往復(fù)爐排生物質(zhì)鍋爐爐膛的制作方法
【專(zhuān)利摘要】往復(fù)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(shè)有進(jìn)料口，全膜式水冷爐壁下部后側(cè)與小鱗片爐排之間設(shè)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(shè)置，全膜式水冷爐壁內(nèi)設(shè)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(shè)有煙氣出口。本發(fā)明解決了生物質(zhì)燃料的干燥問(wèn)題和氧氣供應(yīng)問(wèn)題，延長(zhǎng)了生物質(zhì)在爐內(nèi)燃燒的停留時(shí)間，穩(wěn)定了燃料燃燒的爐內(nèi)溫度，水冷風(fēng)力復(fù)合拱加強(qiáng)高溫?zé)煔?、空氣與生物質(zhì)物料顆粒的混合，促進(jìn)可燃?xì)怏w和固體顆粒進(jìn)一步充分燃燒，提高了鍋爐的燃燒效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
往復(fù)爐排生物質(zhì)鍋爐爐膛
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種往復(fù)爐排生物質(zhì)鍋爐爐膛。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界能源需求量的迅猛增長(zhǎng)，以煤、石油、天然氣為代表的常規(guī)能源將最終被開(kāi)采殆盡，同時(shí)大量使用這些化石燃料會(huì)導(dǎo)致一系列嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。因此，大力提高能源的利用效率，以高新技術(shù)開(kāi)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(jī)和環(huán)境問(wèn)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(chǔ)量豐富、清潔方便和可再生的特點(diǎn)，具有極大的開(kāi)發(fā)潛力。
[0003]生物質(zhì)能是指綠色植物通過(guò)葉綠素將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而儲(chǔ)存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量，其主要來(lái)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(kāi)發(fā)利用技術(shù)的一個(gè)主要的方面就是生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)，此技術(shù)中關(guān)鍵設(shè)備之一為生物質(zhì)燃燒設(shè)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(shè)計(jì)的特殊性，用生物質(zhì)鍋爐燃燒設(shè)備可以最快速度地實(shí)現(xiàn)各種生物質(zhì)資源的大規(guī)模減量化、無(wú)害化、資源化利用，而且成本較低，使生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)具有良好的經(jīng)濟(jì)性和開(kāi)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(guò)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(gè)獨(dú)立階段，其燃燒過(guò)程的特點(diǎn)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(zhǎng)干燥時(shí)間；
(2)、生物質(zhì)燃料的密度小，結(jié)構(gòu)比較松散，迎風(fēng)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(yīng)量多；
(3)、由于生物質(zhì)發(fā)熱量低，爐內(nèi)溫度場(chǎng)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(chǎng)；
(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(kāi)始劇烈燃燒，此時(shí)若空氣供應(yīng)量不足，將會(huì)增大燃料的化學(xué)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(dāng)?shù)谋匾胧?，將?huì)導(dǎo)致灰燼中殘留較多的余碳，增大機(jī)械不完全燃燒損失。
[0005]以上特點(diǎn)決定了生物質(zhì)鍋爐燃燒設(shè)備即鍋爐爐膛的設(shè)計(jì)，應(yīng)從不同種類(lèi)生物質(zhì)的燃燒特性出發(fā)，才能保證生物質(zhì)燃燒設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，提高生物質(zhì)開(kāi)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(shù)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(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性高的往復(fù)爐排生物質(zhì)鍋爐爐膛。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:往復(fù)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(shè)有小鱗片爐排，全膜式水冷爐壁下端與小鱗片爐排之間設(shè)有密封膨脹結(jié)構(gòu)，全膜式水冷爐壁下部前側(cè)設(shè)有進(jìn)料口，全膜式水冷爐壁下部后側(cè)與小鱗片爐排之間設(shè)有出渣口，全膜式水冷爐壁下部的前側(cè)和后側(cè)分別設(shè)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(shè)置，全膜式水冷爐壁內(nèi)設(shè)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(shè)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(shè)有支撐座，支撐座上設(shè)有用于支撐連桿的支撐輪，支撐結(jié)構(gòu)的壁上設(shè)有進(jìn)風(fēng)口。
[0009]所述全膜式水冷爐壁在前拱和后拱處設(shè)有整排的進(jìn)風(fēng)通道，通過(guò)進(jìn)風(fēng)通道向內(nèi)吹風(fēng)形成風(fēng)拱。
[0010]所述全膜式水冷爐壁內(nèi)設(shè)有位于煙氣出口處的擴(kuò)展凝渣管束，擴(kuò)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(jìn)料口下方處設(shè)有支板，支板上設(shè)有向全膜式水冷爐壁內(nèi)吹風(fēng)的吹風(fēng)管，吹風(fēng)管的出口處設(shè)有風(fēng)向調(diào)節(jié)板，風(fēng)向調(diào)節(jié)板通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)控制。
[0012]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明為了適應(yīng)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(diǎn)，結(jié)合層燃技術(shù)鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、投資與運(yùn)行費(fèi)用都相對(duì)較低的優(yōu)勢(shì)，特地發(fā)明了相匹配于生物質(zhì)燃燒特點(diǎn)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(shè)置密封膨脹結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的主要特點(diǎn)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(dòng)，同時(shí)起到干燥作用，最后一段角度較小(<12° )，利于燃料的燃燒，延長(zhǎng)燃料的燃燒時(shí)間，同時(shí)利用了小鱗片爐排的冷卻好，自清灰能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)爐排具有自保護(hù)作用。
[0014]小鱗片爐排的底部設(shè)置支撐座、連桿和支撐輪，在生物質(zhì)物料進(jìn)料時(shí)落到小鱗片爐排上時(shí)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(dòng)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(jìn)風(fēng)通道，形成風(fēng)拱，風(fēng)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(fēng)力復(fù)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(dòng)和延長(zhǎng)燃料燃燒時(shí)間的作用。
[0017]4、在爐膛的煙氣出口布置有擴(kuò)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(qiáng)度，擴(kuò)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(jìn)一步提高熱交換效率，同時(shí)利用整體性螺旋翅片管的高傳熱系數(shù)，強(qiáng)耐磨損的優(yōu)勢(shì)，一般情況下，在同樣的布置空間內(nèi)降低溫度可以達(dá)到80-100° C。
[0018]綜上所述，本發(fā)明對(duì)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(yīng)性，采用兩段或三段式的小鱗片爐排的預(yù)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(wèn)題和氧氣供應(yīng)問(wèn)題，延長(zhǎng)了生物質(zhì)在爐內(nèi)燃燒的停留時(shí)間，穩(wěn)定了燃料燃燒的爐內(nèi)溫度，水冷風(fēng)力復(fù)合拱加強(qiáng)高溫?zé)煔?、空氣與生物質(zhì)物料顆粒的混合，促進(jìn)可燃?xì)怏w和固體顆粒進(jìn)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(shè)備。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1所示，本發(fā)明的往復(fù)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(shè)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(shè)有密封膨脹結(jié)構(gòu)5，全膜式水冷爐壁3下部前側(cè)設(shè)有進(jìn)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(shè)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(shè)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(shè)置，全膜式水冷爐壁3內(nèi)設(shè)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(shè)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(shè)有支撐座13，支撐座13上設(shè)有用于支撐連桿12的支撐輪14，支撐結(jié)構(gòu)2的壁上設(shè)有進(jìn)風(fēng)口 15。
[0022]全膜式水冷爐壁3在前拱8和后拱9處設(shè)有整排的進(jìn)風(fēng)通道16，通過(guò)進(jìn)風(fēng)通道16向內(nèi)吹風(fēng)形成風(fēng)拱。
[0023]全膜式水冷爐壁3內(nèi)設(shè)有位于煙氣出口11處的擴(kuò)展凝渣管束17，擴(kuò)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(jìn)料口6下方處設(shè)有支板18，支板18上設(shè)有向全膜式水冷爐壁3內(nèi)吹風(fēng)的吹風(fēng)管19，吹風(fēng)管19的出口處設(shè)有風(fēng)向調(diào)節(jié)板21，風(fēng)向調(diào)節(jié)板通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)控制20 ο吹風(fēng)管19的設(shè)置，對(duì)鍋爐內(nèi)生物質(zhì)物料的干燥和燃燒也起到一定作用。風(fēng)向調(diào)節(jié)板21起到調(diào)節(jié)吹風(fēng)管19所吹的風(fēng)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(shù)，具體構(gòu)造不再贅述。
[0026]本發(fā)明為了適應(yīng)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(diǎn)，結(jié)合層燃技術(shù)鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、投資與運(yùn)行費(fèi)用都相對(duì)較低的優(yōu)勢(shì)，特地發(fā)明了相匹配于生物質(zhì)燃燒特點(diǎn)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(shè)置密封膨脹結(jié)構(gòu)5，本發(fā)明的主要特點(diǎn)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(dòng)，同時(shí)起到干燥作用，最后一段角度較小(<12° )，利于燃料的燃燒，延長(zhǎng)燃料的燃燒時(shí)間，同時(shí)利用了小鱗片爐排4的冷卻好，自清灰能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)爐排具有自保護(hù)作用。
[0028]小鱗片爐排4的底部設(shè)置支撐座13、連桿12和支撐輪14，在生物質(zhì)物料進(jìn)料時(shí)落到小鱗片爐排4上時(shí)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(dòng)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(jìn)風(fēng)通道16，形成風(fēng)拱，風(fēng)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(fēng)力復(fù)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(dòng)和延長(zhǎng)燃料燃燒時(shí)間的作用。
[0031]4、在爐膛的煙氣出口 11布置有擴(kuò)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(qiáng)度，擴(kuò)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(jìn)一步提高熱交換效率，同時(shí)利用整體性螺旋翅片管的高傳熱系數(shù)，強(qiáng)耐磨損的優(yōu)勢(shì)，一般情況下，在同樣的布置空間內(nèi)降低溫度可以達(dá)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(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)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(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.往復(fù)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(shè)有小鱗片爐排，全膜式水冷爐壁下端與小鱗片爐排之間設(shè)有密封膨脹結(jié)構(gòu)，全膜式水冷爐壁下部前側(cè)設(shè)有進(jìn)料口，全膜式水冷爐壁下部后側(cè)與小鱗片爐排之間設(shè)有出渣口，全膜式水冷爐壁下部的前側(cè)和后側(cè)分別設(shè)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(shè)置，全膜式水冷爐壁內(nèi)設(shè)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(shè)有煙氣出口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的往復(fù)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(shè)有支撐座，支撐座上設(shè)有用于支撐連桿的支撐輪，支撐結(jié)構(gòu)的壁上設(shè)有進(jìn)風(fēng)口。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的往復(fù)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(shè)有整排的進(jìn)風(fēng)通道，通過(guò)進(jìn)風(fēng)通道向內(nèi)吹風(fēng)形成風(fēng)拱。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的往復(fù)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(shè)有位于煙氣出口處的擴(kuò)展凝渣管束，擴(kuò)展凝渣管束采用整體型螺旋翅片管。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的往復(fù)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(jìn)料口下方處設(shè)有支板，支板上設(shè)有向全膜式水冷爐壁內(nèi)吹風(fēng)的吹風(fēng)管，吹風(fēng)管的出口處設(shè)有風(fēng)向調(diào)節(jié)板，風(fēng)向調(diào)節(jié)板通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)控制。
【文檔編號(hào)】F23J15/00GK105927966SQ201610359528
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)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(qǐng)人】董磊