燃燒爐膛對應(yīng)設(shè)有加煤爐門，與灰室對應(yīng)設(shè)有出灰門，灰室配有一次助燃風(fēng)口， 燃燒爐膛的頂部設(shè)有高溫?zé)煔獬隹冢诟邷責(zé)煔獬隹诘纳戏皆鲈O(shè)二次燃燒爐膛，二次燃燒爐 膛的橫截面呈圓形，二次燃燒爐膛上設(shè)有二次助燃風(fēng)口， 二次燃燒爐膛的頂部設(shè)有高溫氣體 出口。
工作原理
文丘里管也叫文氏管，在除塵器、氣體、液體的流量計量"射流控制系統(tǒng)"及各種儀器 儀表中用于計量物理參數(shù)的取樣，是組成傳感器的重要組成部分，有空氣動力"背風(fēng)面吸附 效應(yīng)"，我們正是利用文丘里管的"空氣動力學(xué)效應(yīng)"(也稱"文丘里管效應(yīng)")設(shè)計了本 實用新型純無煙燃燒裝置。
從燃燒爐膛沖上來的高溫?zé)煔?，在二次助燃風(fēng)的作用下，在二次燃燒爐膛(也稱為"火 膛")內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)，形成漩流燃燒，在高溫下對煙氣進(jìn)行加氧攪拌混合,，從而將煙氣中的可 燃成份完全徹底地?zé)M，這個過程是一個在高溫下"碳和氧的高效反應(yīng)過程"，是一個煤的 潔凈燃燒過程，在運行中能徹底達(dá)到"純無煙"的運行效果。燃燒充分，熱效率也顯著提高。
本實用新型中
二次燃燒爐膛的爐膛壁與高溫?zé)煔獬隹陂g呈斜面連接，整體形成散射圓錐狀，防止死角，
文丘里管效應(yīng)更加顯著。
在高溫?zé)煔獬隹谔幰苍O(shè)二次助燃風(fēng)口，加強助燃和攪動作用，促進(jìn)漩流燃燒。 為了獲得良好的燃燒氣體的旋轉(zhuǎn)效果，二次助燃風(fēng)口最好對應(yīng)圓形橫截面的二次燃燒爐
膛的切線方向。
將高溫氣體出口設(shè)計為收縮口，可獲得更好的文丘里管效應(yīng)。
根據(jù)規(guī)模大小情況等，二次助燃風(fēng)口在二次燃燒爐膛的圓形橫截面上可分布多個，2—10
個適宜，連通二次助燃風(fēng)口的風(fēng)道連通在環(huán)形布風(fēng)盒上；同理，二次助燃風(fēng)口在二次燃燒爐
膛的縱向上也可以分布多層，2—6層適宜。
環(huán)形布風(fēng)盒，在燃燒裝置的"腰間"形成"環(huán)形風(fēng)道"，所有的二次助燃風(fēng)都由"環(huán)形 風(fēng)道"提供風(fēng)源，風(fēng)的壓力由配裝的風(fēng)機提供，風(fēng)機可連接三相交流電源，可通過變頻器實 現(xiàn)變頻調(diào)速，完成風(fēng)量調(diào)節(jié)。
本實用新型文丘里管效應(yīng)式純無煙燃燒裝置，結(jié)構(gòu)簡單，造價低，使用壽命長，燃燒效 果好，能夠解決燃煤冒黑煙問題，實現(xiàn)燃燒氣體的純無煙排放，林格曼黑度為零，節(jié)約了煤 資源，提高了熱效率，又保護(hù)了環(huán)境，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。
本實用新型燃燒裝置作為一個基本燃燒單元，"匹配性"和"兼容性"好，可與多種熱工 設(shè)備產(chǎn)品相對接，形成各類結(jié)構(gòu)形式的不同熱工設(shè)備產(chǎn)品，如立式手燒導(dǎo)熱油鍋爐、立式手 燒熱水鍋爐、立式蒸汽鍋爐、立式燃燒窯爐等。

圖l、文丘里管的結(jié)構(gòu)及空氣動力原理圖。
圖2、本實用新型實施例1結(jié)構(gòu)及無二次助燃風(fēng)供應(yīng)時的燃燒原理示意圖。 圖3、本實用新型實施例1結(jié)構(gòu)及有二次助燃風(fēng)供應(yīng)時的燃燒原理示意圖。 圖4、 二次燃燒爐膛部分的橫截面結(jié)構(gòu)及燃燒原理示意圖。 圖5、本實用新型實施例2 二次燃燒爐膛部分的橫截面結(jié)構(gòu)及燃燒原理示意圖。 圖6、利用本實用新型制作的立式手燒導(dǎo)熱油鍋爐結(jié)構(gòu)及燃燒原理示意圖。 圖7、利用本實用新型制作的立式手燒熱水鍋爐結(jié)構(gòu)及燃燒原理示意圖。 圖8、利用本實用新型制作的立式蒸汽鍋爐結(jié)構(gòu)及燃燒原理示意圖。 圖中a、入口段b、 c、收縮段d、圓柱狀喉口e、散射圓錐體f、低壓區(qū) g、 氣流1、爐排2、燃煤3、加煤爐門4、耐火爐襯5、金屬外殼6、保溫材料 7、 高溫?zé)煔?、 二次助燃風(fēng)道9、環(huán)形布風(fēng)盒10、 二次燃燒爐膛11、高溫氣體出口 12、高溫氣體13、高溫?zé)煔獬隹?4、燃燒爐膛15、出灰門16、風(fēng)道Fl、 F2、 助燃風(fēng)Bl、 B2、風(fēng)機Pl、 P2、 P3、 P4氣流盲區(qū)。
具體實施方式

結(jié)合上述附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
圖1所示的是文丘里管的結(jié)構(gòu)及空氣動力原理。
從文丘里管的入口處注入一定壓力和一定流速的氣流，氣流從入口段a,經(jīng)過收縮段b、 c被逐漸壓縮，當(dāng)?shù)竭_(dá)圓柱狀喉部d處時密度最大，流速也達(dá)到最大，氣流g不是以圓柱形向 上噴射，而是以圓錐形式緊貼散射圓錐體e的內(nèi)腔壁，以空心喇叭形向上擴散和噴射，這就
是文丘里管的空氣動力"背風(fēng)面吸附效應(yīng)"。這種現(xiàn)象是怎么形成的呢？這是因為氣流經(jīng)過 圓柱狀喉部d時被壓縮和加速，剛開始的那一瞬間是以圓柱形向上噴射，可是就是因為這股 氣流的加速后噴射，在喇叭形的背風(fēng)面上被抽成低壓區(qū)，使喇叭形噴射的氣流中心也形成低 壓區(qū)f，并且趨向于"真空"，這就是文丘里管的空氣動力學(xué)效應(yīng)，簡稱"文丘里管效應(yīng)"。 圖2、圖3、圖4所示的是本實用新型實施例1結(jié)構(gòu)及燃燒原理。
本實用新型所述的文丘里管效應(yīng)式純無煙燃燒裝置，爐排1的上方為燃燒爐膛14，爐排 l的下方為灰室，與燃燒爐膛14對應(yīng)設(shè)有加煤爐門3，與灰室對應(yīng)設(shè)有出灰門15,灰室配有 一次助燃風(fēng)口，燃燒爐膛14的頂部設(shè)有高溫?zé)煔獬隹?13,其高溫?zé)煔獬隹?13的上方設(shè)二次 燃燒爐膛IO， 二次燃燒爐膛10的橫截面呈圓形，二次燃燒爐膛10的爐膛壁與髙溫?zé)煔獬隹?13間呈斜面連接，整體形成散射圓錐狀，二次燃燒爐膛10上設(shè)有二次助燃風(fēng)口，由二次助燃 風(fēng)道8提供助燃風(fēng)，二次助燃風(fēng)口對應(yīng)圓形橫截面的二次燃燒爐膛的切線方向，二次燃燒爐 膛10的頂部設(shè)有高溫氣體出口 11,高溫氣體出口 ll為收縮口，高溫?zé)煔獬隹?13處也設(shè)有同 樣結(jié)構(gòu)的二次助燃風(fēng)口 ，連通二次助燃風(fēng)口的二次助燃風(fēng)道8連通在環(huán)形布風(fēng)盒9上。
圖示中，燃燒爐膛14的爐膛壁相當(dāng)于文丘里管的氣流入口段a,燃燒爐膛14的頂部相當(dāng) 于文丘里管的收縮段b、 c，高溫?zé)煔獬隹?3相當(dāng)于文丘里管的圓柱狀喉口d, 二次燃燒爐膛 10的爐膛壁與髙溫?zé)煔獬隹?13間的斜面連接形成的散射圓錐狀相當(dāng)于散射圓錐體e，斜面即 為文丘里管的背風(fēng)面，二次燃燒爐膛10的爐膛壁相當(dāng)于文丘里管的末尾散射圓錐體的延伸 段"。本實用新型燃燒裝置就相當(dāng)于一個變形的"文丘里管"，充分利用了文丘里管效應(yīng)。
圖2所示的是無二次助燃風(fēng)供應(yīng)時的燃燒原理,高溫?zé)煔庥锌諝鈩恿?背風(fēng)面吸附效應(yīng)"， 在喇叭形的背風(fēng)面和喇叭形噴射的氣流中心形成低壓區(qū)，形成了如圖所示的氣流分布。
圖3、圖4所示的是有二次助燃風(fēng)供應(yīng)時的燃燒原理，在圖2所示的基礎(chǔ)上加入了二次助 燃風(fēng)的氣流擾動。
工作過程
從燃燒爐膛14沖上來的高溫?zé)煔?，在二次助燃風(fēng)的助燃、擾動作用下，在二次燃燒爐膛 10內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)，漩流燃燒，在高溫下對煙氣進(jìn)行加氧攪拌混合，從而將煙氣中的可燃成份完 全徹底地?zé)M，能徹底達(dá)到"純無煙"的運行效果。
圖5所示的是本實用新型實施例2 二次燃燒爐膛部分的橫截面結(jié)構(gòu)及燃燒原理，二次助 燃風(fēng)口垂直圓形橫截面的二次燃燒爐膛，此時會有Pl、 P2、 P3、 P4氣流盲區(qū)，燃燒效果較 次一些。
圖6所示的是利用本實用新型制作的立式手燒導(dǎo)熱油鍋爐結(jié)構(gòu)及燃燒原理，實現(xiàn)良好的
結(jié)構(gòu)對接，有利于對現(xiàn)有的產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)改造。
圖7所示的是利用本實用新型制作的立式手燒熱水鍋結(jié)構(gòu)及燃燒原理，實現(xiàn)良好的結(jié)構(gòu) 對接，有利于對現(xiàn)有的產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)改造。
圖8所示的是利用本實用新型制作的立式蒸汽鍋爐結(jié)構(gòu)及燃燒原理，實現(xiàn)良好的結(jié)構(gòu)對 接，有利于對現(xiàn)有的產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)改造。
權(quán)利要求1、一種文丘里管效應(yīng)式純無煙燃燒裝置，爐排的上方為燃燒爐膛，爐排的下方為灰室，與燃燒爐膛對應(yīng)設(shè)有加煤爐門，與灰室對應(yīng)設(shè)有出灰門，灰室配有一次助燃風(fēng)口，燃燒爐膛的頂部設(shè)有高溫?zé)煔獬隹?，其特征在于高溫?zé)煔獬隹诘纳戏皆O(shè)有二次燃燒爐膛，二次燃燒爐膛的橫截面呈圓形，二次燃燒爐膛上設(shè)有二次助燃風(fēng)口，二次燃燒爐膛的頂部設(shè)有高溫氣體出口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的文丘里管效應(yīng)式純無煙燃燒裝置，其特征在于二次燃燒爐膛的 爐膛壁與高溫?zé)煔獬隹陂g呈斜面連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的文丘里管效應(yīng)式純無煙燃燒裝置，其特征在于高溫?zé)煔獬隹谔?設(shè)有二次助燃風(fēng)口。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的文丘里管效應(yīng)式純無煙燃燒裝置，其特征在于二次助燃風(fēng)口對 應(yīng)圓形橫截面的二次燃燒爐膛的切線方向。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的文丘里管效應(yīng)式純無煙燃燒裝置，其特征在于高溫氣體出口為 收縮口。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 3、 4或5所述的文丘里管效應(yīng)式純無煙燃燒裝置，其特征在于 二次助燃風(fēng)口在二次燃燒爐膛的圓形橫截面上分布有2—10個，連通二次助燃風(fēng)口的風(fēng)道連 通在環(huán)形布風(fēng)盒上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的文丘里管效應(yīng)式純無煙燃燒裝置，其特征在于二次助燃風(fēng)口在 二次燃燒爐膛的縱向上分布有2—6層。
專利摘要本實用新型涉及一種文丘里管效應(yīng)式純無煙燃燒裝置，爐排的上方為燃燒爐膛，爐排的下方為灰室，與燃燒爐膛對應(yīng)設(shè)有加煤爐門，與灰室對應(yīng)設(shè)有出灰門，灰室配有一次助燃風(fēng)口，燃燒爐膛的頂部設(shè)有高溫?zé)煔獬隹?，其高溫?zé)煔獬隹诘纳戏皆O(shè)有二次燃燒爐膛，二次燃燒爐膛的橫截面呈圓形，二次燃燒爐膛上設(shè)有二次助燃風(fēng)口，二次燃燒爐膛的頂部設(shè)有高溫氣體出口。結(jié)構(gòu)簡單，造價低，使用壽命長，燃燒效果好，能夠解決燃煤冒黑煙問題，實現(xiàn)燃燒氣體的純無煙排放，節(jié)約煤資源，提高熱效率，又保護(hù)了環(huán)境，可與多種熱工設(shè)備產(chǎn)品相對接，形成各類結(jié)構(gòu)形式的不同熱工設(shè)備產(chǎn)品。
文檔編號F23B10/02GK201032145SQ200720019418
公開日2008年3月5日 申請日期2007年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月13日
發(fā)明者王樹洲 申請人:王樹洲