CN109237452A - 一种并列炉结构的热循环锅炉 - Google Patents

一种并列炉结构的热循环锅炉 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种并列炉结构的热循环锅炉，包括流态炉本体和并列炉本体，流态炉本体分别为排灰室、引燃室、低温燃烧室和过热燃烧室，在引燃室的底部设有煤粉初滤网，在燃烧室的中部设有回灰筒，其中回灰筒的底部与排灰室连通，回灰筒连接于过热燃烧室，过热燃烧室的顶部设有循环排烟口；排灰室设有煤灰分离滤网、杂物分离网，其中在排灰室的底部连接有循环进风管，在杂物分离网的中部固定有排灰管；并列炉本体内部固定有导热管壳，导热管壳的顶部通过循环排烟管连接到前述的循环排烟口，导热管壳的底部设置底部排烟出口，导热管壳外围依次设置有循环预热腔、空气预热腔和煤粉回热腔。

Description

一种并列炉结构的热循环锅炉
技术领域
本发明涉及一种环保节能锅炉，属于一种并列炉结构的热循环锅炉。
背景技术
随着国内对环保的要求越来越高，对于锅炉的热转化效率要求也越来越高，现在可以买足要求的主要是那些带有尾部过热管道的大型流态化锅炉，此类流态化锅炉煤耗量大，制造成本也较高，只适合大型电厂、大型化工厂等领域使用，对于一些小型企业，大型流态化锅炉成本过高，而传统的卧式煤块锅炉热转化效率又无法满足需求，因此迫切需要一种燃烧效率高，体积小的锅炉，以满足一些小型企业升级的需要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中流态化锅炉制造成本价高的技术问题，提供一种循环结构的分层燃烧室流态化锅炉。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种并列炉结构的热循环锅炉，包括流态炉本体和并列炉本体，流态炉本体从下到上分别为排灰室和燃烧室；所述燃烧室分为由下到上分为引燃室、低温燃烧室和过热燃烧室，其中所示引燃室的侧壁设置有进料口，在引燃室的底部设置有一个煤粉初滤网用于与排灰室连接，在所述燃烧室的中部设置有一个回灰筒，其中回灰筒的底部穿过煤粉初滤网与排灰室连通，回灰筒的顶部连接于过热燃烧室的底部，其中在过热燃烧室的顶部设置有循环排烟口；在所述低温燃烧室内壁和回灰筒的外壁面上阵列设置有冷却管，在所述过热燃烧室内层叠阵列设置有若干盘管结构的过热管，冷却管与过热管之间通过汽包连接；所述排灰室由上到下依次设置有煤灰分离滤网、杂物分离网，其中在所述排灰室的底部连接有一个循环进风管，在所述杂物分离网的中部固定有一个排灰管，排灰管的开口朝向煤灰分离滤网，煤粉初滤网和煤灰分离滤网之间的排灰室壁面上设置有清灰口；循环排烟口通过一个循环风机连接到循环进风管上，循环风机的驱动方向朝向循环进风管，在所述排灰室的底部还竖直连接有一个排杂管；所述并列炉本体内部固定有一个柱形的导热管壳，导热管壳的内壁阵列设置有若干导热翅片，导热管壳的顶部通过循环排烟管连接到前述的循环排烟口，导热管壳的底部设置底部排烟出口，导热管壳外围依次设置有循环预热腔、空气预热腔和煤粉回热腔；前述的循环预热腔、空气预热腔和煤粉回热腔通过4组环形导热隔板构成；其中两组导热隔板位于导热管壳的轴向两端，于导热管壳的内壁以及并列炉本体的外壁构成一个环形的换热主腔，另外两组导热隔板将前述的换热主腔分隔为循环预热腔、空气预热腔和煤粉回热腔；其中在循环预热腔的顶部设置有太阳能热水器管路排水口，在循环预热腔的底部设置有太阳能热水器管路进水口，在循环预热腔的内壁设置有螺旋形的辅助电热片；空气预热腔的径向一端设置有空气吸入口，在与空气吸入口对称的径向另一端上连接有空气排出口，空气排出口通过一个进气管路连接到前述的进料口上，煤粉通过空气吸入口吹入到空气预热腔并从空气排出口吹入到进料口；所述煤粉回热腔内部设置有一个环形的的煤灰排泄板，煤灰排泄板所在的平面相对导热管壳轴线倾斜设置，煤灰排泄板的底部与换热主腔底部的导热隔板之间通过弹簧弹性连接；煤粉回热腔的顶部通过一个除灰管连接到清灰口上，煤粉回热腔的底部连接有一个排泄管。
作为本发明的进一步改进，所述位于回灰筒外壁的冷却管自下而上呈螺旋布置。
作为本发明的进一步改进，位于回灰筒外壁面的冷却管与回灰筒内壁导热连接。
作为本发明的进一步改进，所述低温燃烧室内壁为截面为半圆形的内凹结构，所述低温燃烧室内壁的冷却管沿低温燃烧室的自下而上呈螺旋布置。
作为本发明的进一步改进，所述回灰筒为渐缩结构，所述回灰筒朝向过热燃烧室的一端为扩口结构，回灰筒朝向排灰室的一端为缩口结构。
作为本发明的进一步改进，其中所述排灰室的底部为渐缩结构。
作为本发明的进一步改进，所述过热燃烧室的顶部为渐缩结构。
作为本发明的进一步改进，所述排杂管竖直连接在排灰室的底部，所述循环进风管连接在排杂管的侧壁上。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过一个对传统的流态化循环锅炉进行微缩，利用循环风机作为驱动力，通过一个回灰筒实现粉煤灰和未燃尽煤粉的往复循环燃烧，此外回灰筒还可以实现粉煤灰和未燃尽煤粉热量的二次使用，且高热量的粉煤灰和未燃尽煤粉还可以实现对底部排灰室进入的空气的预热，利用较小的锅流态炉本体积实现了煤粉的预热、引燃和过热燃烧以及循环加热，解决了传统锅炉燃烧比较低的问题。
2、本结构并联的并列炉通过预热回收结构，对锅炉的排烟温度进行再回收，用于对太阳能热水器的循环水进行预热，同时也用于对煤粉进行预热，提高燃烧效率；此外本结构还实现了对大块温度较高的煤粉灰中热量的回收，提高了能量的利用效率。
3、螺旋布置的冷却管相比于竖直布置结构流路更长，加热时间也更长，可以获得较高温度的蒸汽，适合小型锅炉热需求高，但流量需求较低的使用情况。
4、回灰筒外壁与冷却管之间导热连接，可以进一步提高回灰筒与冷却管的加热效率。
5、内凹结构的低温燃烧室内壁拥有更大的燃烧体积以及更大的水冷壁面积，可以提高单位空间对冷却管的加热效率。
6、渐缩结构的回灰筒不仅可以利于增大低温燃烧室的体积，使得低温燃烧室内的煤粉拥有更大的引燃空间，同时回灰筒的顶部可以实现低温燃烧室顶部空间的收缩，使得过热燃烧室的底部具有更大的气流进入速率，使得过热燃烧室的火焰可以拥有更高的速率可以穿透多层的过热管，保证过热管的加热效率。
7、排杂管竖直设置，方便结块的粉煤灰从排灰室的底部排出。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的剖面示意图；
图2是汽包的结构简图。
图中：1、引燃室；2、低温燃烧室；3、过热燃烧室；4、排灰室；5、煤粉初滤网；6、煤灰分离滤网；7、杂物分离网；8、进料口；9、排灰管；10、排杂管；11、循环进风管；12、低温燃烧室内壁；13、冷却管；14、过热管；15、循环排烟口；16、回灰筒；17、清灰口；18、并列炉本体；19、导热管壳；20、导热隔板；21、循环预热腔；22、空气预热腔；23、煤粉回热腔；24、辅助电热片；25、煤灰排泄板；26、导热翅片；27、太阳能热水器管路排水口；28、太阳能热水器管路进水口；29、空气吸入口；30、排泄管；31、空气排出口；32、除灰管；33、循环排烟管；34、底部排烟出口。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1和图2所示，本发明为一种并列炉结构的热循环锅炉，包括流态炉本体和并列炉本体，流态炉本体从下到上分别为排灰室和燃烧室；所述燃烧室分为由下到上分为引燃室、低温燃烧室和过热燃烧室，其中所示引燃室的侧壁设置有进料口，在引燃室的底部设置有一个煤粉初滤网用于与排灰室连接，其中在过热燃烧室的顶部设置有循环排烟口，过热燃烧室的顶部以及排灰室的底部均为渐缩结构；
在所述燃烧室的中部设置有一个回灰筒，其中回灰筒的底部穿过煤粉初滤网与排灰室连通，回灰筒的顶部连接于过热燃烧室的底部，回灰筒为渐缩结构，所述回灰筒朝向过热燃烧室的一端为扩口结构，回灰筒朝向排灰室的一端为缩口结构；
在所述低温燃烧室内壁和回灰筒的外壁面上阵列设置有冷却管，所述低温燃烧室内壁为截面为半圆形的内凹结构，所述位于回灰筒外壁的冷却管和位于回灰筒外壁的冷却管自下而上呈螺旋布置，在所述过热燃烧室内层叠阵列设置有若干盘管结构的过热管，冷却管与过热管之间通过汽包连接，汽包的连接方式为：汽包分为冷水区和热水区，冷水区与热水区之间通过分隔板连接，汽包底部的冷水区底部通过水泵连接到冷却管的底部，同时冷却管的顶部连接到位于汽包中部的低温温水进水口上，汽包顶部的热水区通过水泵连接到过热管阵列的底部，过热管的顶部连接到蒸汽使用设备上，使用完后，通过进水管连接到气泡热水区顶部的热水进水管上；
所述排灰室由上到下依次设置有煤灰分离滤网、杂物分离网，其中在所述排灰室的底部竖直连接有一个排杂管，在排杂管侧壁上连接有一个循环进风管，在所述杂物分离网的中部固定有一个排灰管，排灰管的开口朝向煤灰分离滤网；循环排烟口通过一个循环风机连接到循环进风管上，循环风机的驱动方向朝向循环进风管；
所述并列炉本体内部固定有一个柱形的导热管壳，导热管壳的内壁阵列设置有若干导热翅片，导热管壳的顶部通过循环排烟管连接到前述的循环排烟口，导热管壳的底部设置底部排烟出口，导热管壳外围依次设置有循环预热腔、空气预热腔和煤粉回热腔；前述的循环预热腔、空气预热腔和煤粉回热腔通过4组环形导热隔板构成；其中两组导热隔板位于导热管壳的轴向两端，于导热管壳的内壁以及并列炉本体的外壁构成一个环形的换热主腔，另外两组导热隔板将前述的换热主腔分隔为循环预热腔、空气预热腔和煤粉回热腔；其中在循环预热腔的顶部设置有太阳能热水器管路排水口，在循环预热腔的底部设置有太阳能热水器管路进水口，在循环预热腔的内壁设置有螺旋形的辅助电热片；空气预热腔的径向一端设置有空气吸入口，在与空气吸入口对称的径向另一端上连接有空气排出口，空气排出口通过一个进气管路连接到前述的进料口上，煤粉通过空气吸入口吹入到空气预热腔并从空气排出口吹入到进料口；所述煤粉回热腔内部设置有一个环形的的煤灰排泄板，煤灰排泄板所在的平面相对导热管壳轴线倾斜设置，煤灰排泄板的底部与换热主腔底部的导热隔板之间通过弹簧弹性连接；煤粉回热腔的顶部通过一个除灰管连接到清灰口上，煤粉回热腔的底部连接有一个排泄管；
燃烧时，煤粉从进料口通过鼓风机扬入，随后煤粉在引燃室内燃烧，空气从排灰室底部的循环进风管吹入，随后煤粉在风机的驱动下，进入到低温燃烧室内充分燃烧，并加热冷却管，使得冷却管内的冷水受热上升进入到气泡的温水区，随后煤粉火焰的顶部通过回灰筒的顶部与低温燃烧室的内壁之间的缩口间隙以一定的高速吹入到过热燃烧室内，使得过热燃烧室中的过热管中的水蒸汽、水汽混合流体加热至临界态，同时产生的氧化气体和部分轻质煤灰通过顶部的循环排烟口排出，排出后的高温氧化气体经过过滤后，通过风机鼓入到循环进风管内，对引燃室内的空气和煤粉预热，而未燃尽的煤粉和大块粉煤灰通过重新落入到回灰筒中，从而二次加热回灰筒，实现高温煤粉和粉煤灰热量的二次利用，煤粉和大块粉煤灰在煤灰分离滤网的位置在引燃室火焰的燃烧下，进行二次燃烧，其热量穿过煤粉初滤网进入到低温燃烧室中，同时煤粉和受热分解的大块煤粉穿过煤灰分离滤网通过排灰管排出，为了防止受热冷却结块的煤粉进入到循环进风管导致煤粉分离滤网的堵塞，结块的煤粉可以通过数值设置的排杂管排出，而无法完全燃烧分解的结块煤灰则可以通过设置在煤粉初滤网和煤灰分离滤网之间的排灰室壁面排出；
同时，锅炉顶部的废烟气通过循环排烟口排入到循环排烟管，再进入到并列炉本体的导热管壳内，通过导热管壳内壁的导热翅片实现对循环预热腔、空气预热腔的加热，循环预热腔主要对太阳能热水器的循环水进行预热，降低热水器加热时间，同时在排烟温度过低时，可以通过辅助电热片进行辅助加热；同时太阳能的预热水和排烟高温可以实现对煤粉和空气的预热，提高燃烧效率；而底部的煤粉回热腔则可以通过除灰管排出煤粉初滤网和煤灰分离滤网之间的颗粒较大的煤灰，实现一定的热回收，底部倾斜的煤灰排泄板通过自身的振动，实现煤粉在排泄管的排出。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种并列炉结构的热循环锅炉，其特征是：包括流态炉本体和并列炉本体，流态炉本体从下到上分别为排灰室和燃烧室；所述燃烧室分为由下到上分为引燃室、低温燃烧室和过热燃烧室，其中所示引燃室的侧壁设置有进料口，在引燃室的底部设置有一个煤粉初滤网用于与排灰室连接，在所述燃烧室的中部设置有一个回灰筒，其中回灰筒的底部穿过煤粉初滤网与排灰室连通，回灰筒的顶部连接于过热燃烧室的底部，其中在过热燃烧室的顶部设置有循环排烟口；在所述低温燃烧室内壁和回灰筒的外壁面上阵列设置有冷却管，在所述过热燃烧室内层叠阵列设置有若干盘管结构的过热管，冷却管与过热管之间通过汽包连接；所述排灰室由上到下依次设置有煤灰分离滤网、杂物分离网，其中在所述排灰室的底部连接有一个循环进风管，在所述杂物分离网的中部固定有一个排灰管，排灰管的开口朝向煤灰分离滤网，煤粉初滤网和煤灰分离滤网之间的排灰室壁面上设置有清灰口；循环排烟口通过一个循环风机连接到循环进风管上，循环风机的驱动方向朝向循环进风管，在所述排灰室的底部还竖直连接有一个排杂管；所述并列炉本体内部固定有一个柱形的导热管壳，导热管壳的内壁阵列设置有若干导热翅片，导热管壳的顶部通过循环排烟管连接到前述的循环排烟口，导热管壳的底部设置底部排烟出口，导热管壳外围依次设置有循环预热腔、空气预热腔和煤粉回热腔；前述的循环预热腔、空气预热腔和煤粉回热腔通过4组环形导热隔板构成；其中两组导热隔板位于导热管壳的轴向两端，于导热管壳的内壁以及并列炉本体的外壁构成一个环形的换热主腔，另外两组导热隔板将前述的换热主腔分隔为循环预热腔、空气预热腔和煤粉回热腔；其中在循环预热腔的顶部设置有太阳能热水器管路排水口，在循环预热腔的底部设置有太阳能热水器管路进水口，在循环预热腔的内壁设置有螺旋形的辅助电热片；空气预热腔的径向一端设置有空气吸入口，在与空气吸入口对称的径向另一端上连接有空气排出口，空气排出口通过一个进气管路连接到前述的进料口上，煤粉通过空气吸入口吹入到空气预热腔并从空气排出口吹入到进料口；所述煤粉回热腔内部设置有一个环形的的煤灰排泄板，煤灰排泄板所在的平面相对导热管壳轴线倾斜设置，煤灰排泄板的底部与换热主腔底部的导热隔板之间通过弹簧弹性连接；煤粉回热腔的顶部通过一个除灰管连接到清灰口上，煤粉回热腔的底部连接有一个排泄管。
2.如权利要求1所述的一种并列炉结构的热循环锅炉，其特征是：所述位于回灰筒外壁的冷却管自下而上呈螺旋布置。
3.如权利要求1所述的一种并列炉结构的热循环锅炉，其特征是：位于回灰筒外壁面的冷却管与回灰筒内壁导热连接。
4.如权利要求1所述的一种并列炉结构的热循环锅炉，其特征是：所述低温燃烧室内壁为截面为半圆形的内凹结构，所述低温燃烧室内壁的冷却管沿低温燃烧室的自下而上呈螺旋布置。
5.如权利要求1所述的一种并列炉结构的热循环锅炉，其特征是：所述回灰筒为渐缩结构，所述回灰筒朝向过热燃烧室的一端为扩口结构，回灰筒朝向排灰室的一端为缩口结构。
6.如权利要求1所述的一种并列炉结构的热循环锅炉，其特征是：其中所述排灰室的底部为渐缩结构。
7.如权利要求1所述的一种并列炉结构的热循环锅炉，其特征是：所述过热燃烧室的顶部为渐缩结构。
8.如权利要求1所述的一种并列炉结构的热循环锅炉，其特征是：所述排杂管竖直连接在排灰室的底部，所述循环进风管连接在排杂管的侧壁上。
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