專利名稱：倒置層燃鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于固體燃料鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種常壓熱水鍋爐。
ニ背景技術(shù)：
目前，エ業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)供暖所使用的固體燃料層燃常壓熱水鍋爐，按照其不同的燃燒方式可分為固定爐排和機(jī)械化移動(dòng)爐排兩種。固定爐排指的是將固體燃料置于固定不動(dòng)的爐排上的燃燒方式。這是ー種最古老、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的層燃燃燒方式。采用固定爐排的層燃燃燒方法最大的問題在于燃料的添加及灰渣的清除。由于每次添加的燃料量有限，導(dǎo)致添加十分頻繁，毎次添加的冷燃料直接覆蓋在燃燒層上面，預(yù)熱不充分，造成燃燒效率的降低。而對(duì)灰渣而言，一方面如果不及時(shí)清除，灰渣覆蓋在燃料上，會(huì)導(dǎo)致燃燒難以持續(xù)；而另一方面，頻繁的除渣不可避免的會(huì)破壞燃燒層，導(dǎo)致大量的熱損失。為解決添料和除渣的問題，在固定爐排的基礎(chǔ)上開發(fā)了機(jī)械化移動(dòng)爐排，主要為 鏈條爐排，其工作方式可概括為燃料落到爐排上，隨爐排的移動(dòng)進(jìn)入燃燒室燃燒，形成的灰渣又隨著爐排的移動(dòng)帶出燃燒室。盡管鏈條爐在一定程度上解決了添料和除渣的問題，但仍存在一些難以克服的問題，可歸為以下幾個(gè)方面(1)由于燃料在行進(jìn)中燃燒，而在行進(jìn)過程中，燃料的狀態(tài)一直發(fā)生變化，由初始狀態(tài)到逐漸預(yù)熱，到部分分解，到部分燃燒直至完全燃燒。其燃燒過程的復(fù)雜性和不均勻性都會(huì)導(dǎo)致燃料難以燃燒徹底，造成熱量的損失。(2)換熱水管是利用熱輻射的方式接收熱量。由于燃料是在行進(jìn)中燃燒，不同的燃燒階段釋放出的熱量各不相同。復(fù)雜的輻射方式導(dǎo)致?lián)Q熱水管難以將各不同階段所釋放出的熱量全部最大化的吸收，熱量的進(jìn)ー步損失造成鍋爐的熱效率進(jìn)ー步降低。(3)除了熱效率較低的問題外，鏈條爐對(duì)燃料還很挑剔。鏈條爐不僅對(duì)燃料的品質(zhì)有嚴(yán)格的要求，對(duì)燃料的尺寸同樣有嚴(yán)格的要求。燃料的熱值偏高，會(huì)造成燃料的浪費(fèi)，燃料的熱值偏低，會(huì)造成鍋爐不能持續(xù)燃燒。燃料的尺寸有著類似的影響。(4)同固定爐排有著同樣的問題，一次性添加的燃料有限，需頻繁添加。
三、發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供ー種倒置層燃鍋爐，它具有高效的導(dǎo)熱方式，并且能夠一次性添充足夠長(zhǎng)時(shí)間的燃料，充分燃燒。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是倒置層燃鍋爐包括給料系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)，它具有筒狀的爐體，燃燒室在爐體下部，進(jìn)料ロ在爐體的頂部，進(jìn)料口下面有料倉(cāng)，料倉(cāng)與燃燒室之間有隔離的密封門；爐體上面和四周均有密封保溫層，只在燃燒室下部爐排處有進(jìn)風(fēng)ロ ；煙道位于燃燒室側(cè)面。工作時(shí)，將燃料投入進(jìn)料ロ，經(jīng)料倉(cāng)、密封門進(jìn)入燃燒室，一直落至爐排上，燃料將換熱管理在其中。燃料添完后，將上蓋關(guān)閉，使?fàn)t體上部保持封閉狀態(tài)，然后由爐排下面點(diǎn)火。本實(shí)用新型的燃燒方式完全不同于傳統(tǒng)的固定爐排或機(jī)械化移動(dòng)爐排的燃燒方式。其優(yōu)勢(shì)在于穩(wěn)定的燃燒層，高效的導(dǎo)熱方式，換熱水管始終處于穩(wěn)定的燃燒層之中。另外在降低選擇燃料標(biāo)準(zhǔn)的同吋，降低了単位時(shí)間內(nèi)燃料的添加次數(shù)。從理論上說，只要鍋爐結(jié)構(gòu)制作方面允許，就可以無限制的増加一次性添料的總量。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)新型層燃燃燒方法傳統(tǒng)的層燃燃燒方法均為將固體燃料置于爐排上，燃燒過程為自上而下燃燒，換熱水管置于燃燒層上方，與燃料有一定的間距。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了一種新型的層燃燃燒方法。即將一定厚度的固體燃料，置于只有底端開ロ而其余面封閉的容器中，因燃燒必備條件氧氣作用，使燃料只能在露出容器底端與氧氣相接觸時(shí)才能燃燒。燃燒層始終處于燃料底部，實(shí)現(xiàn)了燃料倒置底部層燃的ー種新型燃燒方法。燃燒過程是自下而上燃燒。換熱水管置于燃料內(nèi)部。始終處于燃燒層之中。(2)熱效率高傳統(tǒng)的層燃燃燒的熱交換方式為熱輻射。固體燃料燃燒后，熱量在爐膛內(nèi)反射后集中至換熱水管處。本實(shí)用新型所采用的熱交換方式為熱傳導(dǎo)，換熱水管直接置于燃燒層內(nèi)，燃燒生成的熱量直接由熱傳導(dǎo)的方式由固體燃料交換至換熱水管。熱交 換的效率大大提高。(3)穩(wěn)定均勻的燃燒層在使用鏈條爐排層燃燃燒方式時(shí)，由于燃料在不停的移動(dòng)，不同階段的燃料溫度及狀態(tài)有著較大的差異，使得燃料難以充分燃燒。與之相比，本實(shí)用新型的倒置層燃燃燒方式燃燒層固定不動(dòng)，穩(wěn)定而均勻，使燃燒更加充分。(4)有效地控制了燃燒狀態(tài)。鍋爐內(nèi)燃料燃燒時(shí)釋放熱量的多少是由料倉(cāng)底端燃料燃燒層的厚薄，即置于燃燒層內(nèi)的燃料數(shù)量所決定。本實(shí)用新型可以根據(jù)換熱水管所需要的換熱熱量，來調(diào)控鍋爐料倉(cāng)底端燃料燃燒層的厚薄。即根據(jù)単位時(shí)間內(nèi)換熱水管所需一定量的換熱量，來投入一定量的燃料。同時(shí)也可以根據(jù)換熱水管的換熱要求，來調(diào)控燃料燃燒層燃燒的速度。使単位體積的燃料能夠最大限度的延長(zhǎng)燃燒時(shí)間。從而保證了爐內(nèi)燃料得以充分燃燒，實(shí)現(xiàn)等量燃料的燃燒熱值最大限度的有效利用，避免了熱損失，極大的節(jié)省了燃料。(5)提高一次性添加燃料的總量一次性添加燃料的總量由料倉(cāng)容積決定，可以通過大幅提高料倉(cāng)的容積使得一次性添加的燃料總量大大提高，從而在単位時(shí)間內(nèi)，同傳統(tǒng)鍋爐相比，極大的降低了燃料添加的頻率。實(shí)現(xiàn)一次添加燃料就能滿足鍋爐二十四小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間的正常運(yùn)行。降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，特別是為家庭冬季使用小鍋爐取暖提供了極為便利的條件。(6)廣泛的燃料選擇不僅對(duì)燃料的尺寸大小沒有嚴(yán)格的限制，而且對(duì)燃料的種類、品質(zhì)等都沒有任何要求。不同種類的燃料如煤、木材、秸桿等均可作為燃料使用。本實(shí)用新型尤其適合北方農(nóng)村地區(qū)，以農(nóng)作物的秸桿，根莖，谷売，和野地里生長(zhǎng)的雜草，樹葉為燃料，做冬季取暖使用。
四
附圖為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
五具體實(shí)施方式
倒置層燃鍋爐為豎立的筒狀結(jié)構(gòu)，燃燒室23位于爐體下部。在燃燒室上面有料倉(cāng)5，料倉(cāng)5上部為進(jìn)料ロ 2，進(jìn)料ロ 2上面有上蓋I。在料倉(cāng)5上、下分別有上層密封門3和下層密封門6，上層密封門3、下層密封門6為向下翻轉(zhuǎn)的對(duì)開門，在爐體外有與上層密封門
3、下層密封門6門軸連接的上層控制手柄4、下層控制手柄7 ;在密封門上有配重塊，當(dāng)密封門上部無燃料時(shí)，配重塊使密封門歸位為關(guān)閉狀態(tài)。通過調(diào)整料倉(cāng)的高度，可以調(diào)整本實(shí)用新型的料倉(cāng)的容積，進(jìn)而影響到添加燃料的最大時(shí)間間隔。但當(dāng)料倉(cāng)增加到一定高度吋，須在料倉(cāng)內(nèi)增加密封門，使得燃料頂部始終保持ー個(gè)有限的密封空間，以保證空氣不會(huì)流通。換熱系統(tǒng)由環(huán)繞燃燒室一周的水套14和置于燃燒室23內(nèi)的換熱水管22構(gòu)成，換熱水管22兩端與水套14相通；換熱水管22 下面靠近爐排。所述的換熱水管22為兩層，在換熱水管22上有吸熱翅片。水套14上有連接到爐體外的安全閥8、出水ロ 9、進(jìn)水口 11和用于排污的泄水管13。所述的爐排由上層的進(jìn)風(fēng)管17和下層的爐排條16組合構(gòu)成，進(jìn)風(fēng)管17與爐排條16相間平行布置；進(jìn)風(fēng)管17外端與爐體側(cè)面的進(jìn)風(fēng)ロ 12相通，在進(jìn)風(fēng)ロ 12處有調(diào)節(jié)風(fēng)門，在進(jìn)風(fēng)管17下面有多個(gè)出風(fēng)孔；通過調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)ロ 12處的調(diào)節(jié)風(fēng)門，控制進(jìn)風(fēng)管內(nèi)進(jìn)入的氧氣量，來實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料燃燒的控制。在爐排條16上面有均勻排布的撥灰桿15，各爐排條16經(jīng)ー個(gè)連桿連接至爐體外的扳動(dòng)手柄10。調(diào)整不同的爐排間隙，一方面保證燃料不會(huì)從爐排上滑落，使燃料得以完全燃燒；另一方面保證灰渣能夠從爐排上掉落，以能夠持續(xù)燃燒。這樣，本實(shí)用新型幾乎可應(yīng)用于所有固體燃料的燃燒。如適當(dāng)增加爐排間隙，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)以煤作為燃料的燃燒；可以適當(dāng)減小爐排間隙，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)以生物質(zhì)作為燃料的燃燒。通過改變爐排的尺寸面積，可以調(diào)整本實(shí)用新型的額定功率。使用秸桿等輕質(zhì)燃燒時(shí)，燃剩的草木灰很少，爐排基本不用動(dòng)，當(dāng)使用煤等礦物質(zhì)燃料，有較厚的灰燼層或產(chǎn)生焦結(jié)時(shí)，可扳動(dòng)手柄10，讓爐排條16轉(zhuǎn)動(dòng)，使撥灰桿15左右擺動(dòng)，破壞焦結(jié)并將灰燼抖落。爐體底部的灰室可以手動(dòng)除灰，也可以采用自動(dòng)運(yùn)輸機(jī)定時(shí)除灰。在水套14和燃燒室23外壁之間為煙道21，在水套14的外壁上裝有煙道隔板20 ；煙道21與煙因24連接處有煙道門18，煙因出口處有排煙機(jī)25。通過排煙機(jī)與煙道門相結(jié)合的調(diào)節(jié)方式，可以控制鍋爐的排煙量，以進(jìn)一歩達(dá)到控制燃料燃燒的目的。本實(shí)用新型的工作原理關(guān)閉上層密封爐門后，由于爐門的密封作用，使得固體燃料置于頂部及四周密閉的環(huán)境中，料倉(cāng)及燃燒室上部的氣體不能通過爐體頂部或四周向外流通，同時(shí)因?yàn)楣腆w燃料緊密堆積，料倉(cāng)及燃燒室內(nèi)部的氣體也無法形成対流。另外燃燒層燃燒時(shí)所釋放的ニ氧化碳和水蒸氣也充斥了燃燒室的上部和料倉(cāng)的空間，因此由進(jìn)風(fēng)管流進(jìn)的空氣只能在燃燒室中下部流通，而燃燒室上部空間則為燃料的預(yù)熱空間。通過點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃固體燃料后，燃燒室下部的燃料由于能夠接觸到氧氣而燃燒起來；但在料倉(cāng)及燃燒室上部，即使燃料的預(yù)熱溫度已經(jīng)達(dá)到燃點(diǎn)，但由于內(nèi)部氣體不流通，燃料不能接觸到氧氣，因而無法燃燒。在燃燒過程中，燃燒室下部的燃料燃盡成灰渣，在重力的作用下，從爐排上脫落；隨即上部預(yù)熱空間內(nèi)的燃料則向下落入燃燒空間，接觸到氧氣發(fā)生燃燒。與此同時(shí)料倉(cāng)底部的燃料則落入預(yù)熱空間內(nèi)預(yù)熱。這樣在爐體內(nèi)自下而上形成均勻、穩(wěn)定而持續(xù)的燃燒層和預(yù)熱層。同傳統(tǒng)的層燃燃燒方法相比，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了燃料倒置底面層燃這樣ー種新型燃燒方式。[0023]這種燃燒方式一方面解決了添料及除渣的問題，燃料在重力的作用下，由預(yù)熱空間落入燃燒空間，實(shí)現(xiàn)了燃料添加的自動(dòng)化，并保證了燃燒的持續(xù)性。灰渣在重力的作用下，從爐排上掉落，實(shí)現(xiàn)了除渣的自動(dòng)化。另ー方面燃料的燃燒層及預(yù)熱層始終保持不動(dòng)，并且燃燒層均勻的分布在爐排上，保證了燃燒過程的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型亦實(shí)現(xiàn)了ー種新型的換熱方式，由于換熱水套包裹在燃燒層外，并且在燃燒層內(nèi)有換熱水管，燃燒產(chǎn)生的熱量將主要通過熱傳導(dǎo)的方式傳遞給水。這將大大提高鍋爐的熱效率。并且，一方面灰渣在落下后還可進(jìn)ー步釋放出余熱；另一方面煙也將在煙 道內(nèi)進(jìn)行充分的熱交換。這樣鍋爐的熱效率將得到進(jìn)ー步的提升。
權(quán)利要求1.ー種倒置層燃鍋爐，包括給料系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)，其特征是它具有筒狀的爐體，燃燒室(23)在爐體下部，進(jìn)料ロ(2)在爐體的頂部，進(jìn)料ロ(2)下面有料倉(cāng)(5)，料倉(cāng)(5)與燃燒室(23)之間有隔離的密封門；爐體上面和四周均有密封保溫層，只在燃燒室(23)下部爐排處有進(jìn)風(fēng)ロ(12);煙道(21)位于燃燒室(23)側(cè)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的倒置層燃鍋爐，其特征是換熱系統(tǒng)由環(huán)繞燃燒室(23)—周的水套(14)和置于燃燒室(23)內(nèi)的換熱水管(22)構(gòu)成,換熱水管(22)兩端與水套(14)相通；換熱水管(22)下面靠近爐排。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的倒置層燃鍋爐，其特征是所述的換熱水管(22)為兩層，在換熱水管(22)上有吸熱翅片。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的倒置層燃鍋爐，其特征是所述的爐排由上層的進(jìn)風(fēng)管(17)和下層的爐排條(16)組合構(gòu)成，進(jìn)風(fēng)管(17)與爐排條(16)相間平行布置；進(jìn)風(fēng)管(17)外端與爐體側(cè)面的進(jìn)風(fēng)ロ(12)相通，在進(jìn)風(fēng)ロ(12)處有調(diào)節(jié)風(fēng)門，在進(jìn)風(fēng)管(17)下面有多個(gè)出風(fēng)孔；在爐排條(16)上面有均勻排布的撥灰桿(15)，各爐排條(16)經(jīng)ー個(gè)連桿連接至爐體外的扳動(dòng)手柄(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的倒置層燃鍋爐，其特征是在料倉(cāng)(5)上、下分別有上層密封門(3)和下層密封門(6)，上層密封門(3)、下層密封門(6)為向下翻轉(zhuǎn)的對(duì)開門，在爐體外有與上層密封門(3)、下層密封門(6)門軸連接的上層控制手柄(4)、下層控制手柄(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的倒置層燃鍋爐，其特征是在水套(14)和燃燒室(23)外壁之間為煙道(21)，在水套(14)的外壁上裝有煙道隔板(20);煙道(21)與煙囟(24)連接處有煙道門(18)，煙因出口處有排煙機(jī)(25)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種倒置層燃燃燒鍋爐，包括給料系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)，它具有筒狀的爐體，燃燒室在爐體下部，進(jìn)料口在爐體的頂部，進(jìn)料口下面有料倉(cāng)，料倉(cāng)與燃燒室之間有隔離的密封門；爐體上面和四周均有密封保溫層，只在燃燒室下部爐排處有進(jìn)風(fēng)口；排煙通道位于燃燒室下部側(cè)面。本實(shí)用新型的燃燒方式完全不同于傳統(tǒng)的固定爐排或機(jī)械化移動(dòng)爐排的燃燒方式。其優(yōu)勢(shì)在于具有穩(wěn)定的燃燒層，高效的導(dǎo)熱方式，換熱水管始終處于穩(wěn)定的燃燒層之中。另外在降低選擇燃料標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，降低了單位時(shí)間內(nèi)燃料的添加次數(shù)。從理論上說，只要鍋爐結(jié)構(gòu)制作方面允許，就可以無限制的增加一次性添料的總量。
文檔編號(hào)F24H1/40GK202470394SQ201220055229
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者于耀中, 于耀華, 于耀國(guó), 李玉梅 申請(qǐng)人:于耀中