CN103453535A - 一种提高层状燃烧下点火方式稳燃能力的往复运动机械炉排 - Google Patents

Abstract

本发明属于原煤燃烧设备领域。本发明的提高层状燃烧下点火方式稳燃能力的往复运动机械炉排，包括：由上至下呈阶梯状布置的上部固定炉排片（3）、上部活动炉排片（4）、下部活动炉排片（5）和下部固定炉排片（6），所述上部活动炉排片（4）与下部活动炉排片（5）通过驱动装置往复运动；其中，上部活动炉排片（4）往复运动的速度与行程均小于下部活动炉排片（5）；并且上部活动炉排片（4）的朝向燃料运动方向一侧的端部不与下部活动炉排片（5）的朝向燃料运动方向一侧的端部重叠。本发明采用往复炉排活动炉排片运动逐级加大的方式，确保点火初期已燃煤的稳定燃烧，不发生断火，并且确保燃烧的热负荷。

Description

一种提高层状燃烧下点火方式稳燃能力的往复运动机械炉排

技术领域

本发明属于原煤燃烧设备领域，具体地，涉及一种提高层状燃烧下点火方式稳燃能力的往复运动机械炉排。

背景技术

针对我国传统机械炉排炉燃烧产生的NOx排放无法控制等问题，较早的专利技术开发了多种解耦燃烧装置，主要通过将煤的燃烧过程分解为热解气化和半焦燃烧两段，其热解煤气通过半焦层燃烧可在降低NOx排放的同时，实现无烟燃烧。但是这些专利技术仅适用于容量较小的小型燃煤锅炉。为了在较大容量的锅炉上实现低NOx燃烧，专利（中国发明专利号：ZL01131238.6）提出在机械炉排层燃炉前部设置预燃室和气化室实现低NOx燃烧，由于该专利设计的结构复杂，实际应用很困难。最近公开的解耦燃烧炉及解耦燃烧方法（中国发明专利公开号：CN101650025）虽然较大程度地解决了以往解耦燃烧锅炉热解速度较慢的问题，但是仍不能解决炉排运行速度提高时燃烧中断的问题，因而只能满足容量小于10t/h的中小型锅炉的设计要求。专利一种预燃式机械炉排解耦燃烧炉及其燃烧方法（中国发明专利公开号：CN102563614A）通过对预燃室炉排和预燃室结构的重新设计，较好的解决了气化热解室的“下点火”稳定燃烧问题，是一种可用于容量放大的解耦燃烧炉及其燃烧方法。但是该专利的预燃室炉排及预燃室的高度尺寸较大，结构相对复杂，给安装、检修以及加煤等操作带来很大不便，并且较高的预燃室容易形成“烟囱效应”，增加煤斗和炉门的漏烟量；再者该专利的炉排结构对于燃烧劣质煤时的稳燃能力不高，容易造成着火推后，降低解耦燃烧的效果。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，从而提供一种提高层状燃烧下点火方式稳燃能力的往复运动机械炉排。

本发明的提高层状燃烧下点火方式稳燃能力的往复运动机械炉排，包括：由上至下呈阶梯状布置的上部固定炉排片3、上部活动炉排片4、下部活动炉排片5和下部固定炉排片6，

所述上部活动炉排片4与下部活动炉排片5通过驱动装置往复运动；其中，上部活动炉排片4往复运动的速度与行程均小于下部活动炉排片5；并且上部活动炉排片4的朝向燃料运动方向一侧的端部不与下部活动炉排片5的朝向燃料运动方向一侧的端部重叠。具体地，以炉排之间相对关系表示，即保证上部活动炉排片4的朝向下部活动炉排片5一侧的端部不与下部活动炉排片5的朝向下部固定炉排片6一侧的端部重叠。

上部活动炉排片4与下部活动炉排片5往复运动的速度、行程可根据锅炉燃烧时所使用的煤种以及锅炉的燃烧热负荷而设定和调整，并且确保上部活动炉排片4与下部活动炉排片5往复运动的同时上部固定炉排片3始终压在上部活动炉排片4上、上部活动炉排片4始终压在下部活动炉排片5上、下部活动炉排片5始终压在下部固定炉排片6上，这样上部活动炉排片4与下部活动炉排片5往复运动时各炉排间不会产生间隙，位于炉排片之上的煤不会被漏入风室。

本发明将两个不同行程的活动炉排片直接搭接，通过两活动炉排片往复运动时行程不同而产生的相对运动来达到推煤效果是本发明所攻破的难点。其优点是取消了两活动炉排片之间的固定炉排片，在减小燃烧室炉排总高度的同时能够确保煤的连续稳定燃烧。

作为优选，本发明的所有活动炉排可由统一的驱动装置也可分别采用不同的驱动装置驱动，并且作为一种优选方案，使用传统偏心轮传动从而形成活动炉排的往复运动。不同活动炉排片所使用的偏心轮不同，则往复运动的行程也不同。本发明所述上部活动炉排片4使用的偏心轮偏心距小于下部活动炉排片5的偏心轮偏心距，从而使上部活动炉排片4的往复运动行程小于下部活动炉排片5的往复运动行程。

作为优选，所述上部活动炉排片4和下部活动炉排片5所使用的偏心轮旋转速度，可确保使上部活动炉排片4往复运动的平均线速度小于下部活动炉排片5往复运动的平均线速度。这里所述的线速度是本领域公知的概念，在本发明中具体是指炉排片前后往复运动的速度。本发明通过偏心轮的旋转及连杆机构的传动产生活动炉排片的前后往复运动。

根据本发明的往复运动机械炉排，所述下部固定炉排片6后还依序交替设置下一级的上部活动炉排片4、下部活动炉排片5和下部固定炉排片6。

根据本发明的往复运动机械炉排，其中，所述下部固定炉排片6后可以像传统往复炉排一样依序交替设置多级活动炉排片和固定炉排片，如依序交替设置单一活动炉排片和单一固定炉排片。各活动炉排片和固定炉排片的上表面可为凸凹或阶梯状等不规则的表面，以进一步提高其稳定燃烧的能力。

根据本发明的往复运动机械炉排，其中，所述下部固定炉排片6后可以设置传统链条炉排等机械炉排或固定炉排，以增强其应用的适应性。

根据本发明的往复运动机械炉排，其中，所述固定炉排片或活动炉排片工作面表面呈凹凸状或阶梯状。这样使得在炉排往复运动时炉排上面的部分煤粒不会被推移走，从而在炉排上始终滞留有已燃着的煤，确保新加入的煤可被引燃而不发生断火。对于不同煤种，本发明炉排片上表面的凸凹或阶梯状可以设计成不同形状和尺寸大小，使得往复推煤时，难燃煤的滞留火种量大，易燃煤的滞留火种小。

本发明的往复运动机械炉排的风室可分级供风。作为优选，所述炉排下风室通过隔板被分隔为若干与每个炉排片相对应的次级风室，每个次级风室的进风量单独调节，这样可使得不同固定炉排和活动炉排下的供风量得到控制，从而使得燃烧的进程得到控制，增强了炉排对煤种和燃烧条件等变化的适应性。

根据本发明的往复运动机械炉排，所述的上部固定炉排片3、上部活动炉排片4、下部活动炉排片5和下部固定炉排片6分别通过上部固定炉排片支撑梁2、上部活动炉排片支撑梁7、下部活动炉排片支撑梁8、下部固定炉排片支撑梁9固定支撑。

本发明的提高层状燃烧下点火稳燃能力的往复运动机械炉排的优点为：

通过保障点火火源的稳定，利用燃煤逐级点燃及点火能量逐级放大的方式，将原煤快速加热到着火温度，确保了“下点火”方式的稳定实现。“下点火”方式可以解决传统工业炉“上点火”方式造成机械炉排的漏煤损失大、燃煤不易燃尽等问题，同时可以建立起独立的还原性气氛的炉膛，实现分段燃烧降低NOx的排放。

采用往复炉排活动炉排片运动逐级加大的方式，使得上部活动炉排4往复运动的速度慢、行程小，这样可确保点火初期已燃煤的稳定燃烧，不发生断火；下部活动炉排5往复运动的速度快、行程大，这样可以确保燃烧的热负荷。通过将两个不同行程的活动炉排片直接搭接，取消了两活动炉排之间的固定炉排片，减小了燃烧室炉排的总高度。

固定炉排片和活动炉排片上表面为凸凹或阶梯状等不规则的表面，在炉排往复运动时，使炉排片上面始终有部分已燃烧的煤粒不会被推移走，从而保留了“火种”，确保不发生断火，这样可以提高锅炉下点火方式的稳燃能力，提高了燃烧劣质煤的解耦燃烧性能。另外，在上部煤层灭火后，也可通过炉排表面均匀滞留的火种来实现快速重新点燃。由于该结构提高了燃烧室的稳燃能力，因而可以降低燃烧室的设计高度。通过将本发明炉排片上表面的凸凹或阶梯状设计成凹处深度较深和尺寸较大的形状，可使得往复炉排推煤时，炉排上的滞留火种量更大，从而可以用于直接替换传统往复炉排的炉排片，实现传统往复炉排的下点火燃烧方式。

附图说明

图1本发明的提高层状燃烧下点火稳燃能力的往复运动机械炉排示意图。

附图标记

1、风室              2、上部固定炉排片支撑梁        3、上部固定炉排片

4、上部活动炉排片   5、下部活动炉排片               6、下部固定炉排片

7、上部活动炉排片支撑梁           8、下部活动炉排片支撑梁

9、下部固定炉排片支撑梁

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，本发明的提高层状燃烧下点火稳燃能力的往复运动机械炉排，本发明的提高层状燃烧下点火方式稳燃能力的往复运动机械炉排，包括：由上至下呈阶梯状布置的上部固定炉排片3、上部活动炉排片4、下部活动炉排片5和下部固定炉排片6，所述上部活动炉排片4与下部活动炉排片5通过驱动装置往复运动；其中，上部活动炉排片4往复运动的速度、行程以及运动方向的工作面宽度均小于下部活动炉排片5。所述的上部固定炉排片3、上部活动炉排片4、下部活动炉排片5和下部固定炉排片6分别通过上部固定炉排片支撑梁2、上部活动炉排片支撑梁7、下部活动炉排片支撑梁8、下部固定炉排片支撑梁9固定支撑。

本发明的提高层状燃烧下点火稳燃能力的往复运动机械炉排具体操作及运行如下：

当加入原煤时，原煤在重力和往复炉排的运行推动下，依次经过上部固定炉排片3、上部活动炉排片4、下部活动炉排片5和下部固定炉排片6着火和燃烧；由于上部活动炉排片4、下部活动炉排片5的运动行程和速度不相同，因而使得两者之间存在相对运动，即运动行程小的上部活动炉排片4相对运动行程大的下部活动炉排片5可以看做是固定炉排片；

原煤首先落在上部固定炉排片3上方，由于该炉排相对不动，该炉排上紧靠炉排片着火一侧表面的已燃烧的煤在该炉排上的停留时间等同于固定炉排，因而可保障其不间断地稳定燃烧，为加入在已燃煤上部的新煤的点火提供热量；新加入上部固定炉排片3上方的煤在堆积到一定的高度后，一部分靠重力流动到上部活动炉排片4上已燃煤的上面，继续受上部活动炉排片4上方已燃煤的加热；由于上部活动炉排片4的运动速度慢，往复行程较小，因而其上的已燃煤被推移走的速度很慢，每次推移煤量较小，这样就确保了其燃烧的火源稳定；堆积在上部活动炉排片4上方已燃煤进一步加热未燃煤使其部分达到着火温度开始燃烧，从而为未燃煤提供更多的加热热量；上部活动炉排片4上方已燃煤和未燃煤逐渐混合，在重力和往复炉排作用下移动到下部活动炉排片5上继续燃烧加热，大部分未燃煤被加热到着火温度，之后煤层移动到下部固定炉排片6上继续燃烧。

本发明的上部活动炉排片4与下部活动炉排片5往复运动的速度、行程可根据锅炉燃烧时所使用的煤种以及锅炉的燃烧热负荷而设定和调整，作为一种具体优选方案，上部活动炉排片4的行程在20mm到30mm之间，下部活动炉排片5的行程在50mm到70mm之间。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种提高层状燃烧下点火方式稳燃能力的往复运动机械炉排，其特征在于，包括：由上至下呈阶梯状布置的上部固定炉排片（3）、上部活动炉排片（4）、下部活动炉排片（5）和下部固定炉排片（6），

所述上部活动炉排片（4）与下部活动炉排片（5）通过驱动装置往复运动；其中，上部活动炉排片（4）往复运动的速度与行程均小于下部活动炉排片（5）；并且上部活动炉排片（4）的朝向燃料运动方向一侧的端部不与下部活动炉排片（5）的朝向燃料运动方向一侧的端部重叠。

2.根据权利要求1所述的往复运动机械炉排，其特征在于，所述驱动装置为偏心轮传动装置，其中，所述上部活动炉排片（4）的驱动装置的偏心轮的偏心距小于下部活动炉排片（5）的偏心轮的偏心距。

3.根据权利要求1所述的往复运动机械炉排，其特征在于，所述下部固定炉排片（6）后还依序交替设置下一级的上部活动炉排片（4）、下部活动炉排片（5）和下部固定炉排片（6）。

4.根据权利要求1所述的往复运动机械炉排，其特征在于，所述下部固定炉排片（6）后还依序交替设置单一活动炉排片和单一固定炉排片。

5.根据权利要求1所述的往复运动机械炉排，其特征在于，所述下部固定炉排片（6）后还设置链条炉排。

6.根据权利要求1-5所述的往复运动机械炉排，其特征在于，所述固定炉排片或活动炉排片的工作面表面呈凹凸状或阶梯状。

7.根据权利要求1-5所述的往复运动机械炉排，其特征在于，所述炉排下风室被分隔为若干与每个炉排片相对应的次级风室。

8.根据权利要求1-5所述的往复运动机械炉排，其特征在于，所述的上部固定炉排片（3）、上部活动炉排片（4）、下部活动炉排片（5）和下部固定炉排片（6）分别通过上部固定炉排片支撑梁（2）、上部活动炉排片支撑梁（7）、下部活动炉排片支撑梁（8）、下部固定炉排片支撑梁（9）固定支撑。