專利名稱：高效方箱型煤鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種以型煤——煤球?yàn)槿剂希捎檬謸u活動爐排燃燒的小型手燒方箱型煤鍋爐。
手燒小型鍋爐是最簡單的層燃爐，它具有燃燒著火條件優(yōu)越，煤種適應(yīng)性廣，操作方便，爐排無機(jī)械故障等優(yōu)點(diǎn)。
目前，隨著國家對環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高，現(xiàn)有大量的以層燃方式燃燒散煤的小型鍋爐排放的煙塵濃度和煙氣黑度都達(dá)不到現(xiàn)行環(huán)保要求。小型鍋爐直接燃用散煤有以下缺點(diǎn)；第一，由于燃料間歇投入，煤層厚度的變化及冷空氣進(jìn)入爐膛都會對爐內(nèi)燃燒情況產(chǎn)生影響。新燃料剛加入時(shí)，燃料層較厚，通風(fēng)阻力大，通過煤層進(jìn)入的空氣量減少，同時(shí)在添加燃料時(shí)，爐門敞開，大量空氣由爐門漏入爐膛，使?fàn)t溫下降，不利于新燃料的燃燒，由于空氣的供需很不平衡，在新燃料投入后，當(dāng)揮發(fā)份大量析出時(shí)就有部分在高溫缺氧的情況下分解裂化成炭黑，從而造成冒黑煙的現(xiàn)象。第二，燃料層煤塊顆粒大小不一，碎煤屑含量較多，煤層厚薄不均勻。煤層較薄或疏松的地方，阻力小，通過的空氣量大，燃燒比較快，灰渣形成也快，結(jié)果使此處煤層更薄，阻力更小，將燃區(qū)局部燒穿，使燃燒大大惡化。第三，燃用粘結(jié)性和結(jié)渣性煤時(shí)，煤在燃燒時(shí)會粘結(jié)在一起，使空氣和煤的接觸比較困難，燃燒反應(yīng)難以進(jìn)行。
針對上述手燒爐產(chǎn)生煙塵的機(jī)理，要達(dá)到消煙除塵的目的，必須從三方面解決一是燃用型煤一煤球，使?fàn)t膛燃料層分布均勻，消除碎煤屑，使空氣均勻進(jìn)入爐膛，燃燒溫度提高。二是讓進(jìn)入燃料層的空氣與煤的干燥、干熘層首先接觸，使煤中的揮發(fā)份獲得燃燒所必須的空氣，避免發(fā)生揮發(fā)份在高溫缺氧的情況下分解裂化成炭黑。三是在炭黑產(chǎn)生后，使其在爐內(nèi)完全燃燒。炭黑完全燃燒要具備以下三個(gè)條件足夠的空氣，必須的溫度，與空氣的充分混合。而普通手燒爐的爐膛是不完全具備上述條件的，所以炭黑一旦產(chǎn)生，在普通手燒爐的爐膛內(nèi)很難完全燃燒。
本實(shí)用新型的目的就是通過鍋爐結(jié)構(gòu)，主要是爐排結(jié)構(gòu)和爐膛結(jié)構(gòu)及一、二次風(fēng)的合理配置及設(shè)計(jì)，來解決現(xiàn)有鍋爐的缺點(diǎn)和不足。基本方案如下一是使用手搖活動爐排，燃用煤球，合理送風(fēng)，使燃料完全燃燒，使其不產(chǎn)生或少產(chǎn)生炭黑。二是合理設(shè)計(jì)爐膛結(jié)構(gòu)，在爐膛前部形成高而短的前拱，在爐膛中、后部布置有前傾折角的后拱，爐膛兩側(cè)涂覆衛(wèi)燃帶，使?fàn)t膛具有較高的溫度。三是合理地布置一次風(fēng)和二次風(fēng)，使空氣與爐膛內(nèi)的可燃物較好地混合，使其燃燒充分，消滅黑煙。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的合理設(shè)計(jì)鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)，保證燃燒條件，使燃燒充分。本實(shí)用新型的主要特征體現(xiàn)在使用適合于煤球燃燒的手搖活動爐排，合理布置前拱和后拱，合理配置一、二次風(fēng)上。特征如下；一、在手搖活動爐排上燃用煤球，由于煤球具有一定的幾何形狀和均勻相同的外型尺寸，在層燃爐排上燃料層中煤球堆積的孔隙率大大高于散煤堆積的孔隙率，因此爐膛內(nèi)煤層分布及爐膛中空氣分布都非常均勻，使通風(fēng)條件得以改善，燃燒溫度提高，反應(yīng)活性增加，煤球中的有機(jī)物的熱裂解和燃燒反應(yīng)比較均勻徹底，燃燒比較充分，不會出現(xiàn)燒散煤時(shí)出現(xiàn)的局部燒穿現(xiàn)象。燃用煤球時(shí)較高的孔隙率可以避免燃用粘結(jié)性或結(jié)渣性煤時(shí)出現(xiàn)的結(jié)焦和結(jié)渣現(xiàn)象，增加了煤種適用性。采用的手搖活動爐排的間隙根據(jù)煤球的尺寸設(shè)計(jì)，可以使空氣直接送入煤層中間。當(dāng)需要松動燃料層時(shí)，只要將手柄輕搖幾下，松動燃料層，不但可以減小通風(fēng)阻力，包裹在煤球周圍的灰分也會受振脫落，有利于燃盡。清渣時(shí)，只要把手柄推動的幅度加大，使?fàn)t排轉(zhuǎn)動至30°左右的傾角，大部分灰渣即落下，采用這種爐排清除爐渣時(shí)可不降低鍋爐出力，有利于提高鍋爐熱效率，而且大大降低了司爐工勞動強(qiáng)度。
二、合理布置前拱、后拱及涂覆衛(wèi)燃帶。在爐膛內(nèi)布置了用耐火材料構(gòu)成的前拱和后拱，前拱位置較高，比較短，可以很好地向爐膛前部煤層輻射熱量，便于煤的引燃。后拱長而低，前端有一折角，后拱的橫斷面呈“人”字形，其覆蓋面積為爐排面積的1/3～1/2，可以將爐膛后部的熱量反射回來，利于燃料的燃盡。后拱前端的折角，既可以蓄熱，提高爐內(nèi)溫度，粘捕飛灰顆粒使其燃燒，又能混合爐內(nèi)煙、空氣，改變煙氣流動方向，延長煙氣在爐內(nèi)停留時(shí)間，起到消煙除塵的作用。爐膛的左、右兩側(cè)和前壁，可以根據(jù)煤種的不同而涂覆不同的衛(wèi)燃帶，以保證爐膛溫度。爐膛布置形式和前后拱的位置及形狀，使?fàn)t膛出口的煙氣流速較高，進(jìn)入對流受熱面后，沖刷效果好，另外由于對流受熱面入口處截面增大，使煙氣流速下降，煙氣中攜帶的少量塵粒經(jīng)對流管束的遮擋沉降下來，進(jìn)一步減少了煙氣含塵量。
三、合理布置一次風(fēng)和二次風(fēng)，一次風(fēng)由鼓風(fēng)機(jī)在爐排下部經(jīng)爐排送入爐膛，供給燃燒時(shí)充分的空氣?？諝舛物L(fēng)在兩拱間從鍋爐兩側(cè)或鍋爐前面經(jīng)二次風(fēng)管送入爐膛，二次風(fēng)的風(fēng)量和風(fēng)壓可調(diào)，二次風(fēng)嘴向下傾斜，指向爐膛內(nèi)煤層燃燒區(qū)，既起到了擾動作用，使?fàn)t膛內(nèi)煙氣與空氣充分混合，又可直接向燃料層中的氧化層補(bǔ)充燃燒時(shí)需要的氧氣，與一次風(fēng)配合，使燃料在燃燒時(shí)得到充足的氧氣，強(qiáng)化燃燒條件。
四、合理布置受熱面。由于爐膛結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，爐膛溫度較高，燃燒完全充分，因此爐膛出口的煙氣溫度較高，在爐膛出口后面可以布置較密集的對流受熱面，對流受熱面可以是橫水管式、豎水管式、彎水管式，鍋殼煙管式和煙管水管混合式。
以下結(jié)合附圖
敘述本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例如圖所示，這是一個(gè)小型方箱熱水鍋爐，其爐膛是按本專利特點(diǎn)設(shè)計(jì)的爐膛，受熱面布置形式為橫水管式。
圖一為鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖。
煤球經(jīng)爐門1送入爐膛，落在手搖活動爐排2上，一次風(fēng)由風(fēng)機(jī)經(jīng)送風(fēng)管11以爐排2下部送入爐膛，二次由風(fēng)嘴3送入爐膛，直接向下傾斜吹到煤層表面，煤球在爐排上燃燒后的高溫?zé)煔饨?jīng)前拱5，后拱8的遮擋，在后拱8的上方經(jīng)爐膛煙道出口進(jìn)入對流受熱面9，將熱量傳遞給熱水介質(zhì)后經(jīng)煙囪排入大氣，煙氣在爐膛內(nèi)經(jīng)過的途徑為“S”形。前拱、后拱的長度和角度及衛(wèi)燃帶涂覆的寬度可以按照燃用的煤種進(jìn)行調(diào)整布置，一次風(fēng)和二次風(fēng)的風(fēng)量可以根據(jù)燃燒情況進(jìn)行調(diào)整，一般情況下，一次風(fēng)的風(fēng)壓低、風(fēng)量大，二次風(fēng)的風(fēng)壓高，風(fēng)量小，二次風(fēng)嘴可以根據(jù)爐排的面積布置一個(gè)或幾個(gè)，與其他鍋爐的二次風(fēng)不同。本實(shí)用新型的二次風(fēng)直接吹向煤層。燃盡的灰渣經(jīng)手搖爐排落入渣坑后清出。在對流管束入口底部還設(shè)有一個(gè)清灰口，以清理二次沉降的少量粉塵。該實(shí)施例選用的是方箱形橫水管鍋爐，受熱面布置的密集，體積小，水循環(huán)可靠，鋼材耗量少，生產(chǎn)加工簡單，成本低。也可以合理布置其他形式的對流受熱面。
本實(shí)用新型煤種適用性廣，適合于燃用各類煙煤和無煙煤的鍋爐，適合于蒸發(fā)量為1噸/時(shí)(或熱功率0.7MW)及以下的蒸汽、熱水或汽水兩用鍋爐。按本實(shí)用新型設(shè)計(jì)制造的鍋爐，煙塵排放量完全符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種高效方箱型煤鍋爐，其特征是在手搖活動爐排上燃燒煤球，爐膛內(nèi)布置有前拱及帶有折角的“人”字形后拱，爐排底部布置有一次風(fēng)管，爐膛內(nèi)布置有二次風(fēng)管，二次風(fēng)管噴口(風(fēng)嘴)指向煤層。
2.如權(quán)利要求1所述的高效方箱型煤鍋爐，其特征在于所說的手搖活動爐排的間隙與煤球直徑相配合，爐排下部裝有一次風(fēng)管，爐排可左右搖動10°～60°。
3.如權(quán)利要求1所述的高效方箱型煤鍋爐，其特征在于爐膛內(nèi)布置有前后拱，前拱短面高，傾斜角度較大，后拱低而長，前端有一與前拱方向一致的折角，橫斷面為“人”字形。
4.如權(quán)利要求1所述的高效方箱型煤鍋爐，其特征在于二次風(fēng)管布置在爐膛兩側(cè)或前面，二次風(fēng)經(jīng)風(fēng)嘴吹向煤層表面。
專利摘要一種高效方箱型煤鍋爐。其特點(diǎn)是手搖活動爐排上燃用煤球，煤層均勻、堆積孔隙率遠(yuǎn)高于散煤，既可改善通風(fēng)條件又減小由鉤煤引起的空氣過量系數(shù)過高，并實(shí)現(xiàn)半機(jī)械化排渣。爐膛中的二次風(fēng)吹向煤層表面，既有擾動作用，又將所需空氣直接送入氧化層。爐膛內(nèi)高短前拱與“人”字形后拱搭配，有蓄熱、阻塵、改變煙氣流向、增加煙氣流程的作用。該鍋爐具有燃燒完全、無煙無塵、熱效率高、制造、安裝、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F24H1/12GK2235583SQ9523392
公開日1996年9月18日 申請日期1995年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月26日
發(fā)明者侯巖, 付志堅(jiān), 賀藝科, 王文, 付鳳江 申請人:王文