往復爐排生物質(zhì)鍋爐爐膛的制作方法
【專利摘要】往復爐排生物質(zhì)鍋爐爐膛，包括由管道并排焊接而成的全膜式水冷爐壁和小鱗片爐排，全膜式水冷爐壁下部前側(cè)設有進料口，全膜式水冷爐壁下部后側(cè)與小鱗片爐排之間設有出渣口，小鱗片爐排采用兩段或三段式結(jié)構(gòu)，每段的小鱗片爐排均前高后低傾斜設置，全膜式水冷爐壁內(nèi)設有位于前拱和后拱之間的絕熱穩(wěn)燃器，絕熱穩(wěn)燃器由耐火蓄熱材料制成，全膜式水冷爐壁上部后側(cè)設有煙氣出口。本發(fā)明解決了生物質(zhì)燃料的干燥問題和氧氣供應問題，延長了生物質(zhì)在爐內(nèi)燃燒的停留時間，穩(wěn)定了燃料燃燒的爐內(nèi)溫度，水冷風力復合拱加強高溫煙氣、空氣與生物質(zhì)物料顆粒的混合，促進可燃氣體和固體顆粒進一步充分燃燒，提高了鍋爐的燃燒效率。
【專利說明】
往復爐排生物質(zhì)鍋爐爐膛
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于鍋爐技術領域，尤其涉及一種往復爐排生物質(zhì)鍋爐爐膛。
【背景技術】
[0002]隨著世界能源需求量的迅猛增長，以煤、石油、天然氣為代表的常規(guī)能源將最終被開采殆盡，同時大量使用這些化石燃料會導致一系列嚴重的環(huán)境污染問題。因此，大力提高能源的利用效率，以高新技術開發(fā)低污染、可再生的新能源，逐步取代石油、煤、天然氣等不可再生能源，是解決能源危機和環(huán)境問題的重要途徑。在眾多的可再生能源中，生物質(zhì)能以其資源儲量豐富、清潔方便和可再生的特點，具有極大的開發(fā)潛力。
[0003]生物質(zhì)能是指綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能而儲存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量，其主要來源是:農(nóng)林廢棄物、工業(yè)廢水和廢渣、城市生活垃圾以及人畜糞便等。目前，生物質(zhì)開發(fā)利用技術的一個主要的方面就是生物質(zhì)直接燃燒技術，此技術中關鍵設備之一為生物質(zhì)燃燒設備即鍋爐，在燃燒生物質(zhì)的鍋爐系統(tǒng)中，由于生物質(zhì)燃料的特殊性，決定了鍋爐燃燒系統(tǒng)即爐膛設計的特殊性，用生物質(zhì)鍋爐燃燒設備可以最快速度地實現(xiàn)各種生物質(zhì)資源的大規(guī)模減量化、無害化、資源化利用，而且成本較低，使生物質(zhì)直接燃燒技術具有良好的經(jīng)濟性和開發(fā)潛力。
[0004]生物質(zhì)燃料與化石燃料相比存在明顯的差異。生物質(zhì)燃料的燃燒過程主要分為揮發(fā)份的析出、燃燒和殘余焦炭的燃燒、燃盡幾個獨立階段，其燃燒過程的特點是:
(I )、生物質(zhì)水分含量較多，燃燒需要較高干燥溫度和較長干燥時間；
(2)、生物質(zhì)燃料的密度小，結(jié)構(gòu)比較松散，迎風面積大，容易被吹起，懸浮燃燒比例較大，需要爐膛空間氧氣供應量多；
(3)、由于生物質(zhì)發(fā)熱量低，爐內(nèi)溫度場偏低，組織穩(wěn)定燃燒比較困難，需要維持較高的爐內(nèi)溫度場；
(4)、由于生物質(zhì)揮發(fā)份含量高，燃料著火溫度較低，一般在250°C?350°C溫度下?lián)]發(fā)份就大量析出并開始劇烈燃燒，此時若空氣供應量不足，將會增大燃料的化學不完全燃燒損失;
(5)、揮發(fā)份析出燃盡后，受到灰燼包裹和空氣滲透困難的影響，焦炭顆粒燃燒速度緩慢、燃盡困難，如不采取適當?shù)谋匾胧?，將會導致灰燼中殘留較多的余碳，增大機械不完全燃燒損失。
[0005]以上特點決定了生物質(zhì)鍋爐燃燒設備即鍋爐爐膛的設計，應從不同種類生物質(zhì)的燃燒特性出發(fā)，才能保證生物質(zhì)燃燒設備運行的經(jīng)濟性和可靠性，提高生物質(zhì)開發(fā)利用的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術中的不足之處，提供一種燃燒更加完全、熱交換效率高、可靠性強、經(jīng)濟性高的往復爐排生物質(zhì)鍋爐爐膛。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:往復爐排生物質(zhì)鍋爐爐膛，包括支架和支撐結(jié)構(gòu)，支架上吊掛有由管道并排焊接而成的全膜式水冷爐壁，支撐結(jié)構(gòu)上設有小鱗片爐排，全膜式水冷爐壁下端與小鱗片爐排之間設有密封膨脹結(jié)構(gòu)，全膜式水冷爐壁下部前側(cè)設有進料口，全膜式水冷爐壁下部后側(cè)與小鱗片爐排之間設有出渣口，全膜式水冷爐壁下部的前側(cè)和后側(cè)分別設有前拱和后拱，所述小鱗片爐排采用兩段或三段式結(jié)構(gòu)，每段的小鱗片爐排均前高后低傾斜設置，全膜式水冷爐壁內(nèi)設有位于前拱和后拱之間的絕熱穩(wěn)燃器，絕熱穩(wěn)燃器由耐火蓄熱材料制成，全膜式水冷爐壁上部后側(cè)設有煙氣出口。
[0008]所述小鱗片爐排采用兩段式結(jié)構(gòu)，前段的小鱗片爐排與水平面的夾角小于等于30°，后段的小鱗片爐排與水平面的夾角小于等于12°，支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)壁鉸接有連桿，連桿的內(nèi)端支撐在小鱗片爐排底面，支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)壁或底部上設有支撐座，支撐座上設有用于支撐連桿的支撐輪，支撐結(jié)構(gòu)的壁上設有進風口。
[0009]所述全膜式水冷爐壁在前拱和后拱處設有整排的進風通道，通過進風通道向內(nèi)吹風形成風拱。
[0010]所述全膜式水冷爐壁內(nèi)設有位于煙氣出口處的擴展凝渣管束，擴展凝渣管束采用整體型螺旋翅片管。
[0011]所述全膜式水冷爐壁外側(cè)在進料口下方處設有支板，支板上設有向全膜式水冷爐壁內(nèi)吹風的吹風管，吹風管的出口處設有風向調(diào)節(jié)板，風向調(diào)節(jié)板通過手動調(diào)節(jié)閥門控制。
[0012]采用上述技術方案，本發(fā)明為了適應生物質(zhì)燃料的水份高、密度小、熱量低、揮發(fā)份燃燒劇烈、焦炭燃盡困難的特點，結(jié)合層燃技術鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、投資與運行費用都相對較低的優(yōu)勢，特地發(fā)明了相匹配于生物質(zhì)燃燒特點的鍋爐爐膛。
[0013]1、本發(fā)明的上部采用由管道并排焊接而成的全膜式水冷爐壁，上部整體懸掛，下部的小鱗片爐排采用固定的支撐結(jié)構(gòu)，中間設置密封膨脹結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的主要特點如下:
爐排采用兩段或三段式的小鱗片爐排，小鱗片爐排的前段傾斜角度較大(<30°)，防止高水份的生物質(zhì)燃料的粘結(jié)和堆積，便于濕料向下移動，同時起到干燥作用，最后一段角度較小(<12° )，利于燃料的燃燒，延長燃料的燃燒時間，同時利用了小鱗片爐排的冷卻好，自清灰能力強的優(yōu)點，對爐排具有自保護作用。
[0014]小鱗片爐排的底部設置支撐座、連桿和支撐輪，在生物質(zhì)物料進料時落到小鱗片爐排上時起到緩沖作用。
[0015]2、在鍋爐的前拱和后拱之間，且平行于前拱和后拱，布置絕熱穩(wěn)燃器，起到蓄熱作用，提供燃料干燥需要的熱量，并輔助提供煙氣的擾動作用和穩(wěn)定爐內(nèi)溫度的作用。
[0016]3、在爐膛的前拱和后拱處增加整排的進風通道，形成風拱，風拱和鍋爐的前拱和后拱(前拱和后拱均為水冷拱)組合成水冷風力復合拱，一方面提供生物質(zhì)燃料在爐膛中下部燃燒劇烈需要的氧氣，另一方面起到擾動和延長燃料燃燒時間的作用。
[0017]4、在爐膛的煙氣出口布置有擴展凝渣管束，為了控制爐膛的出口煙溫又不減少爐膛內(nèi)部的熱強度，擴展凝渣管束采用具有自清灰能力的整體型螺旋翅片管，并進一步提高熱交換效率，同時利用整體性螺旋翅片管的高傳熱系數(shù)，強耐磨損的優(yōu)勢，一般情況下，在同樣的布置空間內(nèi)降低溫度可以達到80-100° C。
[0018]綜上所述，本發(fā)明對于高水份、低密度、高揮發(fā)份的生物質(zhì)燃料，具有很好的燃料適應性，采用兩段或三段式的小鱗片爐排的預熱干燥，絕熱穩(wěn)燃器的蓄熱反射作用，爐膛容積足夠的懸浮空間，解決了生物質(zhì)燃料的干燥問題和氧氣供應問題，延長了生物質(zhì)在爐內(nèi)燃燒的停留時間，穩(wěn)定了燃料燃燒的爐內(nèi)溫度，水冷風力復合拱加強高溫煙氣、空氣與生物質(zhì)物料顆粒的混合，促進可燃氣體和固體顆粒進一步充分燃燒，提高了鍋爐的燃燒效率，為鍋爐用生物質(zhì)燃料的利用提供了一種良好的燃燒設備。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，本發(fā)明的往復爐排生物質(zhì)鍋爐爐膛，包括支架I和支撐結(jié)構(gòu)2，支架I上吊掛有由管道并排焊接而成的全膜式水冷爐壁3，支撐結(jié)構(gòu)2上設有小鱗片爐排4，全膜式水冷爐壁3下端與小鱗片爐排4之間設有密封膨脹結(jié)構(gòu)5，全膜式水冷爐壁3下部前側(cè)設有進料口 6，全膜式水冷爐壁3下部后側(cè)與小鱗片爐排4之間設有出渣口 7，全膜式水冷爐壁3下部的前側(cè)和后側(cè)分別設有前拱8和后拱9，所述小鱗片爐排4采用兩段或三段式結(jié)構(gòu)，每段的小鱗片爐排4均前高后低傾斜設置，全膜式水冷爐壁3內(nèi)設有位于前拱8和后拱9之間的絕熱穩(wěn)燃器10，絕熱穩(wěn)燃器10由耐火蓄熱材料制成，全膜式水冷爐壁3上部后側(cè)設有煙氣出口 11。
[0021]小鱗片爐排4采用兩段式結(jié)構(gòu)，前段的小鱗片爐排4與水平面的夾角小于等于30°，后段的小鱗片爐排4與水平面的夾角小于等于12°，支撐結(jié)構(gòu)2內(nèi)壁鉸接有連桿12，連桿12的內(nèi)端支撐在小鱗片爐排4底面，支撐結(jié)構(gòu)2內(nèi)壁或底部上設有支撐座13，支撐座13上設有用于支撐連桿12的支撐輪14，支撐結(jié)構(gòu)2的壁上設有進風口 15。
[0022]全膜式水冷爐壁3在前拱8和后拱9處設有整排的進風通道16，通過進風通道16向內(nèi)吹風形成風拱。
[0023]全膜式水冷爐壁3內(nèi)設有位于煙氣出口11處的擴展凝渣管束17，擴展凝渣管束17采用整體型螺旋翅片管。
[0024]全膜式水冷爐壁3外側(cè)在進料口6下方處設有支板18，支板18上設有向全膜式水冷爐壁3內(nèi)吹風的吹風管19，吹風管19的出口處設有風向調(diào)節(jié)板21，風向調(diào)節(jié)板通過手動調(diào)節(jié)閥門控制20 ο吹風管19的設置，對鍋爐內(nèi)生物質(zhì)物料的干燥和燃燒也起到一定作用。風向調(diào)節(jié)板21起到調(diào)節(jié)吹風管19所吹的風的方向。
[0025]本發(fā)明中的小鱗片爐排4、密封膨脹結(jié)構(gòu)5和絕熱穩(wěn)燃器所采用的耐火蓄熱材料均為現(xiàn)有成熟技術，具體構(gòu)造不再贅述。
[0026]本發(fā)明為了適應生物質(zhì)燃料的水份高、密度小、熱量低、揮發(fā)份燃燒劇烈、焦炭燃盡困難的特點，結(jié)合層燃技術鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、投資與運行費用都相對較低的優(yōu)勢，特地發(fā)明了相匹配于生物質(zhì)燃燒特點的鍋爐爐膛。
[0027]本發(fā)明的上部采用由管道并排焊接而成的全膜式水冷爐壁3，上部整體懸掛，下部的小鱗片爐排4采用固定的支撐結(jié)構(gòu)2，中間設置密封膨脹結(jié)構(gòu)5，本發(fā)明的主要特點如下:
1、爐排采用兩段或三段式的小鱗片爐排4，小鱗片爐排4的前段傾斜角度較大(<30°)，防止高水份的生物質(zhì)燃料的粘結(jié)和堆積，便于濕料向下移動，同時起到干燥作用，最后一段角度較小(<12° )，利于燃料的燃燒，延長燃料的燃燒時間，同時利用了小鱗片爐排4的冷卻好，自清灰能力強的優(yōu)點，對爐排具有自保護作用。
[0028]小鱗片爐排4的底部設置支撐座13、連桿12和支撐輪14，在生物質(zhì)物料進料時落到小鱗片爐排4上時起到緩沖作用。
[0029]2、在鍋爐的前拱8和后拱9之間，且平行于前拱8和后拱9，布置絕熱穩(wěn)燃器10，起到蓄熱作用，提供燃料干燥需要的熱量，并輔助提供煙氣的擾動作用和穩(wěn)定爐內(nèi)溫度的作用。
[0030]3、在爐膛的前拱8和后拱9處增加整排的進風通道16，形成風拱，風拱和鍋爐的前拱8和后拱9(前拱8和后拱9均為水冷拱)組合成水冷風力復合拱，一方面提供生物質(zhì)燃料在爐膛中下部燃燒劇烈需要的氧氣，另一方面起到擾動和延長燃料燃燒時間的作用。
[0031]4、在爐膛的煙氣出口 11布置有擴展凝渣管束17，為了控制爐膛的出口煙溫又不減少爐膛內(nèi)部的熱強度，擴展凝渣管束17采用具有自清灰能力的整體型螺旋翅片管，并進一步提高熱交換效率，同時利用整體性螺旋翅片管的高傳熱系數(shù)，強耐磨損的優(yōu)勢，一般情況下，在同樣的布置空間內(nèi)降低溫度可以達到80-100° C。
[0032]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.往復爐排生物質(zhì)鍋爐爐膛，其特征在于:包括支架和支撐結(jié)構(gòu)，支架上吊掛有由管道并排焊接而成的全膜式水冷爐壁，支撐結(jié)構(gòu)上設有小鱗片爐排，全膜式水冷爐壁下端與小鱗片爐排之間設有密封膨脹結(jié)構(gòu)，全膜式水冷爐壁下部前側(cè)設有進料口，全膜式水冷爐壁下部后側(cè)與小鱗片爐排之間設有出渣口，全膜式水冷爐壁下部的前側(cè)和后側(cè)分別設有前拱和后拱，所述小鱗片爐排采用兩段或三段式結(jié)構(gòu)，每段的小鱗片爐排均前高后低傾斜設置，全膜式水冷爐壁內(nèi)設有位于前拱和后拱之間的絕熱穩(wěn)燃器，絕熱穩(wěn)燃器由耐火蓄熱材料制成，全膜式水冷爐壁上部后側(cè)設有煙氣出口。2.根據(jù)權利要求1所述的往復爐排生物質(zhì)鍋爐爐膛，其特征在于:所述小鱗片爐排采用兩段式結(jié)構(gòu)，前段的小鱗片爐排與水平面的夾角小于等于30°，后段的小鱗片爐排與水平面的夾角小于等于12°，支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)壁鉸接有連桿，連桿的內(nèi)端支撐在小鱗片爐排底面，支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)壁或底部上設有支撐座，支撐座上設有用于支撐連桿的支撐輪，支撐結(jié)構(gòu)的壁上設有進風口。3.根據(jù)權利要求1或2所述的往復爐排生物質(zhì)鍋爐爐膛，其特征在于:所述全膜式水冷爐壁在前拱和后拱處設有整排的進風通道，通過進風通道向內(nèi)吹風形成風拱。4.根據(jù)權利要求1或2所述的往復爐排生物質(zhì)鍋爐爐膛，其特征在于:所述全膜式水冷爐壁內(nèi)設有位于煙氣出口處的擴展凝渣管束，擴展凝渣管束采用整體型螺旋翅片管。5.根據(jù)權利要求1或2所述的往復爐排生物質(zhì)鍋爐爐膛，其特征在于:所述全膜式水冷爐壁外側(cè)在進料口下方處設有支板，支板上設有向全膜式水冷爐壁內(nèi)吹風的吹風管，吹風管的出口處設有風向調(diào)節(jié)板，風向調(diào)節(jié)板通過手動調(diào)節(jié)閥門控制。
【文檔編號】F23J15/00GK105927966SQ201610359528
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】范高峰, 董磊, 馬慧敏, 馬震, 宋廷齊
【申請人】董磊