CN101021311A - 导流锥式纯无烟燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导流锥式纯无烟燃烧装置，炉排的上方为燃烧炉膛，炉排的下方为灰室，燃烧炉膛的顶部设有高温烟气出口，在高温烟气出口的上方设二次燃烧炉膛，二次燃烧炉膛的横截面呈圆形，二次燃烧炉膛中对应高温烟气出口设置导流锥，导流锥由纵向的、圆周分布的高温烟气导流板和导流板顶部的顶盖构成，二次燃烧炉膛上设有二次助燃风口，二次助燃风口对应圆形横截面的二次燃烧炉膛的切线方向，并与高温烟气导流板的导向一致，二次燃烧炉膛的顶部设有高温气体出口。能够解决燃煤冒黑烟问题，实现燃烧气体的纯无烟排放，节约煤资源，提高热效率，保护环境，可与多种热工设备产品相对接，形成各类结构形式的不同热工设备产品。

Description

导流锥式纯无烟燃烧装置

技术领域

本发明涉及一种导流锥式纯无烟燃烧装置，属于工业热工设备。

背景技术

当今社会节约能源和环境保护已成为人类生活和科学研究的重要课题。在我国煤碳是人们获得热能的主要资源，75％以上的燃料是依赖煤碳，中国能源部颁布的我国能源政策是以煤为主，然而各大城市和郊区以及一些重工业基地，各地行政部门却明令禁止烧煤，而必须燃油，燃气的强制性能源政策，这种非常明显地违背我国的能源政策而自弃其反的政府性行政行为，目的是为了解决我们的环境保护问题，是国家迫于无奈的原因，很显然真正解决问题的办法应该是，有新的科学技术和国家制订的政策相配套才是对的。可是这个困惑了人们若干年的问题，在当今这个高科技时代还是解决不了。

由于世界性燃烧技术的落后，使得我国企业普遍存在非常严重的能源浪费和环境污染的现象。根据我国的工业、企业布局的国情，有20％左右的为大型企业，80％左右的为小型和中小型企业，这种布局很难实现发达国家的那种模块化管理，所以根据我们的国情，重点解决煤的洁净燃烧和节能技术问题，在这个领域搞出具有真正实破性的新技术才是一条人间正道。

在导热油锅炉大型生产企业一年的总经销额中80％是手烧式的，20％是大型链条式的，这是因为我国的整体工业结构布局落后，分散无序地整体布局，使得绝大多数用户都是小型或者中小型企业，那些“冠冕堂皇”的大企业总是少数，常年累月的运行中浓烟滚滚污染环境，燃烧功率很低，大量的浪费能源，即不节能，又不环保，就是这些正在运转而又正在大量推广着的国民经济增长值的“硬件”，并且又要在十一五期间GDP不变的情况下节能20％，环保要求还要达到预期目标，可见难度之大。

工业上的煤燃烧装置有着基本相同的结构，炉排的上方为燃烧炉膛，炉排的下方为灰室，与燃烧炉膛对应设有加煤炉门，与灰室对应设有出灰门，灰室配有助燃风口，燃烧炉膛的顶部设有高温烟气出口。目前，各大锅炉企业集团在现代工业锅炉等热工产品的生产线上普遍使用的所谓“高新技术”，主要体现产品有立式导热油锅炉、立式手烧热水锅炉、立式蒸汽锅炉等，包括各种先进的窑炉等都是使用这种燃烧模式，就连“上翻下烧式”锅炉也没有脱离这种结构模式。在这些热工设备中，燃煤作燃料，烟煤中的可燃有效成份——挥发份(占30％-35％)，大部分都变成浓烟通过烟囱排向空中，另外再加上灰渣中含碳量在25％左右，总的燃烧效率在60％左右，环境污染和能源浪费极为严重，解决燃煤污染问题是多少年来人们一直在竭力解决和渴望解决的问题，但是一直没有很好地解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导流锥式纯无烟燃烧装置，结构合理，能够解决燃煤冒黑烟问题，实现燃烧气体的纯无烟排放，节约煤资源，保护环境。

本发明所述的导流锥式纯无烟燃烧装置，炉排的上方为燃烧炉膛，炉排的下方为灰室，与燃烧炉膛对应设有加煤炉门，与灰室对应设有出灰门，灰室配有一次助燃风口(也称主助燃风口)，燃烧炉膛的顶部设有高温烟气出口，在高温烟气出口的上方设有二次燃烧炉膛，二次燃烧炉膛的横截面呈圆形，二次燃烧炉膛中对应高温烟气出口设置导流锥，导流锥由纵向的、圆周分布的高温烟气导流板和导流板顶部的顶盖构成，二次燃烧炉膛上设有二次助燃风口，二次助燃风口对应圆形横截面的二次燃烧炉膛的切线方向，并与高温烟气导流板的导向一致，二次燃烧炉膛的顶部设有高温气体出口。

工作原理：

从燃烧炉膛冲上来的高温烟气，受到导流锥顶盖的限制，在导流锥内迅速“积累”，由于气体具有从高压端向低压端扩散的物理特性，所以高温烟气通过导流锥板快速向二次燃烧炉膛中流动扩散，并且在导流板的导向下，形成倾斜喷射，此时二次助燃风又以一定的压力和流速以顺应方向射入，两力合一，在二次燃烧炉膛中形成了高速旋转的高温漩流。因为这股气流中含大量氧气，高温烟气中又有大量在下面的燃烧炉膛中没有燃尽的可燃性挥发产物，如一氧化碳、焦油蒸汽以及可燃性碳的大颗粒和微细颗粒，等等所有可燃性物质，都将在二次燃烧炉膛中实施强烈地搅拌混合，在有合理而足够的氧气和高温下，全部彻底地燃尽。在设备的正常运行中，所有烟气都将经过二次燃烧炉膛这个“燃尽区”，无一漏网，燃尽后不含任何可燃成份的“纯净无色透明”高温气体，以旋转形式的气流分布从高温气体出口向上喷射，用这股干净的高温气流去加热“热力输送系统的工质”，完成热工设备的加热。因为燃烧充分，热效率显著提高。

本发明中：

在高温烟气出口处设二次助燃风口，加强助燃和扰动作用，促进漩流燃烧。

将导流锥的顶盖顶面可设计呈平的，最好设计为上突状，包括上突弧形状、上突锥形状等，降低气流阻力，防止气流死角，利于漩流燃烧。导流锥可由耐火材料和耐热金属材料(如耐热铸铁、耐热不锈钢等)制作。

高温烟气导流板可设计成多种形状，直板形、弧板形、曲线板形等。导流板的数量可根据实际情况灵活调整，小功率的设备可少一些，大功率的设备可多一些。

根据规模大小情况等，二次助燃风口在二次燃烧炉膛的圆形横截面上可分布多个，2-10个适宜，连通二次助燃风口的风道连通在环形布风盒上；同理，二次助燃风口在二次燃烧炉膛的纵向上也可以分布多层，2-6层适宜。

环形布风盒，在燃烧装置的“腰间”形成“环形风道”，所有的二次助燃风都由“环形风道”提供风源，风的压力由配装的风机提供，风机可连接三相交流电源，可通过变频器实现变频调速，完成风量调节。

本发明导流锥式纯无烟燃烧装置，结构合理，能够解决燃煤冒黑烟问题，实现燃烧气体的纯无烟排放，林格曼黑度为零，节约了煤资源，提高了热效率，节能可达30％以上，又保护了环境，经济效益和社会效益显著。

本发明燃烧装置作为一个基本燃烧单元，“匹配性”和“兼容性”好，可与多种热工设备产品相对接，形成各类结构形式的不同热工设备产品，如立式手烧导热油锅炉、立式手烧热水锅炉、立式蒸汽锅炉、立式燃烧窑炉等。

附图说明

图1、本发明实施例1结构及燃烧原理示意图。

图2、导流锥的顶盖俯视图。

图3、二次燃烧炉膛部分的横截面结构及燃烧原理示意图。

图4、本发明实施例2二次燃烧炉膛部分的横截面结构及燃烧原理示意图。

图5、本发明实施例3二次燃烧炉膛部分的横截面结构及燃烧原理示意图。

图6、本发明实施例4二次燃烧炉膛部分的横截面结构及燃烧原理示意图。

图7、本发明实施例5结构示意图。

图8、利用本发明制作的立式手烧导热油锅炉结构示意图。

图9、利用本发明制作的立式手烧热水锅炉结构示意图。

图10、利用本发明制作的立式蒸汽锅炉结构示意图。

图中：1、炉排  2、燃煤  3、加煤炉门  4、耐火炉衬  5、金属外壳  6、保温材料  7、高温烟气  8、二次助燃风道  9、环形布风盒  10、二次燃烧炉膛  11、高温气体出口  12、高温气体  13、顶盖  14、高温烟气导流板  15、高温烟气出口  16、燃烧炉膛  17、出灰门  18、风道  19、直形导流板  F1、一次助燃风  F2、二次助燃风  B1、B2、风机。

具体实施方式

结合上述实施例附图对本发明作进一步说明。

图1所示的是本发明所述的导流锥式纯无烟燃烧装置的实施例1，炉排1的上方为燃烧炉膛16，炉排1的下方为灰室，与燃烧炉膛16对应设有加煤炉门3，与灰室对应设有出灰门17，灰室配有一次助燃风口，由风道18提供助燃风，燃烧炉膛16的顶部设有高温烟气出口15，在高温烟气出口15的上方设有二次燃烧炉膛10，二次燃烧炉膛10的横截面呈圆形，二次燃烧炉膛10中对应高温烟气出口15设置导流锥，导流锥由纵向的、圆周分布的高温烟气导流板14和导流板顶部的顶盖13构成，高温烟气导流板14呈弧形，导流锥的顶盖13的顶面呈弧形，二次燃烧炉膛10上设有二次助燃风口，二次助燃风口对应圆形横截面的二次燃烧炉膛的切线方向，并与高温烟气导流板14的导向一致，二次燃烧炉膛10的顶部设有高温气体出口11，在高温烟气出口处设二次助燃风口，连通二次助燃风口的二次助燃风道8连通在环形布风盒9上。

工作过程：

如图1、3所示，从燃烧炉膛16冲上来的高温烟气7，受到导流锥顶盖13的限制，在导流锥内迅速“积累”，由于气体具有从高压端向低压端扩散的物理特性，所以高温烟气7通过导流锥板快速向二次燃烧炉膛10中流动扩散，并且在高温烟气导流板14的导向下，形成倾斜喷射(顺时针方向)，此时二次助燃风又以一定的压力和流速以顺应方向射入，两力合一，在二次燃烧炉膛10中形成了高速旋转的高温漩流。因为这股气流中含大量氧气，高温烟气中又有大量在下面的燃烧炉膛中没有燃尽的可燃性挥发产物等所有可燃性物质，都将在二次燃烧炉膛中实施强烈地搅拌混合，在有合理而足够的氧气和高温下，全部彻底地燃尽，然后形成不含任何可燃成份的“纯净无色透明”高温气体12，以旋转形式的气流分布从高温气体出口11向上喷射，用这股干净的高温气流去加热“热力输送系统的工质”，完成热工设备的加热。

图4所示的是本发明所述的导流锥式纯无烟燃烧装置的实施例2，导流板19成直板形。

图5所示的是本发明所述的所述的导流锥式纯无烟燃烧装置的实施例3，高温烟气导流板反向设置，使高温烟气在高温烟气导流板的导向下，形成逆时针方向的倾斜喷射。

图6所示的是本发明所述的导流锥式纯无烟燃烧装置的实施例4，二次助燃风道个数多的结构状况。

图7所示的是本发明所述的导流锥式纯无烟燃烧装置的实施例5，高温气体出口较宽大。

图8所示的是利用本发明制作的立式手烧导热油锅炉结构及燃烧原理，实现良好的结构对接，有利于对现有的产品进行技术改造。

图9所示的是利用本发明制作的立式手烧热水锅结构及燃烧原理，实现良好的结构对接，有利于对现有的产品进行技术改造。

图10所示的是利用本发明制作的立式蒸汽锅炉结构及燃烧原理，实现良好的结构对接，有利于对现有的产品进行技术改造。

Claims (6)

1、一种导流锥式纯无烟燃烧装置，炉排的上方为燃烧炉膛，炉排的下方为灰室，与燃烧炉膛对应设有加煤炉门，与灰室对应设有出灰门，灰室配有一次助燃风口，燃烧炉膛的顶部设有高温烟气出口，其特征在于高温烟气出口的上方设有二次燃烧炉膛，二次燃烧炉膛的横截面呈圆形，二次燃烧炉膛中对应高温烟气出口设置导流锥，导流锥由纵向的、圆周分布的高温烟气导流板和导流板顶部的顶盖构成，二次燃烧炉膛上设有二次助燃风口，二次助燃风口对应圆形横截面的二次燃烧炉膛的切线方向，并与高温烟气导流板的导向一致，二次燃烧炉膛的顶部设有高温气体出口，

2、根据权利要求1所述的导流锥式纯无烟燃烧装置，其特征在于高温烟气出口处设有二次助燃风口。

3、根据权利要求1所述的导流锥式纯无烟燃烧装置，其特征在于导流锥的顶盖顶面呈上突状。

4、根据权利要求1所述的导流锥式纯无烟燃烧装置，其特征在于高温烟气导流板呈弧形。

5、根据权利要求1、2、3或4所述的导流锥式纯无烟燃烧装置，其特征在于二次助燃风口在二次燃烧炉膛的圆形横截面上分布有2-10个，连通二次助燃风口的风道连通在环形布风盒上。

6、根据权利要求5所述的导流锥式纯无烟燃烧装置，其特征在于二次助燃风口在二次燃烧炉膛的纵向上分布有2-6层。

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