一種偏心爐膽式逐層燃燒生物質(zhì)鍋爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種偏心爐膽式逐層燃燒生物質(zhì)鍋爐，包括底座和鍋筒，所述的鍋筒設(shè)置在底座上，所述的鍋筒內(nèi)部設(shè)有一個(gè)爐膽，所述的爐膽的中心和所述的鍋筒的中心相偏離，所述的爐膽和所述的鍋筒所形成的空間為水腔，所述的爐膽的上端設(shè)置有上集煙箱，所述的上集煙箱包括一個(gè)突出的突出部，所述的突出部設(shè)置有若干根主煙火管，所述的主煙火管一端與上集煙箱相連通，所述的主煙火管的另一端與下集煙箱相連通，所述的下集煙箱與輔機(jī)相連通，所述的鍋筒上還設(shè)置有燃料從下層到上層逐層燃燒的逐層燃燒式燃燒室。本實(shí)用新型的生物質(zhì)鍋爐采用偏心式爐膽結(jié)構(gòu)，爐膽偏向了鍋筒的一側(cè)，入燃料更加方便，使得鍋爐的進(jìn)料口位置的水套夾層厚度減少50％以上。
【專利說明】 一種偏心爐膽式逐層燃燒生物質(zhì)鍋爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種生物質(zhì)鍋爐，具體涉及一種偏心爐膽式逐層燃燒生物質(zhì)鍋爐。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，生物質(zhì)是農(nóng)業(yè)、林業(yè)生產(chǎn)的廢棄物，如果任意丟棄焚燒，會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，利用生物質(zhì)在鍋爐中焚燒，所產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電或供汽，具有節(jié)約能源、減少環(huán)境污染的社會(huì)效益，也有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]隨著諸如石油、煤炭、天然氣和海洋冰之類的不可再生能源的銳減，并且價(jià)格不斷上升，以及隨著人類對(duì)環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，以往視為“雞肋”的嚼之無味而棄之可惜的前述生物燃料得到了空前的重視。據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)部門統(tǒng)計(jì)，全國(guó)僅農(nóng)作物如稻草、麥秸、高梁、玉米、棉花和大豆秸桿的年產(chǎn)出量將近十億噸，以90%至95%的獲得系數(shù)計(jì)算，可獲得9至
9.5億噸，相當(dāng)于獲得4.5億至4.75億噸標(biāo)準(zhǔn)煤(I噸秸桿的能量相當(dāng)于0.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤)。所謂的標(biāo)準(zhǔn)煤即為人們習(xí)慣稱為的標(biāo)煤，依據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2589-81，每千克標(biāo)煤的熱值為29271千焦，即7000千卡。由上述可知，有效地利用生物燃料，不僅可以減少對(duì)不可再生的自然資源的依賴性，而且具有理想的經(jīng)濟(jì)廉價(jià)性。
[0004]生物質(zhì)鍋爐是一種以生物質(zhì)能源做為燃料的鍋爐，其具有結(jié)構(gòu)合理，受熱面積大，熱效率高，燃燒充分，無污染，低排放等特點(diǎn)，各類排放指標(biāo)均低于國(guó)家(GB13271-2001)《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，是替代電、燃油、燃?xì)?、燃煤蒸汽鍋爐最佳產(chǎn)品。生物質(zhì)鍋爐運(yùn)行成本低，比燃油、燃?xì)?、電加熱鍋爐可節(jié)省40%?50%運(yùn)行成本，是一種高效節(jié)能環(huán)保的熱能設(shè)備。
[0005]現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)了很多生物質(zhì)鍋爐，但是普遍存在以上問題:
[0006]1、現(xiàn)在的立式生物質(zhì)鍋爐一般采用中心對(duì)稱式爐膽結(jié)構(gòu)，煙管排列數(shù)目受限，如果加大煙管數(shù)量，則勢(shì)必就要加大鍋爐體積，這樣對(duì)鍋爐經(jīng)濟(jì)性和性價(jià)比造成很大的影響。
[0007]2、現(xiàn)在市場(chǎng)上大部分的生物質(zhì)鍋爐都是直燃式臥式鍋爐，燃料在爐膽里面通過一次風(fēng)從爐排底部配風(fēng)進(jìn)行燃燒，高溫?zé)煔鉀_刷爐排和出風(fēng)口，甚至4、5回程的煙氣管作為主要換熱面，最后煙氣經(jīng)最后一回程，排出爐外。這樣的燃燒室燃料利用率不高而且產(chǎn)生的煙氣污染比較嚴(yán)重。
[0008]3、現(xiàn)在市場(chǎng)上大部分的生物質(zhì)鍋爐都是直燃式臥式鍋爐，一般采用傳統(tǒng)的反燒方式是燃燒強(qiáng)制從上往下燃燒，燃料經(jīng)過干燥，干餾，氧化的過程是從上往下依次進(jìn)行，經(jīng)過水管爐排，在這折向旁邊的煙氣通道，高溫?zé)煔膺M(jìn)入上面的爐膽進(jìn)行換熱，最后排出爐體。燃料層受到燃料產(chǎn)生的灰燼的影響，燃燒層的燃燒阻力過大，如果減少燃料層厚度，則加料頻繁且整個(gè)燃燒生成熱量有限，往往達(dá)不到既定功率，如果要達(dá)到既定功率，往往要加大爐排尺寸和鍋爐體積，這種做法很不經(jīng)濟(jì)，升溫也慢。
實(shí)用新型內(nèi)容[0009]本實(shí)用新型提供了一種偏心爐膽式逐層燃燒生物質(zhì)鍋爐，解決了現(xiàn)有生物質(zhì)鍋爐結(jié)構(gòu)不合理，燃料利用率低和環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0011]一種偏心爐膽式逐層燃燒生物質(zhì)鍋爐，包括底座和鍋筒，所述的鍋筒設(shè)置在底座上，其中，所述的鍋筒內(nèi)部設(shè)有一個(gè)爐膽，所述的爐膽的中心和所述的鍋筒的中心相偏離，所述的爐膽和所述的鍋筒所形成的空間為水腔，所述的爐膽的上端設(shè)置有上集煙箱，所述的上集煙箱包括一個(gè)突出的突出部，所述的突出部設(shè)置有若干根主煙火管，所述的主煙火管一端與上集煙箱相連通，所述的主煙火管的另一端與下集煙箱相連通，所述的下集煙箱與輔機(jī)相連通，所述的鍋筒上還設(shè)置有燃料從下層到上層逐層燃燒的逐層燃燒式燃燒室。
[0012]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案為:所述的逐層燃燒式燃燒室包括設(shè)置在爐膽內(nèi)部的水套，所述的水套的頂端設(shè)置有將爐膽與水套密封的水套擋板，所述的水套上端的爐膽上設(shè)置有進(jìn)料口，所述的水套下端的爐膽上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口，所述的進(jìn)風(fēng)口與所述的水套之間設(shè)置有若干爐排，所述的爐排將進(jìn)風(fēng)口到水套之間的缺口密封，所述的爐排下端設(shè)置有出灰口。采用這樣的燃燒室結(jié)構(gòu)，鍋爐燃燒更加容易，使燃燒層的灰分不影響鍋爐燃燒，減少燃燒阻力，并且由于燃燒層逐層，逐級(jí)，逐步燃燒，使燃料能夠充分燃盡，到燃燒層底部時(shí)，已經(jīng)完全成為灰燼，達(dá)到了燃料的充分完全燃燒，由于燃燒阻力減少，燃燒層旺火和微火層次分明，整個(gè)燃燒層燃燒面積加大體積加大，燃燒速率加快，使鍋爐的整個(gè)體積減少，節(jié)省了鍋爐用料，并且升溫更快，由于燃燒強(qiáng)度更大，爐膽輻射然換熱效率更高。
[0013]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案為:所述的輔機(jī)包括殼體，所述的殼體的內(nèi)部設(shè)置有若干根輔機(jī)煙火管，所述的輔機(jī)煙火管的上端設(shè)置有將各個(gè)輔機(jī)煙火管煙氣收集在一起的輔機(jī)上集煙箱，所述的輔機(jī)煙火管的下端設(shè)置有將煙氣分配到各個(gè)輔機(jī)煙火管的輔機(jī)下集煙箱，所述的輔機(jī)下集煙箱通過連接彎頭與所述的下集煙箱相連通，所述的殼體的上部與鍋筒相連通。采用輔機(jī)這樣的結(jié)構(gòu)，可以充分利用燃燒熱能，提高燃料的利用率，并且安裝、檢修方便。
[0014]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案為:所述的上集煙箱的頂端設(shè)置有檢修口。設(shè)置檢修口便于對(duì)爐膽進(jìn)行檢修和清理。
[0015]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案為:所述的鍋筒的上端設(shè)置有排汽管。設(shè)置排汽管便于將水腔里面的水汽排出。
[0016]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案為:所述的爐膽的中心和所述的鍋筒的中心相偏離10-20cm，更優(yōu)選:所述的爐膽的中心和所述的鍋筒的中心相偏離16cm。爐膽的中心和所述的鍋筒的中心相偏離10-20cm，這樣使?fàn)t膽和鍋筒的比例達(dá)到最優(yōu)，可以提高效率。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果:
[0018]本發(fā)明的生物質(zhì)鍋爐采用偏心式爐膽結(jié)構(gòu)，鍋爐有限的容積內(nèi)可以設(shè)置更多的煙氣管束，燃料產(chǎn)生的高溫?zé)煔饪梢酝ㄟ^這些煙氣管束進(jìn)行換熱，可以增大鍋爐的效率，在實(shí)際的運(yùn)行中，與和本發(fā)明具有同樣鍋爐體積的鍋爐相比，鍋爐的功率提高10-20%，而鍋爐的熱效率并沒有減少。
[0019]本發(fā)明的生物質(zhì)鍋爐采用偏心式爐膽結(jié)構(gòu)，由于爐膽偏向了鍋筒的一側(cè)，入燃料更加方便，使得鍋爐的進(jìn)料口位置的水套夾層厚度減少50%以上，這樣，投放燃料、清灰清渣更加方便。[0020]本發(fā)明的生物質(zhì)鍋爐采用逐層燃燒式燃燒室，燃料從進(jìn)料口直接進(jìn)入，直至填滿整個(gè)燃料儲(chǔ)存室，燃料在和儲(chǔ)存室的氧化室燃燒，從下到上依次是灰層，燃盡層，氧化層，干餾層，干燥層，由于氧化層至灰層有一定的高度，燃料在氧化層開始燃燒，燃燒方向是水平方向向爐膽，而在垂直方向，隨著燃料的逐步燃盡，到達(dá)底部爐排位置，燃料已經(jīng)完全燃盡，這樣，就極大地增加了燃料燃盡率，提高了效率。燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過爐膽、上集煙箱、煙火管、下集煙箱、連接彎頭、輔機(jī)下集煙箱、輔機(jī)煙火管和輔機(jī)上集煙箱，最后經(jīng)排煙口排出鍋爐。
[0021]采用這樣的燃燒室，燃燒層的灰分不影響鍋爐燃燒，減少燃燒阻力并且由于燃燒層逐層，逐級(jí)，逐步燃燒，使燃料能夠充分燃盡，到燃燒層底部時(shí)，已經(jīng)完全成為灰燼，達(dá)到了燃料的充分完全燃燒，燃燒剩余物幾乎全部為灰燼，從而節(jié)省了燃料用量，增大了換熱面積。另外由于燃燒阻力減少，燃燒層旺火和微火層次分明，整個(gè)燃燒層燃燒面積加大體積加大，燃燒速率加快，使鍋爐的整個(gè)體積減少，節(jié)省了鍋爐用料，并且升溫更快，由于燃燒強(qiáng)度更大，爐膽輻射然換熱效率更高。其次，爐膽結(jié)構(gòu)為偏心式結(jié)構(gòu)，這樣，換熱煙管管束的換熱更加集中，換熱效率更大，更好，比傳統(tǒng)換熱提高20%以上，效率直逼燃?xì)忮仩t。
[0022]采用輔機(jī)作為省煤器，使鍋爐的排煙溫度降到最低，只有不到75°C，使熱量幾乎完全吸收，從而達(dá)到了節(jié)能的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本實(shí)用新型的生物質(zhì)鍋爐的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。
[0025]圖2為圖1的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中I為底座，2為出灰口，3為進(jìn)風(fēng)口，4為爐排，5為爐膽，6為水套，7為進(jìn)料口，8為水套擋板，9為鍋筒，10為上集煙箱，11為檢修口，12為排汽管，13為出水口，14為突出部，15為主煙火管，16為排煙口，17為輔機(jī)上集煙箱，18為輔機(jī)煙火管，19為殼體，20為進(jìn)水管，21為輔機(jī)下集煙箱，22為連接彎頭，23為下集煙箱，24煙灰筒。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0028]如圖1和2所示一種偏心爐膽式逐層燃燒生物質(zhì)鍋爐，包括底座I和鍋筒9，所述的鍋筒9設(shè)置在底座I上，所述的鍋筒9的上部設(shè)置有出水管，所述的鍋筒9內(nèi)部設(shè)有一個(gè)爐膽5，所述的爐膽5的中心和所述的鍋筒9的中心相偏離，所述的爐膽5和所述的鍋筒9所形成的空間為水腔，所述的爐膽5的上端設(shè)置有上集煙箱10，所述的上集煙箱10包括一個(gè)突出的突出部14，所述的突出部14設(shè)置有若干跟主煙火管15，所述的主煙火管15—端與上集煙箱10相連通，所述的主煙火管15的另一端與下集煙箱23相連通，所述的下集煙箱23與輔機(jī)相連通，所述的鍋筒9上還設(shè)置有燃料從下層到上層逐層燃燒的逐層燃燒式燃燒室。
[0029]所述的逐層燃燒式燃燒室包括設(shè)置在爐膽5內(nèi)部的水套6，所述的水套6的頂端設(shè)置有將爐膽5與水套6密封的水套擋板8，所述的水套6上端的爐膽5上設(shè)置有進(jìn)料口 7，所述的水套6下端的爐膽5上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口 3，所述的進(jìn)風(fēng)口 3與所述的水套6之間設(shè)置有若干爐排4，所述的爐排4將進(jìn)風(fēng)口 3到水套6之間的缺口密封，所述的爐排4下端設(shè)置有煙灰筒24，所述的煙灰筒24上設(shè)置有出灰口 2。
[0030]所述的輔機(jī)包括殼體19，所述的殼體19的內(nèi)部設(shè)置有若干根輔機(jī)煙火管18，所述的輔機(jī)煙火管18的上端設(shè)置有將各個(gè)輔機(jī)煙火管18的煙氣收集在一起的輔機(jī)上集煙箱17，所述的輔機(jī)上集煙箱17的頂部設(shè)置有排煙口 16，所述的輔機(jī)煙火管21的下端設(shè)置有將煙氣分配到各個(gè)輔機(jī)煙火管18的輔機(jī)下集煙箱21，所述的輔機(jī)下集煙箱21通過連接彎頭22與所述的下集煙箱23相連通，所述的殼體19的上部與所述的鍋筒9的下部通過管道相連通，所述的殼體19的上部設(shè)置有進(jìn)水管20。
[0031]優(yōu)選地:所述的上集煙箱10的頂端設(shè)置有檢修口 11。
[0032]優(yōu)選地:所述的鍋筒9的頂端設(shè)置有排汽管12。
[0033]優(yōu)選地:所述的爐膽5的中心和所述的鍋筒9的中心相偏離10_20cm，采用偏心距離，在實(shí)際的運(yùn)行中，與同樣的鍋爐體積的其它鍋爐相比，鍋爐的功率提高15-20%,換熱效率提高30%以上，效率直逼燃?xì)忮仩t，尤其是采用偏心距離16cm，在實(shí)際的運(yùn)行中，與同樣的鍋爐體積的其它鍋爐相比，鍋爐的功率提高20%,換熱效率提高36%以上，效率直逼燃?xì)忮仩t。
[0034]本實(shí)用新型的運(yùn)行過程:
[0035]在從進(jìn)水管20加入到指定高度，然后在燃料進(jìn)料口 7直接進(jìn)入，直至填滿整個(gè)燃燒室，點(diǎn)燃燃料，從進(jìn)風(fēng)口 3進(jìn)風(fēng)，燃料在燃燒室燃燒，從下到上依次是灰層、燃盡層、氧化層、干懼層和干燥層，由于氧化層至灰層有一定的高度，燃料在氧化層開始燃燒，燃燒方向是水平方向向爐膽5，而在垂直方向，隨著燃料的逐步燃盡，到達(dá)底部爐排4位置，燃料已經(jīng)完全燃盡，這樣，就極大地增加了燃料燃盡率，提高了效率。燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過爐膽5，上集煙箱10，主煙火管15，下集煙箱23，連接彎頭22，輔機(jī)下集煙箱21，輔機(jī)煙火管18，輔機(jī)上集煙箱17，最后經(jīng)出排煙口 16排出殼體19。在此過程中先是輔機(jī)煙火管18中的低溫?zé)煔鈱?duì)殼體19內(nèi)部的水進(jìn)行初步加熱，低溫?zé)煔膺M(jìn)過此步驟的熱交換，溫度進(jìn)一步降低，殼體19內(nèi)的水經(jīng)過初步加熱后進(jìn)入水腔，進(jìn)入水腔的水通過主煙火管15里面的高溫?zé)煔獾募訜?，變?yōu)楦邷氐臒崴?，通過出水口 13連接需要熱水的設(shè)備，高溫?zé)煔饨?jīng)過換熱變?yōu)榈蜏責(zé)煔庾鳛槌醪郊訜岬臒嵩础?br> [0036]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種偏心爐膽式逐層燃燒生物質(zhì)鍋爐，包括底座和鍋筒，所述的鍋筒設(shè)置在底座上，其特征在于:所述的鍋筒內(nèi)部設(shè)有一個(gè)爐膽，所述的爐膽的中心和所述的鍋筒的中心相偏離，所述的爐膽和所述的鍋筒所形成的空間為水腔，所述的爐膽的上端設(shè)置有上集煙箱，所述的上集煙箱包括一個(gè)突出的突出部，所述的突出部設(shè)置有若干根主煙火管，所述的主煙火管一端與上集煙箱相連通，所述的主煙火管的另一端與下集煙箱相連通，所述的下集煙箱與輔機(jī)相連通，所述的鍋筒上還設(shè)置有燃料從下層到上層逐層燃燒的逐層燃燒式燃燒室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏心爐膽式逐層燃燒生物質(zhì)鍋爐，其特征在于:所述的逐層燃燒式燃燒室包括設(shè)置在爐膽內(nèi)部的水套，所述的水套的頂端設(shè)置有將爐膽與水套密封的水套擋板，所述的水套上端的爐膽上設(shè)置有進(jìn)料口，所述的水套下端的爐膽上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口，所述的進(jìn)風(fēng)口與所述的水套之間設(shè)置有若干爐排，所述的爐排將進(jìn)風(fēng)口到水套之間的缺口密封，所述的爐排下端設(shè)置有出灰口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種偏心爐膽式逐層燃燒生物質(zhì)鍋爐，其特征在于:所述的輔機(jī)包括殼體，所述的殼體的內(nèi)部設(shè)置有若干根輔機(jī)煙火管，所述的輔機(jī)煙火管的上端設(shè)置有將各個(gè)輔機(jī)煙火管煙氣收集在一起的輔機(jī)上集煙箱，所述的輔機(jī)煙火管的下端設(shè)置有將煙氣分配到各個(gè)輔機(jī)煙火管的輔機(jī)下集煙箱，所述的輔機(jī)下集煙箱通過連接彎頭與所述的下集煙箱相連通，所述的殼體的上部與鍋筒相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種偏心爐膽式逐層燃燒生物質(zhì)鍋爐，其特征在于:所述的上集煙箱的頂端設(shè)置有檢修口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種偏心爐膽式逐層燃燒生物質(zhì)鍋爐，其特征在于:所述的鍋筒的上端設(shè)置有排汽管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種偏心爐膽式逐層燃燒生物質(zhì)鍋爐，其特征在于:所述的爐膽的中心和所述的鍋筒的中心相偏離10-20cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種偏心爐膽式逐層燃燒生物質(zhì)鍋爐，其特征在于:所述的爐膽的中心和所述的鍋筒的中心相偏離16cm。
【文檔編號(hào)】F24H1/22GK203489253SQ201320517672
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】秦秋陽(yáng), 王新合, 劉尊娃, 崔逢紅, 周艷紅 申請(qǐng)人:鄭州豫懶環(huán)保鍋爐有限公司