CN107062200A - 高效能锅炉炉排系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效能锅炉炉排系统，包括呈台阶设置的炉渣燃烧炉排和物料燃烧炉排，物料燃烧炉排的上方设有进料装置和气化燃烧腔，气化燃烧腔设有喷火出渣口和进料通道，气化燃烧腔的腔壁上设有隔热降温装置和供风装置，供风装置上设有若干射向燃烧物料表面的空气喷管；本发明采用双炉排结构，物料在输送速度较慢的物料燃烧炉排上时，空气喷管向物料表面大量送风，使燃烧层富氧燃烧，燃烧产生的炉渣落入输送速度较快的炉渣燃烧炉排上，经过重新混合并在相对较少的供风的情况下，炉渣内的残余固态碳继续充分燃烧；本发明不仅通过合理地使用了供风使能源成本降低，而且大大提高了物料的热能利用效率，为物料的完全资源化利用提供了充分的保证。

Description

高效能锅炉炉排系统

技术领域

本发明涉及炉排锅炉技术领域，尤其涉及一种锅炉炉排系统。

背景技术

固态可燃物的燃烧原理分为三个阶段：第一是着火前的阶段，包括燃干燥、析出挥发分和形成固态炭，固态可燃物在炉中加热、干燥、蒸发水分，随着温度增高，其中有机质开始热分解，主要是从大分子上断裂下来的侧链和官能团所形成的挥发分，其主要成分为CO、CO2、H2、H2O、CH4及各种烃类化合物，热分解的剩余产物是固态炭，在此过程中固态可燃物要吸收热量；第二是挥发分和炭的燃烧，当温度达到燃点时开始着火，然后可燃挥发分和固态碳开始燃烧，固态可燃物的挥发分越高，燃烧速度就越快；第三是炉渣中残余固态碳燃烬。

对应上述燃烧原理，固态可燃物的燃烧分为三层，包括位于底层的燃烧灰烬层、位于燃烧灰烬层上方的氧化燃烧层、位于氧化燃烧层上方的干燥还原层，还原层上方是挥发分和炭燃烧产生的火焰。

现有炉排锅炉技术中都是从炉排的底部，即燃料的燃烧灰烬层供给空气，这样空气优先供给未完全燃烧的灰烬继续燃烧，释放残存热能；然后提供给氧化燃烧层进行燃烧，释放热量并将热能提供给干燥还原层；干燥还原层吸收热能，分解出挥发分，挥发分燃烧以产生大量所需要的热能。

上述炉排系统在实际使用中会出现许多问题，一方面因为空气是从燃烧灰烬层供给，燃烧的最高温度在氧化燃烧层，容易造成干燥还原层裂解出大分子官能团，干燥还原层上方的燃烧空间温度满足不了挥发分的完全燃烧条件，从而形成浓烟，物料燃烧不彻底且会造成环境污染；另一方面炉排在输送物料过程中，因为炉排行程短，炉排输送速度快，物料还未充分燃烧即被输送到出渣设备，而降低炉排输送速度，物料燃烧率虽有所提高，但供风系统会对燃烧产生的灰烬进行多余的供风，而多余的供风又会增加能源消耗成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不仅改变空气供给方向，而且能使供风量与物料燃烧阶段更匹配、让物料更充分地释放热能且极为环保的高效能锅炉炉排系统。

为解决上述技术问题，高效能锅炉炉排系统，包括安装在锅炉炉膛内的炉渣燃烧炉排，位于所述锅炉炉膛外安装有高于所述炉渣燃烧炉排的物料燃烧炉排，所述物料燃烧炉排的一端伸入所述锅炉炉膛且与所述炉渣燃烧炉排呈台阶设置，所述物料燃烧炉排的另一端上方设有进料装置，位于所述进料装置和所述锅炉炉膛之间的所述物料燃烧炉排的上方设有气化燃烧腔，所述气化燃烧腔的一端设有连通所述锅炉炉膛的喷火出渣口，所述气化燃烧腔的另一端设有进料通道，所述气化燃烧腔的腔壁上设有隔热降温装置和供风装置，所述供风装置上设有若干穿过所述气化燃烧腔的腔壁并射向燃烧物料表面的空气喷管。

作为优选的技术方案，所述进料装置包括与所述进料通道连通的进料仓，所述进料仓的上部设有进料斗。

作为优选的技术方案，所述进料装置还包括设置在所述进料仓和所述进料通道之间的物料调节闸板，所述进料仓上设有与所述物料调节闸板对应的闸板滑道。

作为优选的技术方案，所述隔热降温装置包括设置在气化燃烧腔的腔壁外的冷却水套，所述冷却水套连接有循环泵。

作为优选的技术方案，所述供风装置包括设置在所述气化燃烧腔的腔壁外的布风腔，所述布风腔连接有风机。

作为优选的技术方案，所述空气喷管的下端与所述物料燃烧炉排的距离从所述进料通道到所述喷火出渣口方向逐渐减小。

作为优选的技术方案，所述空气喷管还包括倾斜朝向所述炉渣燃烧炉排的炉渣助燃喷管。

作为优选的技术方案，所述炉渣燃烧炉排水平或倾斜设置，所述物料燃烧炉排水平或倾斜设置。

作为优选的技术方案，所述炉渣燃烧炉为链式炉排或往复式炉排，所述物料燃烧炉排为链式炉排或往复式炉排。

由于采用了上述技术方案，高效能锅炉炉排系统，包括安装在锅炉炉膛内的炉渣燃烧炉排，位于所述锅炉炉膛外安装有高于所述炉渣燃烧炉排的物料燃烧炉排，所述物料燃烧炉排的一端伸入所述锅炉炉膛且与所述炉渣燃烧炉排呈台阶设置，所述物料燃烧炉排的另一端上方设有进料装置，位于所述进料装置和所述锅炉炉膛之间的所述物料燃烧炉排的上方设有气化燃烧腔，所述气化燃烧腔的一端设有连通所述锅炉炉膛的喷火出渣口，所述气化燃烧腔的另一端设有进料通道，所述气化燃烧腔的腔壁上设有隔热降温装置和供风装置，所述供风装置上设有若干穿过所述气化燃烧腔的腔壁并射向燃烧物料表面的空气喷管；本发明采用双炉排结构，物料在输送速度较慢的物料燃烧炉排上时，空气喷管向物料表面大量送风，使燃烧层富氧燃烧，产生大量的热量并被吹向物料的内层，内层的物料进行热分解并产生可燃气体，可燃气体被所述空气喷管的风带动向炉排运动，经过炉排的反弹，重新穿过位于物料表层的燃烧层，在此过程中可燃气体被进一步裂解，由于气化燃烧腔的存在，裂解气体无法逃逸，在空气喷管的充分供氧下迅速燃烧，燃烧的最高点温度可达1100℃-1300℃，在此高温下，所有大分子官能团被继续裂解并燃烧、所有有害气体例如二噁英被完全分解，燃烧产生的炉渣落入输送速度较快的炉渣燃烧炉排上，经过重新混合，并在相对较少的供风的情况下，炉渣内的残余固态碳继续充分燃烧，最终燃烧的灰烬从炉渣燃烧炉排的一端落下；本发明通过对输送速度较慢的物料燃烧炉排进行大量供风，在物料燃烧炉排输送过程中形成高温气化燃烧环境，而对此产生的炉渣进行二次混合和相对较少的供风，使得残余固态碳充分燃烧，不仅合理地使用了供风使能源成本降低，而且大大提高了物料的热能利用效率，为物料的完全资源化利用提供了充分的保证。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是本发明实施例二的结构示意图；

图3是本发明实施例三的结构示意图。

图中：1-锅炉炉膛；2-物料燃烧炉排；3-炉渣燃烧炉排；4-气化燃烧腔；41-喷火出渣口；42-进料通道；5-隔热降温装置；51-冷却水套；6-供风装置；61-布风腔；7-空气喷管；71-炉渣助燃喷管；8-进料装置；81-进料仓；82-进料斗；83-物料调节闸板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

实施例一：如图1所示，高效能锅炉炉排系统，包括安装在锅炉炉膛1内的炉渣燃烧炉排3，位于所述锅炉炉膛1外安装有高于所述炉渣燃烧炉排3的物料燃烧炉排2，所述物料燃烧炉排2的一端伸入所述锅炉炉膛1且与所述炉渣燃烧炉排3呈台阶设置，本实施例所述炉渣燃烧炉排3和所述物料燃烧炉排2均采用链式炉排，且都水平设置，所述链式炉排为本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述。

所述物料燃烧炉排2的另一端上方设有进料装置8，位于所述进料装置8和所述锅炉炉膛1之间的所述物料燃烧炉排2的上方设有气化燃烧腔4，所述气化燃烧腔4的一端设有连通所述锅炉炉膛1的喷火出渣口41，所述气化燃烧腔4的另一端设有进料通道42，所述进料装置8包括与所述进料通道42连通的进料仓81，所述进料仓81的上部设有进料斗82，所述进料装置8还包括设置在所述进料仓81和所述进料通道42之间的物料调节闸板83，所述进料仓81上设有与所述物料调节闸板83对应的闸板滑道,本实施例所述进料斗82上也设有闸板滑道；所述喷火出渣口41的下方为所述物料燃烧炉排2输送物料炉渣的部分，所述喷火出渣口41的上方为喷火口，产生的热能直接进入所述锅炉炉膛1进行利用。

所述气化燃烧腔4的腔壁上设有隔热降温装置5和供风装置6，所述隔热降温装置5包括设置在气化燃烧腔4的腔壁外的冷却水套51，所述冷却水套51连接有循环泵，所述冷却水套51和所述循环泵还连接有换热水源，这种结构可以防止燃烧产生的高温对所述气化燃烧腔4的腔壁的烧蚀，同时冷却水可以回收能源，提高本实施例的热效率，所述循环泵和所述换热水源为公知技术，在此不再赘述且在图中未示出；当然所述隔热降温装置5也可以为设置在所述气化燃烧腔4的腔壁内侧的耐火层，所述耐火层可以防止高温对所述气化燃烧腔4的腔壁的烧蚀，所述耐火层为公知技术，在此不再赘述；所述供风装置6包括设置在所述气化燃烧腔4的腔壁外的布风腔61，所述布风腔61连接有风机，所述风机为公知技术，在此不再赘述且在图中未示出。

所述供风装置6上设有若干穿过所述气化燃烧腔4的腔壁并射向燃烧物料表面的空气喷管7，物料在经过所述气化燃烧腔4时，所述空气喷管7向物料表面大量供风，使物料富氧燃烧；所述空气喷管7的下端与所述物料燃烧炉排2的距离从所述进料通道42到所述喷火出渣口41方向逐渐减小，物料刚进入到所述气化燃烧腔4内时，高度较高，在此位置对应的所述空气喷管7的喷口高度较高，随着物料的燃烧和输送，物料的高度逐渐降低，对应的所述空气喷管7的喷口高度也逐渐降低，这种布置方式可实现均匀布风，保证气化燃烧的充分完全；所述空气喷管7还包括倾斜朝向所述炉渣燃烧炉排3的炉渣助燃喷管71，本实施例炉渣由所述物料燃烧炉排2落到所述炉渣燃烧炉排3的过程中，可以二次混合，锅炉自身的供风系统从所述炉渣燃烧炉排3的下方提供炉渣燃烧的氧气，炉渣助燃喷管71从斜上方对所述炉渣燃烧炉排3上的炉渣提供燃烧的氧气，这样就使未燃尽的炉渣得到充分燃烧，使物料的热能完全释放，所述供风系统为本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述且在图中未示出。

本实施例设置双炉排，物料经由所述进料通道42进入所述气化燃烧腔4后，所述物料燃烧炉排2输送速度较慢，所述物料燃烧炉排2上的物料从表层开始燃烧，空气喷管7向物料表面大量送风，使燃烧层富氧燃烧，产生大量的热量并被吹向物料的内层，内层的物料进行热分解并产生可燃气体，可燃气体被所述空气喷管7的风带动向所述物料燃烧炉排2运动，经过所述物料燃烧炉排2的反弹，重新穿过位于物料表层的燃烧层，在此过程中可燃气体被进一步裂解，由于所述气化燃烧腔4的腔壁的存在，裂解气体无法逃逸，在空气喷管7的充分供氧下迅速燃烧，燃烧的最高点温度可达1100℃-1300℃，在此高温下，所有大分子官能团被继续裂解并燃烧、所有有害气体例如二噁英被完全分解，随着所述物料燃烧炉排2的输送，物料从所述物料燃烧炉排2落到所述炉渣燃烧炉排3上，在掉落的过程中炉渣二次混合，并在输送速度较慢的所述炉渣燃烧炉排3上，通过供给相对较少的风量即可让炉渣内残余固态碳充分燃烧，最终经过充分燃烧后剩下的灰烬从所述炉渣燃烧炉排3的出渣端落下并由出渣机输送出去；本实施例通过对不同燃烧环境提供不同的风量，不仅减少了能源消耗成本，而且大大提高了物料的热能利用效率，为物料的完全资源化利用提供了充分的保证。

实施例二：如图2所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：所述物料燃烧炉排2倾斜设置，本实施例工作原理与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例三：如图3所示，本实施例与实施例二的不同之处在于：所述物料燃烧炉排2为往复式炉排，所述往复式炉排为本领域技术人员所熟知的在此不再赘述，本实施例工作原理与实施例一相同，在此不再赘述。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。除上述实施例外，所述物料燃烧炉排2，可以是水平布置，也可以倾斜布置，可以是链式炉排，也可以是往复式炉排；同样，所述炉渣燃烧炉排3，可以是水平布置，也可以倾斜布置，可以是链式炉排，也可以是往复式炉排。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.高效能锅炉炉排系统，其特征在于：包括安装在锅炉炉膛内的炉渣燃烧炉排，位于所述锅炉炉膛外安装有高于所述炉渣燃烧炉排的物料燃烧炉排，所述物料燃烧炉排的一端伸入所述锅炉炉膛且与所述炉渣燃烧炉排呈台阶设置，所述物料燃烧炉排的另一端上方设有进料装置，位于所述进料装置和所述锅炉炉膛之间的所述物料燃烧炉排的上方设有气化燃烧腔，所述气化燃烧腔的一端设有连通所述锅炉炉膛的喷火出渣口，所述气化燃烧腔的另一端设有进料通道，所述气化燃烧腔的腔壁上设有隔热降温装置和供风装置，所述供风装置上设有若干穿过所述气化燃烧腔的腔壁并射向燃烧物料表面的空气喷管。

2.如权利要求1所述的高效能锅炉炉排系统，其特征在于：所述进料装置包括与所述进料通道连通的进料仓，所述进料仓的上部设有进料斗。

3.如权利要求2所述的高效能锅炉炉排系统，其特征在于：所述进料装置还包括设置在所述进料仓和所述进料通道之间的物料调节闸板，所述进料仓上设有与所述物料调节闸板对应的闸板滑道。

4.如权利要求1所述的高效能锅炉炉排系统，其特征在于：所述隔热降温装置包括设置在气化燃烧腔的腔壁外的冷却水套，所述冷却水套连接有循环泵。

5.如权利要求1所述的高效能锅炉炉排系统，其特征在于：所述供风装置包括设置在所述气化燃烧腔的腔壁外的布风腔，所述布风腔连接有风机。

6.如权利要求1所述的高效能锅炉炉排系统，其特征在于：所述空气喷管的下端与所述物料燃烧炉排的距离从所述进料通道到所述喷火出渣口方向逐渐减小。

7.如权利要求6所述的高效能锅炉炉排系统，其特征在于：所述空气喷管还包括倾斜朝向所述炉渣燃烧炉排的炉渣助燃喷管。

8.如权利要求1至7任一权利要求所述的高效能锅炉炉排系统，其特征在于：所述炉渣燃烧炉排水平或倾斜设置，所述物料燃烧炉排水平或倾斜设置。

9.如权利要求1至7任一权利要求所述的高效能锅炉炉排系统，其特征在于：所述炉渣燃烧炉为链式炉排或往复式炉排，所述物料燃烧炉排为链式炉排或往复式炉排。