CN108826667A - 一种快速升温燃烧结构及生物质常压热水两吨锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种快速升温燃烧结构及生物质常压热水两吨锅炉，其中，快速升温燃烧结构，包括燃烧腔，燃烧腔一侧设有倾斜的辐射面，辐射面用于对火焰形成辐射仰角；燃烧腔另一侧依次设有若干辐射拱；形成辐射仰角的火焰和/或没有燃尽的燃烧物通过若干辐射拱产生升温热辐射，形成旋转重复式燃烧环境。本发明提供的快速升温燃烧结构，通过辐射面以及若干辐射拱，在锅炉内部形成旋转重复式的燃烧环境大大强化了燃烧时的火力,使锅炉炉膛内的燃烧物经过高温和辐射,充分燃烧,降低热能的损耗。本发明还提供一种生物质常压热水两吨锅炉，采用如上任意所述的快速升温燃烧结构，最大限度的利用热效率和减少热损失，提高了燃料燃尽率。

Description

一种快速升温燃烧结构及生物质常压热水两吨锅炉
技术领域
本发明涉及供暖设备领域，特别涉及一种快速升温燃烧结构及生物质常压热水两吨锅炉。
背景技术
生物质颗粒燃料是一种环保燃料，发热量为3900-4800千卡/Kg左右，发热量大；经炭化后其发热量更是高达700-800千卡/Kg。纯度高,是高效节能的环保然燃料，是国家大力倡导的洁净、低碳、可再生的清洁能源。
生物质锅炉是锅炉的一个种类，以生物质能源作为燃料。分为生物质蒸汽锅炉、生物质热水锅炉、生物质热风炉、生物质导热油炉、立式生物质锅炉、卧式生物质锅炉等。现有的生物质常压热水锅炉的炉膛内，一般采用多排连接水管，用于连接烟道的上下烟室，增加热能利用。该结构设计并未改善生物质燃烧环境，燃烧时活力不强，升温速度慢。
发明内容
为解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种快速升温燃烧结构及生物质常压热水两吨锅炉，其中，快速升温燃烧结构，包括燃烧腔，所述燃烧腔一侧设有倾斜的辐射面，所述辐射面用于对火焰形成辐射仰角；所述燃烧腔另一侧依次设有若干辐射拱；形成辐射仰角的火焰和/或没有燃尽的燃烧物通过若干辐射拱产生升温热辐射，形成旋转重复式燃烧环境。
进一步地，所述辐射面与相邻的辐射拱的距离L4为420mm-480mm。
进一步地，若干辐射拱包括依次设置的第一辐射拱、第二辐射拱和第三辐射拱；所述第二辐射拱高于所述第一辐射拱和第三辐射拱；所述第三辐射拱一端设于第二辐射拱下方，另一端向下弯折。
进一步地，所述第一辐射拱的弧半径R1为860mm-1000mm；所述第二辐射拱的弧半径R2为1100mm-1200mm；所述第三辐射拱的弧半径R3为800mm-900mm；所述第一辐射拱、第二辐射拱和第三辐射拱的弦长均为900mm-1100mm。
进一步地，所述第一辐射拱的长度L1为200mm-250mm；所述第二辐射拱的长度L2为750mm-850mm；所述第三辐射拱的长度L3为1100mm-1200mm；所述第二辐射拱与所述第三辐射拱在竖直方向上的距离H1为280mm-320mm。
进一步地，所述辐射面的厚度D1为110mm-120mm；所述第一辐射拱的厚度D2为280mm-320mm；所述第二辐射拱的厚度D3为150mm-180mm；所述第三辐射拱的厚度D4为150mm-180mm。
进一步地，所述辐射面包括第一辐射面和第二辐射面；所述第一辐射面和第二辐射面对称设置。
本发明提供的快速升温燃烧结构，通过辐射面以及若干辐射拱，在锅炉内部形成旋转重复式的燃烧环境大大强化了燃烧时的火力,使锅炉炉膛内的燃烧物经过高温和辐射,形成旋转重复式燃烧环境，使物料充分燃烧、提高燃料燃尽率；同时，降低热能的损耗。
本发明另外提供一种生物质常压热水两吨锅炉，采用如上任意所述的快速升温燃烧结构；所述快速升温燃烧结构上方设有水箱；所述水箱内设有若干组烟管；所述若干组烟管与所述水箱的出烟口导通。
进一步地，所述出烟口向上凹陷。
进一步地，所述烟管另一侧与连接水管连接；所述连接水管侧壁与所述辐射面连接。
本发明提供的生物质常压热水两吨锅炉，采用了拱型仰角辐射燃烧系统的s型循环吸热系统，最大限度的利用热效率和减少热损失，设计的锅炉与同等规格、同等燃料介质的锅炉相比，升温时间能提高百分之六十五-百分之八十，加强了燃烧火力、提高了燃料燃尽率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明参照组或现有技术中的技术方案，下面将对参照组或现有技术描述中所需要使用的附图进行简单地介绍，，下面描述中的附图是本发明的一些参照组，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的生物质常压热水两吨锅炉剖面示意图；
图2为生物质常压热水两吨锅炉一实施例剖面图；
图3为图1中A-A剖面示意图；
图4为图1中B-B剖面示意图；
图5为图1中两吨锅炉左视图；
图6为图1中两吨锅炉俯视图。
附图标记：
10第一辐射拱 20第二辐射拱 30第三辐射拱
31观火孔 41第一辐射面 42第二辐射面
50连接水管 51拉钉 60烟管
70水箱 71进水口 72出烟口
81第一炉门 82第二炉门
具体实施方式
为使本发明参照组的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明参照组中的附图，对本发明参照组中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的参照组是本发明的一部分参照组，而不是全部的参照组。基于本发明中的参照组，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他参照组，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”以及类似的词语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定与物理或者机械的连接，而是可以包括电性的连接、光连接等，不管是直接的还是间接的。
本发明提供的一种快速升温燃烧结构及生物质常压热水两吨锅炉，其中，快速升温燃烧结构，包括燃烧腔，所述燃烧腔一侧设有倾斜的辐射面，所述辐射面用于对火焰形成辐射仰角；所述燃烧腔另一侧依次设有若干辐射拱；形成辐射仰角的火焰和/或没有燃尽的燃烧物；通过若干辐射拱产生升温热辐射形成s形燃烧结构和旋转重复式燃烧环境。
具体实施时，如图1、图3、图4所示，所述燃烧腔一侧设有辐射面，所述辐射面用于对火焰形成辐射仰角；所述燃烧腔另一侧依次设有若干辐射拱，若干辐射拱交错设置；形成辐射仰角的火焰和/或没有燃尽的燃烧物；通过若干辐射拱产生升温热辐射，形成旋转重复式燃烧环境。辐射面和若干辐射拱采用包括但不限于耐火土、耐火砖、耐火水泥等材料制成。
燃烧物燃烧时产生的热能,使锅炉炉膛内的温度升高,当炉膛内温度达到250℃-300℃时,通过左右对称、倾斜设置的辐射面,对燃烧时的火焰形成一定的辐射仰角,从而改变炉内的燃烧环境,对炉内的燃烧挥发物进行增温燃烧,提高热效。
另外，辐射面的正对面依次设有若干辐射拱，若干辐射拱位于低水位区域,无辐射损失；形成辐射仰角的火焰和/或没有燃尽的燃烧物,通过若干辐射拱的作用,产生较大的升温热辐射,使炉膛内产生旋转重复式的燃烧环境,大大地强化了燃烧时的火力,使锅炉炉膛内的燃烧物经过高温和辐射,充分燃烧,降低热能的损耗。
本发明提供的快速升温燃烧结构，通过辐射面以及若干辐射拱，在锅炉内部形成旋转重复式的燃烧环境大大强化了燃烧时的火力,使锅炉炉膛内的燃烧物经过高温和辐射,充分燃烧,降低热能的损耗。
具体实施时，如图1所示，采用图1中所示结构时，辐射面倾斜设置的倾斜角度为45°-60°。
具体实施时，如图2、图3、图4所示，辐射面与相邻的辐射拱的距离L4为420mm-480mm。若干辐射拱由依次设置的第一辐射拱10、第二辐射拱20和第三辐射拱30组成；且第二辐射拱20高于第一辐射拱10和第三辐射拱30；第三辐射拱30一端设于第二辐射拱20下方，另一端向下弯折。第一辐射拱10的弧半径R1为860mm-1000mm；第二辐射拱20的弧半径R2为1100mm-1200mm；第三辐射拱30的弧半径R3为800mm-900mm；第一辐射拱10、第二辐射拱20和第三辐射拱30的弦长均为900mm-1100mm。第一辐射拱10的长度L1为200mm-250mm；第二辐射拱20的长度L2为750mm-850mm；第三辐射拱30的长度L3为1100mm-1200mm；第二辐射拱20与第三辐射拱30在竖直方向上的距离H1为280mm-320mm。
具体实施时，若干辐射拱包括依次设置的第一辐射拱10、第二辐射拱20和第三辐射拱30；第二辐射拱20高于第一辐射拱10和第三辐射拱30；第三辐射拱30一端设于第二辐射拱20下方，另一端向下弯折；第三辐射拱30向下弯折的一端设有观火孔31。第三辐射拱30弯折端与水平方向的夹角为8°-60°。
进一步地，所述辐射面包括第一辐射面41和第二辐射面42；所述第一辐射面41和第二辐射面42对称设置。
具体实施时，第一辐射面41和第二辐射面42与水平方向的夹角为45°-60°。
本发明另外提供一种生物质常压热水两吨锅炉，采用如上任意所述的快速升温燃烧结构；所述快速升温燃烧结构上方设有水箱70；水箱70内装有水；所述水箱70内设有若干组烟管60；所述若干组烟管60与所述水箱70的出烟口72导通；水箱70上方设有进水口71。
优选地，所述出烟口72向上凹陷。
优选地，所述烟管60另一侧与连接水管50连接；所述连接水管50侧壁与所述辐射面连接。
具体实施时，如图1、图5、图6所示，锅炉两端分别设有第一炉门81和第二炉门82；辐射面设置在锅炉炉膛的前部，靠近第一炉门81一侧，若干辐射拱设置分别设置在炉膛中前部、中部和后部；若干辐射拱设置于低水位区域；快速升温燃烧结构上方设有若干组烟管60；烟管60另一侧与连接水管50连接；连接水管50部分侧壁与所述辐射面连接。连接水管50导通至锅炉侧面的管道；锅炉侧面的管道设有若干拉钉51。通过第一辐射拱10、第二辐射拱20、第三辐射拱30形成s型燃烧结构，形成旋转重复式燃烧环境。
通过辐射面和若干辐射拱，将锅炉炉膛分为燃烧区、辐射区和吸热区；生物质燃烧的第一回程在燃烧区进行，燃烧腔设置在锅炉本体的中下部。由于燃烧物(生物质颗粒燃料)材质轻、裂变轻，在燃烧腔内能够迅速燃烧，燃烧时产生的热能，使炉膛内的温度快速升高，当炉膛的温度达到250℃-300℃时，连接水管50上的倾斜的辐射面，对燃烧时的火焰形成一定的辐射仰角，从而改变炉膛内的燃烧环境，对炉膛内的燃烧挥发物进行增温燃烧，从而形成旋转重复式燃烧的环境，提高热效。
第二回程在辐射区进行，若干辐射拱分别设置在炉膛的中前部、中部和后部。由于其位于低水位区域，无辐射损失，在炉膛内由火焰形成的辐射仰角通过若干辐射拱结构和/或配风装置的作用下，产生较大的辐射能，使温度辐射区的温度升高，从而使炉膛内产生旋转式重复燃烧环境，大大加强了燃烧时的火力，同时，使燃烧物能够充分燃烧。
第三回程在烟管60内进行，通过多组烟管60和烟室的设置，使热能的利用更加充分，有效降低了热能损耗。
本发明提供的生物质常压热水两吨锅炉，采用了拱型仰角辐射燃烧系统，s型循环吸热系统，最大限度的利用热效率和减少热损失；通过多次电子测温系统进行温度测试显示，本发明提供的生物质常压热水两吨锅炉与同等规格、同等燃料介质型号为DZL2-1.25-T的锅炉相比，从0℃升温到80℃的时间缩短了30％(DZL2-1.25-T的升温时间为1.5小时-2小时，本发明提供的锅炉为30分钟-40分钟)；同时，利用多次元素分析法对燃料燃尽率进行测试显示，相较于同等规格、同等燃料介质型号为DZL2-1.25-T的锅炉，本发明提供的生物质常压热水两吨锅炉的燃料燃尽率高。本发明提供的生物质常压热水两吨锅炉的燃料燃尽率为99.7％-99.8％。
为检测本发明提供的生物质常压热水两吨锅炉中各个辐射拱在本发明中的作用，以减少第一辐射拱10为参照组1；以减少第二辐射拱20为参照组2；以减少第三辐射拱30为参照组3；以减少第一辐射拱10和第二辐射拱20为参照组4；通过电子测温系统进行升温测试；并通过元素分析法测试燃料燃尽率；重复多次测试得到如下测试结果:
经过测试，参照组1中的升温时间为1.6小时-1.8小时，燃尽率为80.3％-82.1％；参照组2中的升温时间为1.7小时-1.8小时，燃尽率为79.6％-80.6％；参照组3中的升温时间为1.7小时-1.8小时，燃尽率为78.6％-79.8％；参照组4中的升温时间为1.9小时-2.1小时，燃尽率为77.6％-78.3％。
通过如上测试结果显示，参照组1、参照组2、参照组3、参照组4的升温时间明显增加、燃尽率明显下降。由此可见，本发明提供的锅炉通过三个辐射拱共同作用使燃料重分燃烧，达到缩短升温时间、提高燃尽率的目的。
尽管本文中较多的使用了诸如辐射拱、观火孔、辐射面、连接水管、拉钉、烟管等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
最后应说明的是：以上各参照组仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各参照组对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各参照组所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各参照组技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种快速升温燃烧结构，包括燃烧腔，其特征在于：所述燃烧腔一侧设有倾斜的辐射面，所述辐射面用于对火焰形成辐射仰角；所述燃烧腔另一侧依次设有若干辐射拱；形成辐射仰角的火焰和/或没有燃尽的燃烧物通过若干辐射拱产生升温热辐射，形成旋转重复式燃烧环境。
2.根据权利要求1所述的采用快速升温燃烧结构，其特征在于：所述辐射面与相邻的辐射拱的距离L4为420mm-480mm。
3.根据权利要求2所述的快速升温燃烧结构，其特征在于：若干辐射拱包括依次设置的第一辐射拱(10)、第二辐射拱(20)和第三辐射拱(30)；所述第二辐射拱(20)高于所述第一辐射拱(10)和第三辐射拱(30)；所述第三辐射拱(30)一端设于第二辐射拱(20)下方，另一端向下弯折。
4.根据权利要求3所述的快速升温燃烧结构，其特征在于：所述第一辐射拱(10)的弧半径R1为860mm-1000mm；所述第二辐射拱(20)的弧半径R2为1100mm-1200mm；所述第三辐射拱(30)的弧半径R3为800mm-900mm；所述第一辐射拱(10)、第二辐射拱(20)和第三辐射拱(30)的弦长均为900mm-1100mm。
5.根据权利要求3所述的快速升温燃烧结构，其特征在于：所述第一辐射拱(10)的长度L1为200mm-250mm；所述第二辐射拱(20)的长度L2为750mm-850mm；所述第三辐射拱(30)的长度L3为1100mm-1200mm；所述第二辐射拱(20)与所述第三辐射拱(30)在竖直方向上的距离H1为280mm-320mm。
6.根据权利要求3所述的快速升温燃烧结构，其特征在于：所述辐射面的厚度D1为110mm-120mm；所述第一辐射拱(10)的厚度D2为280mm-320mm；所述第二辐射拱(20)的厚度D3为150mm-180mm；所述第三辐射拱(30)的厚度D4为150mm-180mm。
7.根据权利要求2所述的快速升温燃烧结构，其特征在于：所述辐射面包括第一辐射面(41)和第二辐射面(42)；所述第一辐射面(41)和第二辐射面(42)对称设置。
8.一种生物质常压热水两吨锅炉，其特征在于：采用如权利要求1-7任一项所述的快速升温燃烧结构；所述快速升温燃烧结构上方设有水箱(70)；所述水箱(70)内设有若干组烟管(60)；所述若干组烟管(60)与所述水箱(70)的出烟口(72)导通。
9.根据权利要求8所述的生物质常压热水两吨锅炉，其特征在于：所述出烟口(72)向上凹陷。
10.根据权利要求8所述的生物质常压热水两吨锅炉，其特征在于：所述烟管(60)另一侧与连接水管(50)连接；所述连接水管(50)侧壁与所述辐射面连接。
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