CN102353060B - 带混合旋转及自旋转燃烧气流的焚烧炉排设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带混合旋转及自旋转燃烧气流的焚烧炉排设备，其主要有两种炉排片：左旋炉排片和右旋炉排片组成，其中横向为左旋或右旋炉排片各自一一相邻排列，纵向则为左旋炉排片与右旋炉排片间隔排列，两种炉排片均主要由卡槽、炉排体、喷颈、喷嘴组成，其中喷嘴则有喷口和喷嘴内螺旋凹槽组成，喷颈和喷嘴构成燃烧空气通孔，左旋炉排片的燃烧空气通孔是自炉排片头端内壁以自右向左倾斜角度穿通至炉排片头端外壁，喷嘴内螺旋凹槽内的螺纹方向自喷口往喷颈方向看为顺时针旋转，右旋炉排片的燃烧空气通孔位置以及喷嘴内螺旋凹槽内的螺纹方向与左旋炉排片相反。本发明的焚烧炉排设备可降低生活垃圾的热灼减率，提高垃圾的热值，提高焚烧效率。
Description
技术领域
本发明涉及力学、工程力学、流体力学和两相流等技术，涉及焚烧炉排片结构，尤其是指带混合旋转及自旋转燃烧气流的焚烧炉排设备。
背景技术
近二十年来，无论是国际上还是国内，由于自然资源的不断开发利用和社会经济的发展，特别是随着人口的高度集中和城市化的迅速发展，世界各国的垃圾均以快于其经济增长速度三倍的平均速度增长。全世界每年垃圾焚烧量约为1.1亿吨，绝大部分的垃圾焚烧处理厂分布于发达国家。日本现有焚烧厂约1900座，每年焚烧处理量近4千万吨，是世界上垃圾焚烧处理规模最大的国家。垃圾焚烧处理具有占地面积小、选址较容易、处理快速、减量化显著、无害化较彻底以及可回收焚烧余热等优点，在世界各国得到越来越广泛的应用。
我国垃圾处理的发展趋势是：在分类收集基础上的再生利用越来越受到重视；垃圾填埋的标准将越来越高，随之，成本也越来越高，比例将逐步下降；垃圾焚烧将稳步发展，焚烧余热利用特别是余热发电的比例将有所上升。由于国家政策鼓励发展垃圾焚烧发电产业，目前已有很多垃圾焚烧发电厂投入运行，近百个垃圾焚烧发电项目正在规划建设之中。但由于我国生活垃圾的特征是：含水分高，一般为55％-65％，一些南方城市在夏季高达70％，同时，我国生活垃圾中厨余和餐饮等有机废物比例大，为45％-55％，因此垃圾热值较低，燃烧不够充分，热灼减率较高。另外，由于垃圾在现有的焚烧炉排上较厚，翻动不充分，混合不均匀，焚烧效率低，导致不少垃圾焚烧发电厂的经济效益不理想；还因为垃圾焚烧炉炉膛内温度不够高，排出的烟气中有害气体较多，造成重大污染。
因此，针对我国垃圾的特点，开发投资成本低、节能、环保、实际运行经济效率高的新型垃圾焚烧炉排就显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种带混合旋转及自旋转燃烧气流的焚烧炉排设备，其可降低我国生活垃圾的热灼减率，提高垃圾的热值，提高焚烧效率，实现垃圾焚烧的节能、环保，解决前述现有技术中存在的诸项问题。
为实现本发明目的，本发明人采取以下技术方案：带混合旋转及自旋转燃烧气流的焚烧炉排设备，其主要有两种炉排片：左旋炉排片和右旋炉排片组成，其中横向为左旋炉排片或右旋炉排片各自一一相邻排列，纵向则为左旋炉排片与右旋炉排片间隔排列，两种炉排片均主要由卡槽、炉排体、喷颈、喷嘴组成，其中喷嘴则有喷口和喷嘴内螺旋凹槽组成，喷颈和喷嘴构成燃烧空气通孔，左旋炉排片的燃烧空气通孔是自炉排片头端内壁以自右向左倾斜角度穿通至炉排片头端外壁，喷嘴内螺旋凹槽内的螺纹方向自喷口往喷颈方向看为顺时针旋转，右旋炉排片的燃烧空气通孔是自炉排片头端内壁以自左向右倾斜角度穿通至炉排片头端外壁，喷嘴内螺旋凹槽内的螺纹方向自喷口往喷颈方向看为逆时针旋转。
本发明专利的左旋转炉排片的燃烧空气通孔是自炉排片头端内壁以自右向左倾斜角度穿通至炉排片头端外壁，喷嘴内螺旋凹槽的螺纹旋转方向自喷口往喷颈方向看为顺时针旋转，其喷出气流自旋转方向遵守曾纪进左手定则为左旋转（简称曾氏左手定则：气体来流方向向左旋转，用左手握住圆柱形气流来流方向，拇指与气流方向一致，则四指方向为气流自旋转方向）。本发明专利右旋炉排片的燃烧空气通孔是自炉排片头端内壁以自左向右倾斜角度穿通至炉排片头端外壁，喷嘴内螺旋凹槽的螺纹旋转方向自喷口往喷颈方向看为逆时针旋转，其喷出气流自旋转方向遵守曾纪进右手定则为右旋转（简称曾氏右手定则：气体来流方向向右旋转，用右手握住圆柱形气流来流方向，拇指与气流方向一致，则四指方向为气流自旋转方向）。本发明专利中左旋炉排片和右旋炉排片自燃烧空气通孔喷出的空气流速能完成带螺旋气流的自旋转，形成小湍流；而将左旋炉排片和右旋炉排片一一纵向间隔排列装配后，其共同喷出的空气流速能完成大旋转，形成大湍流，两种空气湍流一起起到充分翻转物料的目的，使炉排上的物料（如：垃圾、秸秆、污泥、木材等）能翻滚、搅拌，得到充分燃烧，提高垃圾焚烧的热值，降低垃圾热灼减率，有效提高垃圾焚烧效率。
本发明可以达到的其它有益效果：
单一左旋炉排片或右旋炉排片燃烧空气流形成的小湍流，可以起到切割垃圾的作用，或者挤压、剪切、碾碎烧结成团的垃圾，避免垃圾成团，提高燃烧效率。
单一左旋炉排片或右旋炉排片燃烧空气流形成的小湍流以及左旋炉排片和右旋炉排片组合形成的燃烧空气大湍流与炉排接触，均可以起到冷却炉排，避免炉排片高温腐蚀；并吸收炉排片热量的气流进入炉膛，可以提高燃烧效率。
本发明适用于新建的垃圾焚烧项目，也适用于要进行改造的垃圾焚烧项目。
附图说明
图1为本发明的左旋或右旋炉排片中剖结构示意图；
图2为本发明的左旋或右旋炉排片仰视图；
图3为图1所示的左旋炉排片a-a剖示示意图；
图4为本发明的左旋炉排片右视图；
图5为本发明的左旋炉排片燃烧空气流形成的自旋转小湍流示意图；
图6为图1所示的右旋炉排片A-A剖示示意图；
图7为本发明的右旋炉排片右视图；
图8为本发明的右旋炉排片燃烧空气流形成的自旋转小湍流示意图；
图9为本发明的左旋和右旋炉排片分别一一横向相邻排列装配后的正向工作示意图；
图10为本发明的左旋炉排片与右旋炉排片之间一一横向间隔排列装配后的正向工作示意图；
图11为本发明的左旋和右旋炉排片一一纵向间隔排列装配后的侧向结构示意图。
具体实施方案
现结合说明书附图详细描述本发明的最佳实施方案：如图1、图2、图9和图11所示，带混合旋转及自旋转燃烧气流的焚烧炉排设备，其主要有两种炉排片：左旋炉排片A和右旋炉排片B组成，其中横向为左旋炉排片A或右旋炉排片B各自一一相邻排列，纵向则为左旋炉排片A与右旋炉排片B间隔排列，两种炉排片均主要由卡槽1、炉排体5、喷颈3、喷嘴4组成，其中喷嘴4则有喷口7和喷嘴内螺旋凹槽8组成，喷颈3和喷嘴4构成燃烧空气通孔，如图3所示，左旋炉排片A的燃烧空气通孔是自炉排片头端内壁91以自右向左倾斜角度穿通至炉排片头端外壁92，喷嘴内螺旋凹槽内的螺纹方向自喷口往喷颈方向看为顺时针旋转，如图6所示，右旋炉排片B的燃烧空气通孔是自炉排片头端内壁91’以自左向右倾斜角度穿通至炉排片头端外壁92’，喷嘴内螺旋凹槽内的螺纹方向自喷口往喷颈方向看为逆时针旋转，如图4、图7所示，燃烧空气通孔设在炉排片(A，B)的炉排片头端(91，91’)中部，炉排体背面设有筋板2。
工作时，一次风经过左旋或右旋炉排片的喷颈3进入喷嘴4，喷嘴4内的喷嘴内螺旋凹槽8会改变燃烧气流的方向，使喷嘴出来的气流形成自旋转（相应地左旋转（如图5所示）或右旋转（如图8所示））。如图9所示，左旋旋炉排片出来的左旋转燃烧气流和右旋炉排片出来的右旋转燃烧气流在炉膛内混合，形成大的旋转，垃圾在两种气流的共同作用下，充分混合，彻底破碎，可以在炉排上充分燃烧。
在上述最佳实施方案中左旋或右旋炉排片的燃烧空气通孔设在炉排片的炉排体头端中部，既可以防止沉积在炉排上的垃圾细灰及未燃尽细小颗粒通过喷嘴漏料，也可以起到垃圾预烘干处理、粉碎处理的作用，进一步降低热灼减率，提高了垃圾热化效率。
在上述最佳实施例中，如图3所示，左旋炉排片A的燃烧空气通孔是穿通至炉排片头端外壁92的左侧，如图6所示，右旋炉排片B的燃烧空气通孔是穿通至炉排片头端外壁92’的右侧，更有利于左旋旋炉排片出来的左旋转燃烧气流和右旋炉排片出来的右旋转燃烧气流的混合，形成更大漩涡的旋转。当然，左旋炉排片A或右旋炉排片B的燃烧空气通孔也可以是穿通至炉排片头端外壁的中间位置或其它位置。
在上述实施方案中左旋或右旋炉排片的炉排体背面设有筋板，可以增强炉排的强度，延长炉排的使用寿命，节约成本。
对于上述最佳实施例中左旋炉排片A和右旋炉排片B的排列方式，也可以为如图10所示的左旋炉排片A与右旋炉排片B之间一一横向间隔排列，纵向则为左旋炉排片与左旋炉排片相邻排列，右旋炉排片与右旋炉排片相邻排列。
Claims (6)
1.带混合旋转及自旋转燃烧气流的焚烧炉排设备，其特征在于：其主要有两种炉排片：左旋炉排片和右旋炉排片组成，其中横向为左旋或右旋炉排片各自一一相邻排列，纵向则为左旋炉排片与右旋炉排片间隔排列，两种炉排片均主要由卡槽、炉排体、喷颈、喷嘴组成，其中喷嘴则有喷口和喷嘴内螺旋凹槽组成，喷颈和喷嘴构成燃烧空气通孔，左旋炉排片的燃烧空气通孔是自炉排片头端内壁以自右向左倾斜角度穿通至炉排片头端外壁，喷嘴内螺旋凹槽内的螺纹方向自喷口往喷颈方向看为顺时针旋转，右旋炉排片的燃烧空气通孔是自炉排片头端内壁以自左向右倾斜角度穿通至炉排片头端外壁，喷嘴内螺旋凹槽内的螺纹方向自喷口往喷颈方向看为逆时针旋转。
2.根据权利要求1所述的带混合旋转及自旋转燃烧气流的焚烧炉排设备，其特征在于：左旋或右旋炉排片的燃烧空气通孔设在炉排片的炉排体头端中部。
3.根据权利要求1所述的带混合旋转及自旋转燃烧气流的焚烧炉排设备，其特征在于：左旋或右旋炉排片的炉排体背面设有筋板。
4.根据权利要求1所述的带混合旋转及自旋转燃烧气流的焚烧炉排设备，其特征在于：左旋炉排片的燃烧空气通孔是穿通至炉排片头端外壁的左侧，右旋炉排片的燃烧空气通孔是穿通至炉排片头端外壁的右侧。
5.根据权利要求1所述的带混合旋转及自旋转燃烧气流的焚烧炉排设备，其特征在于：左旋或右旋炉排片的燃烧空气通孔是穿通至炉排片头端外壁的中间位置。
6.根据权利要求1所述的带混合旋转及自旋转燃烧气流的焚烧炉排设备，其特征在于：左旋炉排片与右旋炉排片之间一一横向间隔排列，纵向则为左旋炉排片与左旋炉排片相邻排列，右旋炉排片与右旋炉排片相邻排列。
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