CN102494332A - 节能链条锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料燃烧完全,热利用效率高,炉排不易烧损、腐蚀,产汽稳定、出力足、运行效率高的节能链条锅炉。包括炉膛,设于炉膛内的前拱和中拱,以及炉排,所述前拱为一设于炉排上方的前炉墙下部的斜面拱,通过所述斜面拱减小热量的反射角度,以减少热量对新进入燃料的聚焦量,减少炉膛前部和燃烧层的热量储蓄,上移燃烧中心,缩短生物燃料的燃烧时间。

Description

节能链条锅炉
技术领域
本发明涉及一种锅炉,尤其涉及一种适用于植物燃料的节能链条锅炉。
背景技术
随着石油和天然气等矿物燃料价格的不断攀升,发展可再生能源已成为全球的热点问题,是发展可持续能源的必然选择。生物质能源和化石能源相比,存在很大的优势,生物质能源 CO2净排放量为零,可以有效的缓解温室效应,它的硫、氮含量都很低,灰分也很少,因此生物质能源的开发利用是缓解能源和环境压力,建立可持续发展能源系统的有效措施。直接在燃煤链条锅炉上燃烧生物质燃料既可以节约能源、改善环境,还可以有效的利用农村的废弃物,使生物质资源变废为宝。
对于燃煤锅炉,链条炉排的燃烧特点是链条炉排的着火条件较差。煤的着火主要依靠炉膛火焰和拱的辐射热 , 因而上面的煤先着火 , 然后逐步向下燃烧。这样的燃烧过程 , 在炉排上就出现了明显的区域分层,煤进入炉膛后 , 随炉排逐渐由前向后缓慢移动。在炉排的前部,是新煤燃烧准备区,主要进行煤的预热和干燥。
但对于植物燃料而言,由于其着火点相对比较低,易于点燃,因而其炉膛结构以及链条炉排都不适应于植物燃料,特别是其前拱或前后拱的结构如果继续沿用现有的用于煤作为燃料的炉膛结构,燃烧状况差,这将直接影响链条锅炉的生产效率,并且由于其热值低,两者的共同作用可能使锅炉无法正常产汽工作。因而,直接使用现有的链条锅炉燃烧生物质燃料由于结构设计不合理等,造成锅炉出力不足、热效率低下,燃烧不够理想,结果是能源消耗量过大,甚至不能满足生产要求,因而不能够实现预期的目的。
而对于一些在现有锅炉基础上对炉膛前拱进行加高等尺寸改进的作法能够收到一定的成效,但其效果还不够理想。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题,提供一种节能链条锅炉,该锅炉燃料燃烧完全,热利用效率高,炉排不易烧损、腐蚀,产汽稳定、出力足、运行效率高。
本发明的技术方案包括炉膛,设于炉膛内的前拱和中拱,以及炉排,其特征是所述前拱为一设于炉排上方的前炉墙下部的斜面拱,通过所述斜面拱减小热量的反射角度,以减少热量对新进入燃料的聚焦量,减少炉膛前部和燃烧层的热量储蓄,上移燃烧中心,缩短生物燃料的燃烧时间。
所述中拱呈水平状或倾斜度小于22度设于所述炉排的中上方,增加炉腔内的烟气流,加速烟气的快速循环和热传导,所述炉排为横梁式炉排。
所述后拱其设置高度相对提高,其长度小于炉排有效长度的68%,采用高而短的后拱缩短烟气流程,抑制炉排后部温度,以适应生物燃料的燃烧特性。
所述炉排为一横梁式炉排,通过设置横梁式炉排以确保在增加燃烧层厚度的同时扩大炉膛的有效燃烧面积、减小风阻力、增加风量分布的均匀度、减少运行中的漏料、和漏风量。
作为前拱的所述斜面拱的倾斜角度为20-60度,所述后拱的长度为遮盖炉排有效长度的35%- 54%;所述燃烧层厚度为6-50cm。
本发明锅炉根据生物燃料的低燃点、易燃烧、低热值的特点,改变炉膛结构以适应相应的燃料燃烧性质,燃料燃烧完全,热利用效率高,炉排不易烧损、腐蚀,锅炉产汽稳定、工作效率高,对燃料的适应性强,燃料消耗低。
附图说明
图1为本发明结构示意图。图2为图1中的横梁式炉排结构示意图 。
具体实施方式
现通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明,如图1、2所示,本实施例包括炉膛1,设于炉膛1的前、中、和后部的前拱2、中拱3和后拱4,横梁式炉排5设于中拱3的下方。横梁式炉排5包括分别位于相对两侧的炉排墙板6,连接于炉排墙板6的链轮装置构成,炉排片9通过横梁支架8连接于链轮装置的链条7上。炉膛1是在原燃烧煤渣的炉膛内加大燃烧空间,增加氧气供应量;同时增加燃烧层厚度;并通过改变炉膛1内的热量流型和扩散分布结构,上移燃烧中心,改善燃烧状况,提高燃烧效率。锅炉炉内燃烧是一个非常复杂的热化学反应的系统工程,炉膛内的烟气受多方面因素制约.合理组织炉内的热幅射和烟气流动,加强炉内烟气搅动,混合,合理解决维持火床和炉膛高温与炉膛内燃(火)气流分布的矛盾,其关键是前、中、和后炉拱的设置形状与结构;前拱偏重于引燃新料,后拱4测重于强化主燃区和烤渣燃尽;合理的拱形和尺寸,前后拱的最佳配合,可使锅炉达到消烟排尘,安全,高效,经济运行。本实施例的前拱2是在提高炉膛前拱2高度,缩短前拱2长度的情况下,将炉膛1的前拱2由弧形的引燃拱和混合拱改为一小倾角的斜面拱,斜面拱的斜面与垂直面之间的夹角2a为10-31度,使炉膛内火床(或热量)不是在自炉排上升触及上拱弧形壁面时的曲线波浪卷绕式传输幅射分布扩散流动,而是以尽量接近于直线辐射方式往炉腔辐射扩散流动,加速烟气向炉腔内扩散,避免过多热量反射聚焦于新进入的生物质燃料上,使燃烧中心上移,缩短生物燃料的燃烧时间,以使炉膛达到一较为合理的火床分布效果和理想的燃烧状况;实现优化燃烧,使火床分布合理稳定,既不半膛火也不落火。
倾斜形的中拱主要是将主燃烧区的高温烟气过多的引导到炉膛前部,促使新燃料迅速着火,并在炉排及燃烧层聚集更多的热量,以储蓄热量;本发明从根本上改变这一燃烧状况,在本实施例中,中拱3一改呈前后向下倾斜为接近水平状或小于10度的倾斜度设于横梁式炉排5的中上方处,并提高中拱3的设置高度,其提升高度可以为与原倾斜状的上端处平齐,或者高于或平齐于后拱4的最高高度,以适应燃烧层厚度的增加,通过呈水平状设置的中拱增加炉腔内的烟气流,减少炉排及燃烧层聚集过多的热量而不利于热传导,以提高循环燃烧的速度。
采用高而短的后拱4, 其长度为遮盖横梁式炉排5有效长度的39%- 49%,避免过多燃尽区的高温烟气和过剩的空气被引导到炉膛中部和前部,缩短烟气流程,抑制炉排后部温度,以适应生物燃料的燃烧特性。
本实施例的炉排为横梁式炉排5,通过设置横梁式炉排5来扩大炉排面积、减小风阻力、增加风量分布的均匀度、减少运行中的漏料(谷壳)、漏风量。
经本发明实验证明控制锅炉炉膛前供高度与长度的比例在1:1.5-1:1.76的范围为较佳;本发明所述燃烧层厚度包括生物燃料的物理厚度,和燃烧反应层(火层)的厚度,前者通过锅炉进料实现,后者通过上移中拱和在加高前拱的基础上采用小倾角的斜面拱、并通过横梁式炉排设置的强化作用得以实现增加燃烧层厚度和上移燃烧中心的目的。
本发明通过上述措施,从根本上提高链条炉对生物燃料的适应性,彻底改善锅炉燃烧生物原料的燃烧状态,改善燃烧效果,提高生物燃料的燃烧效率,稳定锅炉的出力,以满足生产需求。
本发明以稻谷壳为燃料的实施例中,经测算表明每吨稻谷壳可产蒸汽3.5吨/吨,按可比价格计算每产吨蒸汽比烧煤节约成本近41元/吨。
本发明的另一实施例的燃烧层燃料的分布厚度可控制在20-35cm厚,燃烧反应层(或火层)的厚度为30-35cm。

Claims (5)

1.一种节能链条锅炉,包括炉膛,设于炉膛内的前拱和中拱,以及炉排,其特征是所述前拱为一设于炉排上方的前炉墙下部的斜面拱,通过所述斜面拱减小热量的反射角度,以减少热量对新进入燃料的聚焦量,减少炉膛前部和燃烧层的热量储蓄,上移燃烧中心,缩短生物燃料的燃烧时间。
2.根据权利要求1所述节能链条锅炉,其特征是所述中拱呈水平状或倾斜度小于22度设于所述炉排的中上方,增加炉腔内的烟气流,加速烟气的快速循环和热传导,所述炉排为横梁式炉排。
3.根据权利要求1所述节能链条锅炉,其特征是所述后拱其设置高度相对提高,其长度小于炉排有效长度的68%,采用高而短的后拱缩短烟气流程,抑制炉排后部温度,以适应生物燃料的燃烧特性。
4.根据权利要求1、2或3所述节能链条锅炉,其特征是所述炉排为一横梁式炉排,通过设置横梁式炉排以确保在增加燃烧层厚度的同时扩大炉膛的有效燃烧面积、减小风阻力、增加风量分布的均匀度、减少运行中的漏料、和漏风量。
5.根据权利要求1所述节能链条锅炉,其特征是作为前拱的所述斜面拱的倾斜角度为20-60度,所述后拱的长度为遮盖炉排有效长度的35%- 54%;所述燃烧层厚度为6-50cm。
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