CN106838879B - 一种生物质打捆燃料链条锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质打捆燃料链条锅炉，它包括炉拱结构和进料结构，所述炉拱结构包括在链条炉排的上方依次设置的前拱、中拱和后拱，中拱由竖向的折焰墙构成，后拱由拱墙以及竖向向上延伸的挡火墙组成，挡火墙位于前拱与中拱之间，挡火墙的下部与拱墙的前端连接，拱墙的后端朝下倾斜并延伸至与炉膛后墙处与其连接；前拱与后拱之间的空间为第一燃烧室，后拱与中拱之间的空间为第二燃烧室，中拱与炉膛后墙之间的空间为第三燃烧室；所述进料结构包括在设在前拱上的进料口，进料口位于炉膛内部的一端设置有可开合的挡风板，进料口处铺设有输送通道。本发明通过炉拱结构和进料结构的配合，提高燃烧温度及燃烧效率。

Description

一种生物质打捆燃料链条锅炉

技术领域

本发明属于生物质燃烧技术领域，具体涉及一种生物质打捆燃料链条锅炉。

背景技术

生物质打捆燃料密度适中、生产效率高、燃烧效果好、容易利用，是一种较好的生物质燃烧利用方式，成为生物质燃烧利用技术的一个重要发展方向。但是适合生物质打捆燃烧的专用设备还很少，国内在此方面的研究尚处于起步阶段。目前的生物质锅炉普遍套用燃煤锅炉的“L”型炉拱，即前拱高而短，后拱低而长，通过前后拱的配合，强化燃烧，提高炉膛内温度。但是“L”型锅炉并不适合燃用生物质打捆燃料，生物质打捆燃料的燃烧特性与化石燃料相比有较大差别。其水分含量高，产生的挥发分及烟气流速快、体积大，难以充分燃烧且烟气热损较高；生物质打捆燃料燃烧时结构松散，产生的灰分会被一次风鼓起并随着烟气一起流动，易造成炉膛内严重的积灰堵塞问题；生物质发热量低，灰熔点低，普通的锅炉难以让其稳定的燃烧，而温度过高又会引起严重的结渣问题，造成受热面传热能力下降。

而且现有的锅炉进料方式主要分为人工进料、生物质成型颗粒进料斗、液压推动三种进料方式，而人工进料方式是传统散烧锅炉的进料方式，耗费人力，技术含量低；生物质成型颗粒进料斗的进料方式是根据燃煤锅炉的进料方式设计改进的，适用于成型颗粒燃料锅炉。捆烧作为近年来新型的燃烧方式，相比较以前的传统散烧、成型颗粒燃烧等燃烧方式，它摒弃了原生物质燃料和生物质致密成型燃料的不足，由于打捆燃料具有燃料体积大的特点，前两种进料方式都不适合生物质打捆燃料链条锅炉。液压推动的进料方式适用于生物质打捆燃料链条锅炉，但由于现有的液压推动方式是直接把打捆燃料推进炉膛进行燃烧，并且进料口没有挡风装置，链条炉排和进料口在同一水平面上，这就导致由于进料口太大，容易发生漏风和回火，导致炉膛温度降低，燃烧效率下降，并且也容易发生危险事故，进料方式不理想。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种生物质打捆燃料链条锅炉，通过炉拱结构和进料结构的配合，提高燃烧温度及燃烧效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种生物质打捆燃料链条锅炉，它包括炉拱结构和进料结构，所述炉拱结构包括在链条炉排的上方依次设置的前拱、中拱和后拱，中拱由竖向的折焰墙构成，中拱的上部与炉膛顶墙连接，后拱由拱墙以及竖向向上延伸的挡火墙组成，挡火墙位于前拱与中拱之间，且挡火墙的上部与炉膛顶墙之间保留有烟气通道，挡火墙的下部与拱墙的前端连接，拱墙的后端朝下倾斜并延伸至与炉膛后墙处与其连接，中拱的下部与后拱的拱墙之间保留有烟气通道；前拱与后拱之间的空间为第一燃烧室，后拱与中拱之间的空间为第二燃烧室，中拱与炉膛后墙之间的空间为第三燃烧室；

所述进料结构包括在设在前拱上的进料口，进料口与炉排上下对应并保留有高度差，进料口位于炉膛内部的一端设置有可开合的挡风板，当挡风板处于闭合状态时，挡风板完全封堵所述进料口；进料口处铺设有输送通道，输送通道由外向内延伸至进料口内并与挡风板平齐。

所述输送通道上配设有伸缩推杆，伸缩推杆的推进方向与输送通道的输送方向相同。

所述挡风板的上边沿通过转轴与前拱铰接连接。

所述伸缩推杆为液压杆。

所述输送通道为辊道。

所述第三燃烧室的顶部设有烟气出口。

所述炉膛后墙上与后拱的交接处设有清灰口，清灰口与第三燃烧室连通。

本发明的有益效果是：

1.本发明的炉拱结构由前拱、中拱和后拱组合而成，将炉膛分为第一燃烧室、第二燃烧室和第三燃烧室，其中第二燃烧室主要作为燃尽室使用，第三燃烧室除了作为燃尽室还主要作为灰分沉降室使用。本发明依靠炉拱将烟气聚集于炉膛前中部，提高燃烧温度及热效率，并且通过炉拱的特殊结构改变烟气的行程路径，增加烟气在炉膛内的滞留时间，降低排烟热损。

后拱主体由一段拱墙以及竖直向上延伸的挡火墙组成。拱墙除了可以将炉膛后部的热量更好地辐射到炉膛中部，以提高炉膛中部的温度、提高燃烧效率之外，而且还可以增加烟气的行程路径，使烟气中的可燃成分更加完全的燃烧。而向上延伸的挡火墙主要也是为了改变烟气的的路径，以增加在炉膛内的滞留时间。

中拱则是由一道挡火墙构成。中拱的目的主要是改变烟气的路径，增加烟气行程，避免其直接进入第三燃烧室，同时与后拱向上延伸部分组成燃尽室。

第三燃烧室除了将前面过来的未燃尽的烟气燃尽之外，最主要的是作为灰分沉降室，这是由于炉拱的特殊设置及搭配改变了烟气的路径，增加了烟气行程，降低了烟气的流速，使得烟气中的灰分得以沉降下来。

由于后拱的拱墙结构，当沉降室的灰分掉落到后拱上时，会滑落并聚集到后拱与炉膛后墙交接最底部处的清灰口位置，这样可以方便灰分的收集和清除。

2. 本发明的进料结构采取加高进料口高度的设计，使进料口与链条炉排有一定的高度差，这就避免了打捆燃料在炉膛燃烧过程中回火现象的发生，从而防止事故的发生，保证人身安全。

由于生物质打捆燃料的横截面尺寸大，炉膛进料口的尺寸设计相应变大大，这就导致漏风的可能性变大，该进料口安装一个耐高温的挡风板，采用转轴铰接接，在生物质打捆燃料进入炉膛后，由于重力原因会自动关闭，防止燃料燃烧过程中漏风。

本发明的进料结构采用推动与传送相结合，输送通道（辊道）可以减少摩擦阻力，提高进料的速度，节约人力，提高进料效率。

3. 本发明工作时，生物质打捆燃料被运送到输送通道上，经由伸缩推杆推动进入进料口，生物质打捆燃料推启挡风板，然后进入炉膛，掉落到链条炉排上后进行燃烧，挡风板是铰接连接的，打捆燃料进入炉膛后，挡风板由于自身重力原因会自动关闭，防止漏风。在燃烧过程中，由于进料口与链条炉排有高度差，打捆燃料在炉排上燃烧时，进料口位置的草捆不会被炉膛内正在燃烧的草捆引燃，从而不会发生回火现象，同时挡风板关闭，防止漏风，不会降低炉膛温度，提高燃烧效率。

生物质打捆燃料进入炉膛内，在一次风的助燃下于第一燃烧室内燃烧，炉排前部对应干燥区，燃料中水分受热逸出，炉排中部对应挥发分的析出及燃烧阶段是锅炉的主燃烧区，而炉排后部则对应着固定碳的燃尽及灰渣形成阶段。该炉拱结构中，前拱与后拱之间的空间为第一燃烧室，后拱与中拱组成第二燃烧室，中拱又与炉膛的后墙组成第三燃烧室。在第一燃烧室内，前拱的作用是将燃料燃烧前期产生的低温烟气聚集于温度较高的炉膛中部以加快烟气中挥发分的燃尽，而后拱则将燃烧后期产生的烟气聚集到炉膛中部，增加炉膛内温度提高燃烧效率。第二燃烧室作为燃尽室使用的，第三燃烧室除了作为燃尽室以外，还可作为沉降室使用，因为烟气在炉膛中受到炉拱的阻流之后，流动速度明显降低，烟气中被携带的灰分可以在第三燃烧室内沉降下来，避免后面烟管的积灰堵塞问题，沉积下来的灰分由清灰口掏出。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中后拱的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

如图1和图2所示，本发明的一种生物质打捆燃料链条锅炉，它包括炉拱结构和进料结构，所述炉拱结构包括在链条炉排2的上方依次设置的前拱5、中拱9和后拱10，中拱9由竖向的折焰墙构成，中拱9的上部与炉膛顶墙连接，后拱10由拱墙12以及竖向向上延伸的挡火墙13组成，挡火墙13位于前拱5与中拱9之间，且挡火墙13的上部与炉膛顶墙之间保留有烟气通道，挡火墙13的下部与拱墙12的前端连接，拱墙12的后端朝下倾斜并延伸至与炉膛后墙14处与其连接，中拱9的下部与后拱10的拱墙12之间保留有烟气通道；前拱5与后拱10之间的空间为第一燃烧室6，后拱10与中拱9之间的空间为第二燃烧室7，中拱9与炉膛后墙14之间的空间为第三燃烧室8。

该炉拱结构的前拱5、中拱6和后拱10将炉膛分为第一燃烧室6、第二燃烧室7和第三燃烧室8，其中第二燃烧室7主要作为燃尽室使用，第三燃烧室8除了作为燃尽室还主要作为灰分沉降室使用。

拱墙12除了可以将炉膛后部的热量更好地辐射到炉膛中部，以提高炉膛中部的温度、提高燃烧效率之外，而且还可以增加烟气的行程路径，使烟气中的可燃成分更加完全的燃烧。而向上延伸的挡火墙13主要也是为了改变烟气的的路径，以增加在炉膛内的滞留时间。

中拱9的目的主要是改变烟气的路径，增加烟气行程，避免其直接进入第三燃烧室8，同时与后拱10向上延伸部分组成燃尽室（第二燃烧室7）。

第三燃烧室8除了将前面过来的未燃尽的烟气燃尽之外，最主要的是作为灰分沉降室，这是由于炉拱的特殊设置及搭配改变了烟气的路径，增加了烟气行程，降低了烟气的流速，使得烟气中的灰分得以沉降下来。

由于后拱10的拱墙结构，当沉降室的灰分掉落到后拱10上时，会滑落并聚集到后拱10与炉膛后墙14交接最底部处的清灰口位置，这样可以方便灰分的收集和清除。

所述第三燃烧室8的顶部设有烟气出口。

所述炉膛后墙14上与后拱10的交接最底部处设有清灰口11，清灰口11与第三燃烧室8连通。

本发明的炉拱结构由耐火材料砌成分为前拱5、中拱6和后拱10，将炉膛分为三个燃烧室，依靠炉拱将烟气聚集于炉膛前中部，提高燃烧温度及热效率，并且通过炉拱的特殊结构改变烟气的行程路径，增加烟气在炉膛内的滞留时间，降低排烟热损。

所述进料结构包括在设在前拱5上的进料口15，进料口15与炉排2上下对应并保留有高度差，进料口15位于炉膛内部的一端设置有可开合的挡风板16，挡风板16的上边沿通过转轴4与前拱5铰接连接。当挡风板16处于闭合状态时，挡风板16完全封堵所述进料口15；进料口15处铺设有输送通道17，输送通道17由外向内延伸至进料口15内并与挡风板16平齐。输送通道17上配设有伸缩推杆18，伸缩推杆18的推进方向与输送通道17的输送方向相同。

所述伸缩推杆选18用液压杆，所述输送通道17选用辊道。

本发明的进料结构采取加高进料口高度的设计，使进料口15与链条炉排2有一定的高度差，这就避免了打捆燃料在炉膛燃烧过程中回火现象的发生，从而防止事故的发生，保证人身安全。

由于生物质打捆燃料的横截面尺寸大，炉膛进料口的尺寸设计相应变大大，这就导致漏风的可能性变大，该进料口15安装一个耐高温的挡风板16，挡风板16的上边沿通过转轴4与前拱5铰接连接，在生物质打捆燃料进入炉膛后，由于重力原因挡风板16会自动关闭，防止燃料燃烧过程中漏风。

本发明的进料结构采用推动与传送相结合，输送通道17（辊道）可以减少摩擦阻力，提高进料的速度，节约人力，提高进料效率

本发明工作时，生物质打捆燃料3被运送到输送通道17上，经由伸缩推杆18推动进入进料口15，生物质打捆燃料推启挡风板16，然后进入炉膛，掉落到链条炉排2上后进行燃烧，挡风板16是铰接连接的，打捆燃料进入炉膛后，挡风板16由于自身重力原因会自动关闭，防止漏风。在燃烧过程中，由于进料口15与链条炉排2有高度差，打捆燃料在炉排2上燃烧时，进料口15位置的草捆不会被炉膛内正在燃烧的草捆引燃，从而不会发生回火现象，同时挡风板关闭，防止漏风，不会降低炉膛温度，提高燃烧效率。

生物质打捆燃料进入炉膛内，在一次风（由链条炉排2下方的一次风系统通入，本实施例中一次风系统为风仓1，其也可以为其他形式）的助燃下于第一燃烧室6内燃烧，炉排前部对应干燥区，燃料中水分受热逸出，炉排中部对应挥发分的析出及燃烧阶段是锅炉的主燃烧区，而炉排后部则对应着固定碳的燃尽及灰渣形成阶段。在第一燃烧室6内，前拱5的作用是将燃料燃烧前期产生的低温烟气聚集于温度较高的炉膛中部以加快烟气中挥发分的燃尽，而后拱10则将燃烧后期产生的烟气聚集到炉膛中部，增加炉膛内温度提高燃烧效率。第二燃烧室7做为燃尽室使用的，第三燃烧室8除了作为燃尽室以外，还可作为沉降室使用，因为烟气在炉膛中受到炉拱的阻流之后，流动速度明显降低，烟气中被携带的灰分可以在第三燃烧室8内沉降下来，避免后面烟管的积灰堵塞问题，沉积下来的灰分由清灰口11掏出。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述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：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种生物质打捆燃料链条锅炉，它包括炉拱结构和进料结构，其特征在于：所述炉拱结构包括在链条炉排的上方依次设置的前拱、中拱和后拱，中拱由竖向的折焰墙构成，中拱的上部与炉膛顶墙连接，后拱由拱墙以及竖向向上延伸的挡火墙组成，挡火墙位于前拱与中拱之间，且挡火墙的上部与炉膛顶墙之间保留有烟气通道，挡火墙的下部与拱墙的前端连接，拱墙的后端朝下倾斜并延伸至与炉膛后墙处与其连接，中拱的下部与后拱的拱墙之间保留有烟气通道；前拱与后拱之间的空间为第一燃烧室，后拱与中拱之间的空间为第二燃烧室，中拱与炉膛后墙之间的空间为第三燃烧室；

所述进料结构包括在设在前拱上的进料口，进料口与炉排上下对应并保留有高度差，进料口位于炉膛内部的一端设置有可开合的挡风板，当挡风板处于闭合状态时，挡风板完全封堵所述进料口；进料口处铺设有输送通道，输送通道由外向内延伸至进料口内并与挡风板平齐；

所述输送通道上配设有伸缩推杆，伸缩推杆的推进方向与输送通道的输送方向相同；

所述挡风板的上边沿通过转轴与前拱铰接连接；

所述伸缩推杆为液压杆；

所述输送通道为辊道；

所述第三燃烧室的顶部设有烟气出口；

所述炉膛后墙上与后拱的交接处设有清灰口，清灰口与第三燃烧室连通。

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