CN102330993A - 生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构，包括：在锅炉炉膛的前壁设置有向炉膛内凸出的抛物线状前炉拱，由“L”形炉拱与倾斜炉拱共同组成锅炉的后炉拱，设在抛物线状前炉拱和“L”形炉烘之间的、使二次风成螺旋状上升的回字二次风主管，设置在倾斜炉拱的下侧的倾斜二次风管，倾斜二次风管与回字二次风主管均与空气预热器和二次引风机相连通。本发明根据生物质燃料的特性，采用了巧妙的组合炉拱结构、以及合理的一、二次风配风结构，使得炉膛内温度场分布均匀，保证了生物质燃料能够迅速彻底的燃尽，防止生物焦油和黑烟的产生，燃烧效率较高，达79%以上，实现了生物质燃料的高效洁净燃烧。
Description
技术领域
本发明涉及到链条锅炉领域，具体涉及到使用生物质燃料的链条锅炉中的二次配风、以及炉拱结构。
背景技术
生物质固体成型颗粒燃料（简称：生物质燃料）的燃烧机理如下：一是起火温度低、燃烧快，减少了高温燃烧产生的氮氧化物；二是生物质燃料挥发份高，是煤的3倍左右，颗粒燃料中的挥发份（烟）在低温状态一析出就完全燃烧，可实现无烟燃烧；三是在静态燃烧过程中，粉尘排放量极低；四是生物质燃料含硫低，小于燃煤的1/10，无需采用添加剂固硫脱硫，符合环保要求；五是生物质燃烧后，在颗粒中形成微孔，利于空气进入内部助燃，燃烧效率高，灰渣残碳量极低。目前，生物质燃料主要应用于各种家庭取暖炉、小型热水锅炉、热风炉等。传统的燃煤链条锅炉，其炉膛中设置有倾斜状的后炉拱，在其链条炉排的下部设置有由一次风机和风室构成的一次配风结构，其炉膛内无二次配风结构，这种炉拱结构和一次配风结构不能适应生物质燃料高挥发份、燃尽速度快的燃烧特性，导致燃烧不充分，使烟囱冒黑烟、滴焦油，难以满足环保的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：将提供一种能确保生物质燃料高效洁净燃烧的生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构。
为解决上述问题，本发明采用了以下的技术方案。
所述的生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构，其特点是：在锅炉炉膛的前壁设置有向炉膛内凸出的抛物线状前炉拱，倾斜设置的倾斜炉拱的下端连接在炉膛后壁的底部位置，倾斜炉拱的上端与“L”形炉拱的水平段相连接，“L”形炉拱与倾斜炉拱共同组成锅炉的后炉拱，在抛物线状前炉拱和“L”形炉烘的垂直段之间设置有呈“回”字形布置的回字二次风主管，回字二次风主管的四个侧面上分别设置有至少三个向上吹风的分支风管，并且所有分支风管吹出的风在链条炉排面上方成螺旋状上升，在倾斜炉拱的下侧、沿着斜倾炉拱的倾斜方向设置有向下吹风的倾斜二次风管，倾斜二次风管与回字二次风主管均连接在二次风进风总管上，二次风进风总管与空气预热器的第一热风出口相连接，空气预热器的第一冷风进口上连接有二次引风机。
进一步地，前述的生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构，其中：在链条炉排入口处的上方设置有与链条锅炉中的一次风机相连通的一次风冷风管，一次风冷风管的出风口顺着炉排送料方向向下倾斜、并与链条炉排面成45度～60度角。
进一步地，前述的生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构，其中：倾斜炉拱与链条炉排面的夹角为10～15度。
进一步地，前述的生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构，其中：所述的回字二次风主管设置在抛物线状前炉拱与“L”形炉拱之间的过流截面最小处。
进一步地，前述的生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构，其中：所述的空气预热器的第二进风口与链条锅炉中省煤器的烟气出口相连接，省煤器的烟气进口与链条锅炉的烟气出口相连接，空气预热器的第二出风口与排空引风机相连接。
进一步地，前述的生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构，其中：在锅炉进料斗内侧的进料挡板内设置有水冷壁，所述的水冷壁由包覆螺旋翅片的水冷蛇形管构成。
本发明的有益效果是：抛物线状前炉拱与由“L”形炉拱和倾斜炉拱组成的后炉拱共同构成锅炉的组合炉拱，抛物线状前炉拱与“L”形炉拱的上部垂直部分以及炉膛两边的侧墙构成锅炉的燃烧室，倾斜炉拱与炉膛两边的侧墙形成锅炉的燃尽室。抛物线状前炉拱的辐射加热作用能使生物质燃料迅速析出大量的挥发物，回字二次风主管喷出的呈螺旋状上升的二次风气流，加强了链条炉排面上生物质燃料析出的大量挥发份与助燃空气的混合，由于二次风强烈的螺旋扰动作用，炉膛内火焰呈螺旋上升状，颗粒较大的飞灰被甩向燃烧室壁，落入炉排面，减少了烟气中飞灰的含量，促进了燃烧室内挥发份的高温高效燃烧。布置在燃尽室内的倾斜二次风管能增加和补充链条炉排上固定碳燃烧时所需的供氧量，使其充分燃烧。
附图说明
图1是本发明所述的生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构的结构示意图。
图2是本发明中一次风冷风管与一次风机的连接原理示意图。
图3是图1中俯视方向所示的倾斜二次风管、回字二次风主管与二次引风机之间的连接结构示意图。
图4是图1中右视方向所示的水冷壁的结构示意图。
图5是图1中B部分的放大结构示意图。
图6是图1中A部分的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述的生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构作进一步的说明。
如图1、图6、图2、图3所示，所述的生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构，包括：在锅炉炉膛33的前壁设置有向炉膛内凸出的抛物线状前炉拱4，倾斜设置的倾斜炉拱51的下端连接在炉膛33后壁的底部位置，倾斜炉拱51的上端与“L”形炉拱5的水平段相连接，“L”形炉拱5与倾斜炉拱51共同组成锅炉的后炉拱，在抛物线状前炉拱4和“L”形炉烘5的垂直段之间设置有呈“回”字形布置的回字二次风主管6，并且回字二次风主管6设置在抛物线状前炉拱4与“L”形炉拱5之间的过流截面最小处；回字二次风主管6的四个侧面上分别设置有四个向上吹风的分支风管61，并且所有分支风管61吹出的风在链条炉排面7上方成螺旋状上升，在倾斜炉拱51的下侧、沿着斜倾炉拱51的倾斜方向设置有向下吹风的倾斜二次风管8，倾斜二次风管8通过阀门82连接在二次风进风总管18上，回字二次风主管6通过阀门62连接在二次风进风总管18上，二次风进风总管18与空气预热器16的第一热风出口相连接，空气预热器16的第一冷风进口上连接有二次引风机14，本实施例中，所述的空气预热器16的第二进风口与链条锅炉中省煤器15的烟气出口相连接，省煤器15的烟气进口与链条锅炉的烟气出口相连接，空气预热器16的第二出风口与排空引风机17相连接。这样，可以进一步利用锅炉排出的高温烟气来加热二次引风机14引进的二次风，使进入锅炉炉膛33内的二次风得到预热，形成高温二次风。
本实施例中，如图1、图5、图2所示，在链条炉排7入口处的上方设置有与链条锅炉中的一次风机13相连通的一次风冷风管3，一次风冷风管3的出风口31顺着链条炉排7的送料方向向下倾斜、并与链条炉排面成45度～60度角。本实施例中，倾斜炉拱51与链条炉排面的夹角为10～15度。本实施例中，如图1、图4所示，在锅炉进料斗1内侧的进料挡板内设置有水冷壁2，所述的水冷壁2由包覆螺旋翅片的水冷蛇形管21构成。
本发明中，抛物线状前炉拱4与由“L”形炉拱5和倾斜炉拱51组成的后炉拱共同构成锅炉的组合炉拱，抛物线状前炉拱4与“L”形炉拱5的上部垂直部分以及炉膛33两边的侧墙构成锅炉的燃烧室，倾斜炉拱51与炉膛33两边的侧墙形成锅炉的燃尽室。
本发明所述的生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构的工作原理及优点综述如下：
链条锅炉工作时，生物质燃料由锅炉的进料斗1进入到链条炉排7上，由链条炉排7向前输送，一次风机13输送的冷空气进入到链条炉排7底部的两侧风室中，给链条炉排7上的生物质燃料提供燃烧所需的一次风，使生物质燃料在链条炉排7上剧烈燃烧；冷空气同时也通过这两侧的风室进入到一次风冷风管3中，一次风冷风管3的出风口31就会连续不断送出冷风，形成一道倾斜吹向链条炉排面的冷风幕墙，将生物质燃料析出的少量挥发份吹入抛物线状前炉拱4后的燃烧室中，并且阻绝挥发份进入锅炉进料斗1，同时，进料挡板内的水冷壁2也会吸收热量，以降低生物质燃料入口的温度，这样就能防止发生一般生物质燃料链条锅炉易出现的反烧现象。
随着生物质燃料的前移进入燃烧室阶段，生物质燃料在抛物线状前炉拱4的辐射作用下析出大量的挥发份，在二次引风机14的作用下二次风通过空气预热器16和连接管路进入燃烧室中的回字二次风主管6，从所有分支风管61吹出的风在链条炉排面7上方成螺旋状上升，二次风不断螺旋吹出，燃料析出的大量挥发份与高温二次风剧烈扰动混合螺旋上升，完成气化清洁燃烧，同时，颗粒较大的飞灰被甩向燃烧室壁，落入炉排面，减少了烟气中飞灰的含量；随着链条炉排7的不断前移，生物质燃料燃烧形成的固定炭移至燃尽室，二次引风机14吹入的高温二次风经过倾斜二次风管8由上至下吹向链条炉排7上的固定炭，同时链条炉排7下部风室的一次风向上吹向炉排面，在高温二次风和一次风的双重作用下，固定炭燃烧至完全燃尽。生物质燃料燃烧产生的高温烟气随着螺旋二次风的作用，经过对流管束9进行热交换，对流管束9连接在上锅筒10和下集箱11之间，经热交换后的高温烟气进入上锅筒10的内部烟道后，再经过链条锅炉的烟气出口进入省煤器15和空气预热器16，最后在引风机17的作用下排出。燃烧产生的少量尘渣落入到链条锅炉底部的落灰斗12中。
本发明根据生物质燃料的特性，采用了进料挡板内的水冷壁2和进料入口处的一次风冷风管降低了进料口的燃料温度，阻止了反烧现象的发生；采用了抛物线状前炉拱、组合式后炉拱，结合采用链条炉排下部风室与炉排入口处的冷风管构成的一次配风结构，以及炉膛内燃烧室中螺旋高温二次风管与燃尽室中高温倾斜二次风管构成的二次配风结构，上述这种巧妙的组合炉拱结构、以及合理的一、二次风配风结构，使得炉膛内温度场分布均匀，保证了生物质燃料能够迅速彻底的燃尽，防止生物焦油和黑烟的产生，燃烧效率较高，达79%以上，而且排烟中烟尘量低，不含焦油及SO2等大气污染物，符合环保的要求，实现了生物质燃料的高效洁净燃烧。
Claims (6)
1.生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构，其特征在于：在锅炉炉膛的前壁设置有向炉膛内凸出的抛物线状前炉拱，倾斜设置的倾斜炉拱的下端连接在炉膛后壁的底部位置，倾斜炉拱的上端与“L”形炉拱的水平段相连接，“L”形炉拱与倾斜炉拱共同组成锅炉的后炉拱，在抛物线状前炉拱和“L”形炉烘的垂直段之间设置有呈“回”字形布置的回字二次风主管，回字二次风主管的四个侧面上分别设置有至少三个向上吹风的分支风管，并且所有分支风管吹出的风在链条炉排面上方成螺旋状上升，在倾斜炉拱的下侧、沿着斜倾炉拱的倾斜方向设置有向下吹风的倾斜二次风管，倾斜二次风管与回字二次风主管均连接在二次风进风总管上，二次风进风总管与空气预热器的第一热风出口相连接，空气预热器的第一冷风进口上连接有二次引风机。
2.根据权利要求1所述的生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构，其特征在于：在链条炉排入口处的上方设置有与链条锅炉中的一次风机相连通的一次风冷风管，一次风冷风管的出风口顺着炉排送料方向向下倾斜、并与链条炉排面成45度～60度角。
3.根据权利要求1或2所述的生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构，其特征在于：倾斜炉拱与链条炉排面的夹角为10～15度。
4.根据权利要求1或2所述的生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构，其特征在于：所述的回字二次风主管设置在抛物线状前炉拱与“L”形炉拱之间的过流截面最小处。
5.根据权利要求1或2所述的生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构，其特征在于：所述的空气预热器的第二进风口与链条锅炉中省煤器的烟气出口相连接，省煤器的烟气进口与链条锅炉的烟气出口相连接，空气预热器的第二出风口与排空引风机相连接。
6.根据权利要求1或2所述的生物质燃料链条锅炉中高温螺旋二次风与炉拱的组合结构，其特征在于：在锅炉进料斗内侧的进料挡板内设置有水冷壁，所述的水冷壁由包覆螺旋翅片的水冷蛇形管构成。
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