CN104566338A - 生物质链条锅炉炉膛结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质链条锅炉炉膛结构，包括链条炉排，链条炉排的上方从前至后依次设有前拱、中拱和后拱，链条炉排上侧设有用于放置燃料层的燃料层区，中拱由竖向的折焰墙构成，后拱由设置在折焰墙底部后侧的前后横向延伸的横向墙构成，前拱和中拱之间设有拱顶，前拱和中拱之间设有第一燃烧室，中拱、后拱与链条炉排之间形成第二燃烧室，后拱的后侧设有竖向的后炉墙，中拱、后拱以及后炉墙之间设有第三燃烧室，第三燃烧室顶端后侧设置出烟气口，第三燃烧室顶部设有出烟气口，第三燃烧室底部设有与第二燃烧室连通的进烟气口。本发明是一种可使燃料在炉膛里充分燃烧，增强换热效率的生物质链条锅炉炉膛结构。

Description

生物质链条锅炉炉膛结构

技术领域

本发明属于生物质燃烧炉领域，具体涉及一种生物质链条锅炉炉膛结构。

背景技术

炉拱是突出于炉膛内部墙面向下的炉墙，其形式有倾斜式或水平——倾斜式。由还原区产生的可燃气体以及随气流带入炉膛的燃料粉末、焦炭粒子在炉拱的作用下与空气充分混合，燃烧燃尽，减少了气体和固体未完全燃烧损失，提高了燃烧效率；另一方面，炉拱能使炉内热辐射及热烟气流动得到合理组织，保证新入燃料能及时着火、稳定燃烧。炉拱按所处位置的不同可分为以下三种：

前拱——位于火床前部的上方，起加快新燃料引燃的作用，因此又称引燃拱或辐射拱，有水平式、倾斜式和反倾斜式等形式。前拱的辐射方式是再辐射为主、镜反射为辅，通过此种方式将辐射热传递到新燃料着火区，提高了燃料着火和燃烧的速度。

中拱——位于火床中部的上方，长度较短、布置灵活、费用低，一般适用于锅炉改造。

后拱——位于火床后部的上方，有单倾斜式、水平——倾斜式和双倾斜式等。后拱的主要作用有以下几个：

（1）与前拱组成喉口，可加强气流扰动，使可燃物与空气充分混合而有利于燃烧，延长了气流在炉内的逗留时间，对可燃物的燃尽很有利；

（2）将大量高温烟气、炽热炭粒以及过量的空气输送至燃料燃烧区，进一步加强了燃烧，炉膛空间的可燃气体在氧气的作用下而燃尽，因此燃烧温度得到提高；

（3）灼热烟气及其夹带的火红炭粒在后拱作用下被导向前端，在气流转弯向上时受到惯性分离作用，火红炭粒落到新燃料层，有利于着火燃烧；

（4）对燃烬区有保温促燃的作用，大大地降低灰渣物理热损失，使锅炉效率得到提高。

燃料床上的燃料是否能进行强烈而完全的燃烧则不仅取决于适当的炉排可见热强度、合理的炉膛布置及运行方式,而且在很大程度上还取决于炉拱的几何形状和尺寸。然而现有的生物质锅炉大都是燃煤锅炉改造而来，由于生物质成型燃料的燃烧特性与煤的燃烧特性有很大的不同，常规的炉拱设计的锅炉在燃烧生物质成型燃料时存在一些问题：高温火焰不能在炉膛里停留足够的时间，可燃成分不能与空气充分混合，导致烟气中一氧化碳、甲烷等可燃气及固体可燃颗粒含量较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种可使燃料在炉膛里充分燃烧，并使烟气在炉膛内的停留时间大大延长，使高温烟气与对流管束充分换热，增强换热效率的生物质链条锅炉炉膛结构。

    为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：生物质链条锅炉炉膛结构，包括链条炉排，链条炉排的上方从前至后依次设有前拱、中拱和后拱，链条炉排上侧设有用于放置燃料层的燃料层区，中拱由竖向的折焰墙构成，后拱由位于折焰墙底部后侧的前后横向延伸的横向墙构成，前拱和中拱之间设有拱顶，前拱和中拱之间设有第一燃烧室，中拱、后拱与链条炉排之间形成第二燃烧室，后拱的后侧设有竖向的后炉墙，中拱、后拱以及后炉墙之间设有第三燃烧室，第三燃烧室顶端后侧设置出烟气口，第三燃烧室顶部设有出烟气口，第三燃烧室底部设有与第二燃烧室连通的进烟气口；前拱上和中拱上均分别设有二次风口，前拱上二次风口和中拱上二次风口为相向设置，前拱上二次风口的出风方向指向第一燃烧室中部下侧的燃料层区，中拱上二次风口的出风方向也指向第一燃烧室中部下侧的燃料层区，链条炉排的后端位于横向墙的前部下侧。

    所述折焰墙顶端前侧与拱顶之间设有圆弧倒角，折焰墙的底端前侧也设有圆弧倒角。

所述中拱上二次风口设置在折焰墙的底端圆弧倒角处。

    前拱上部为从前至后斜向上延伸、下部为竖向延伸，前拱的二次风口设置在前拱的竖向延伸部分上。

所述折焰墙为竖直延伸并且折焰墙底端设有向后折弯部。

    所述后炉墙上设有与第三燃烧室相连通的清灰口，后炉墙的外侧对应清灰口设置清灰门。

所述第一燃烧室下侧设有一次风箱。

本发明所述的生物质链条锅炉炉膛结构，具有如下有益效果：

1.具有新型炉拱结构：炉膛使用全炉拱设计，前拱一直延伸到炉膛中部，并增加了一道折焰墙作为中拱，前拱、中拱和炉排之间形成第一燃烧室，后拱是一道横向墙，后拱、折焰墙和链条炉排形成第二燃烧室，烟气从折焰墙和后拱之间的进烟气口进入第三燃烧室。炉拱将炉膛分为三个区域——第一燃烧室、第二燃烧室和第三燃烧室，延长了高温烟气在炉膛内的停留时间，提高燃烧效率。烟气在第一燃烧室内在一次风作用下燃烧；第二燃烧室内进行一次降尘和二次燃烧；烟气进入第三燃烧室时，流速降低，烟气进行二次降尘，提高燃烬率，减少烟尘排放。

2.具有新型二次风系统：位于前拱的二次风口向下倾斜可让风吹到第一燃烧室燃料层中部，位于中拱的二次风口向前下倾斜可让风吹到第一燃烧室燃料层中部，在燃料层上方区域形成对向气流扰动。该设计延长了高温烟气在第一燃烧室的停留时间，同时优化了炉内热力场，提高锅炉稳定燃烧能力和燃料的燃尽程度，使火焰不贴壁、不冲墙、充满度高，壁面热负荷均匀。

3.折焰墙形成的中拱的前侧的顶部和底部均采用圆弧倒角设计，这种设计使高温烟气在炉膛内流动更加流畅，无死角流动，优化了烟气流动。

4.在炉膛尾部的后炉墙设置清灰门，生物质燃料燃烧时，少量灰分由于质量轻会随着高温烟气一起运动，最终沉积在后拱的横向墙上，沉积的灰渣和烟尘可由清灰门定期清除。

     本发明所述的生物质链条锅炉炉膛结构，生物质燃料随着链条炉排的运动进入炉膛第一燃烧室，第一燃烧室为主要燃烧区，在一次风和二次风用下，生物质成型燃料燃烧，产生的高温烟气在炉膛内辐射换热，最终绕过折焰墙进入第二燃烧室。第二燃烧室为二次燃烧区，高温烟气中含有的一氧化碳、甲烷等可燃气体以及固体可燃颗粒继续燃烧传热，部分烟尘在这里降落。二次燃烧后的烟气通过折焰墙和后拱之间的开孔进入第三燃烧室。烟气在第三燃烧室内进一步降尘，在引风系统作用下进入烟道。炉膛内第一燃烧室和第二燃烧室积累的烟尘颗粒和灰渣可通过炉排运动排出，第三燃烧室内的烟尘颗粒和灰渣可通过清灰门来清除。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

由图1所示的生物质链条锅炉炉膛结构，包括链条炉排7，链条炉排7的上方从前至后依次设有前拱2、中拱和后拱。

前拱2上部为从前至后斜向上延伸、前拱2下部为竖直延伸。

中拱由竖向的折焰墙5构成，并且折焰墙5为竖直延伸，折焰墙5底端设有向后折弯部。

后拱由位于折焰墙5底部后侧的前后横向延伸的横向墙6构成，并且横向墙6为前后水平延伸。链条炉排7的后端位于横向墙6的前部下侧。

前拱2、中拱和后拱均间隔设于链条炉排7上方，链条炉排7上侧设有用于放置燃料层的燃料层区4。燃料层区4为位于链条炉排7上侧的条形区域。前拱2和中拱之间设有拱顶13，所述拱顶13为前后水平延伸的隔墙。所述折焰墙5顶端前侧与拱顶13之间设有圆弧倒角，折焰墙5的底端前侧也设有圆弧倒角。

前拱2和中拱之间设有第一燃烧室14，第一燃烧室14由前拱2、中拱以及前拱2与中拱之间的拱顶13围设而成。中拱下侧、后拱下侧与链条炉排7之间形成第二燃烧室15。后拱的后侧固设有竖直的后炉墙，后炉墙顶端延伸至横向墙6上侧、底端延伸至横向墙6下侧，中拱、后拱以及后炉墙之间设有第三燃烧室11，即中拱、后拱以及后炉墙上侧围设成的U型区域为第三燃烧室11，第三燃烧室11的顶端设有前后水平的墙体10和出烟气口9，并且出烟气口9位于第三燃烧室11的顶端后侧，出烟气口9为水平的墙体10与后炉墙顶端之间的间隙（当然，本发明不拘泥于上述形式，也可将墙体10覆盖整个第三燃烧室11的顶端，将出烟气口9开设在墙体10的后侧），第三燃烧室11设有与第二燃烧室15连通的进烟气口16，中拱底部与横向墙6前端为间隔设置，中拱底部与横向墙6前端之间的间隙为所述进烟气口16，出烟气口9和进烟气口16分别位于第三燃烧室11的顶、底部。出烟气口9连接烟道，烟道连接引风系统，在引风系统作用下，便于排出烟气，烟道与引风系统均为现有技术，故不详细叙述，并且图中也未示出。

所述第一燃烧室14下侧设有一次风箱3。一次风箱3可提供一次风，一次风箱3固设在炉体上，并位于链条炉排7的上、下层链条之间，一次风箱3为现有技术，故不详细叙述。

前拱2上和中拱上均分别设有二次风口1，前拱2上二次风口1和中拱上二次风口1为相向设置，前拱2的二次风口1设置在前拱2的竖直延伸部分上，所述中拱上二次风口1设置在折焰墙5的底端圆弧倒角处。前拱2上二次风口1的出风方向倾斜向下指向第一燃烧室14中部下侧的燃料层区4，中拱上二次风口1的出风方向也倾斜向下指向第一燃烧室14中部下侧的燃料层区4。二次风口1与二次供风系统连接，二次供风系统为现有技术，故不详细叙述。

    所述后炉墙上设有与第三燃烧室11相连通的清灰口，后炉墙的外侧对应清灰口设置清灰门8。

    本发明所述的生物质链条锅炉炉膛结构，在工作时，燃料层区4放置燃料层，生物质燃料随着链条炉排7的运动进入炉膛第一燃烧室14，第一燃烧室14为主要燃烧区，在一次风和二次风用下，生物质成型燃料燃烧，产生的高温烟气在炉膛内辐射换热，最终绕过折焰墙5进入第二燃烧室15。第二燃烧室15为二次燃烧区，高温烟气中含有的一氧化碳、甲烷等可燃气体以及固体可燃颗粒继续燃烧传热，部分烟尘在这里降落。二次燃烧后的烟气通过折焰墙5和后拱之间的开孔进入第三燃烧室11。烟气在第三燃烧室11内进一步降尘，在引风系统作用下进入烟道。炉膛内第一燃烧室14和第二燃烧室15积累的烟尘颗粒和灰渣可通过炉排运动排出，第三燃烧室11内的烟尘颗粒和灰渣可通过清灰门8来清除。烟气流向线12先在第一燃烧室14内呈拱形流动，然后绕过第二燃烧室15，再绕过折焰墙5的底端进入第三燃烧室11，再通过出烟气口9排出，整个烟气流向线12呈波浪状。

Claims (7)

1.生物质链条锅炉炉膛结构，包括链条炉排，其特征在于：链条炉排的上方从前至后依次设有前拱、中拱和后拱，链条炉排上侧设有用于放置燃料层的燃料层区，中拱由竖向的折焰墙构成，后拱由位于折焰墙底部后侧的前后横向延伸的横向墙构成，前拱和中拱之间设有拱顶，前拱和中拱之间设有第一燃烧室，中拱、后拱与链条炉排之间形成第二燃烧室，后拱的后侧设有竖向的后炉墙，中拱、后拱以及后炉墙之间设有第三燃烧室，第三燃烧室顶端后侧设置出烟气口，第三燃烧室顶部设有出烟气口，第三燃烧室底部设有与第二燃烧室连通的进烟气口；前拱上和中拱上均分别设有二次风口，前拱上二次风口和中拱上二次风口为相向设置，前拱上二次风口的出风方向指向第一燃烧室中部下侧的燃料层区，中拱上二次风口的出风方向也指向第一燃烧室中部下侧的燃料层区，链条炉排的后端位于横向墙的前部下侧。

2.如权利要求1所述的生物质链条锅炉炉膛结构，其特征在于：所述折焰墙顶端前侧与拱顶之间设有圆弧倒角，折焰墙的底端前侧也设有圆弧倒角。

3.如权利要求2所述的生物质链条锅炉炉膛结构，其特征在于：所述中拱上二次风口设置在折焰墙的底端圆弧倒角处。

4.如权利要求1所述的生物质链条锅炉炉膛结构，其特征在于：前拱上部为从前至后斜向上延伸、下部为竖向延伸，前拱的二次风口设置在前拱的竖向延伸部分上。

5.如权利要求1所述的生物质链条锅炉炉膛结构，其特征在于：所述折焰墙为竖直延伸并且折焰墙底端设有向后折弯部。

6.如权利要求1所述的生物质链条锅炉炉膛结构，其特征在于：所述后炉墙上设有与第三燃烧室相连通的清灰口，后炉墙的外侧对应清灰口设置清灰门。

7.如权利要求1所述的生物质链条锅炉炉膛结构，其特征在于：所述第一燃烧室下侧设有一次风箱。