CN109404944A - 一种复合炉排及其应用的气化燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
一种复合炉排，包括炉排框架以及设置在炉排框架上的若干动炉排片和若干静炉排片。动炉排片与静炉排片交替设置。一种气化燃烧装置，包括气化室和燃尽室，其底部分别设置有倾斜布置的气化炉排和燃尽炉排。燃尽炉排设置在气化炉排末端并呈阶梯式布置。气化炉排包括复合炉排和设置在复合炉排底部的风室，复合炉排包括长LD的动炉排片和长LJ的静炉排片，动炉排片在静炉排片上往复运动的相对位移为ΔLD，且LJ<LD。燃尽炉排包括复合炉排和设置在复合炉排底部的风室，复合炉排包括长LD的动炉排片和长LJ的静炉排片，动炉排片在静炉排片上往复运动的相对位移为ΔLD，且LD<LJ。本发明具有炉排翻动能力强、反应充分等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合炉排及其应用的气化燃烧装置，尤其涉及一种块状或粒状燃料的气化燃烧装置，属于气化燃烧技术领域。
背景技术
偏远地区交通不便或水力、风力发电地区负荷不稳定地区，居民生活用电或小型用电需要用到小型移动发电锅炉。同时如地震等应急情况下的紧急供电也需要移动式快装锅炉。此时，考虑系统的供电对象为居民生活用电或小型用电设备供电，机组的功率不宜设置太大，配置供电能力通常为500～6000KW。不仅需要检修维护简单，还要设备燃料的适应性广，可以单独燃用生物质，也可以燃用生物质和煤的混合物，还可以单独燃煤。
低阶煤(如褐煤等)和生物质燃料在利用过程中，由于水分含量高、密度小、挥发分高、空隙大、灰熔点低等特点，往往容易对气化炉或者燃烧装置产生不利影响。如，在气化过程中，容易出现气化不充分，气化气含有较多的焦油等杂质。在燃烧过程中，则容易造成烟气中水分含量大，燃烧不充分。
发明内容
本发明的目的在于提供一种动静炉排片组合的复合炉排及其应用的气化燃烧装置，尤其适用于包括低阶煤、生物质或固体废弃物等复杂燃料或劣质燃料的气化、燃烧。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种复合炉排，包括炉排框架以及设置在所述炉排框架上的若干动炉排片和若干静炉排片，所述动炉排片与所述静炉排片交替设置；所述动炉排片在所述静炉排片上往复运动，其往复运动的相对位移为ΔLD，所述动炉排长度为LD，所述静炉排片长度为LJ，ΔLD<LD；所述动炉排片和所述静炉排片上均开设有通气孔；所述动炉排片上表面、静炉排片上表面与水平面的夹角分别为θD和θJ，0<θD<45°，0<θJ<45°。
一种气化炉排，包括复合炉排和设置在复合炉排底部的风室，所述复合炉排包括炉排框架以及设置在所述炉排框架上的若干动炉排片和若干静炉排片，所述动炉排片与所述静炉排片交替设置；所述动炉排片在所述静炉排片上往复运动，其往复运动的相对位移为ΔLD，所述动炉排长LD，所述静炉排片长LJ，ΔLD<LD且LJ<LD；所述动炉排片和所述静炉排片上均开设有通气孔。
上述技术方案中，所述动炉排片上表面、静炉排片上表面与水平面的夹角分别为θD和θJ，所述炉排框架与水平面的夹角为α，所述0＜θD＜45°，0＜θJ＜45°，且θD＞θJ＞α。
上述技术方案中，所述动炉排片往复运动的相对位移ΔL与所述动炉排片长度LD的关系为
上述技术方案中，所述动炉排片和所述静炉排片上均开设有2～4个通气孔，所述通气孔开设在所述动炉排片或静炉排片的竖直面上，呈水平或垂向排列布置。
一种燃尽炉排，包括复合炉排和设置在复合炉排底部的风室，所述复合炉排包括炉排框架以及设置在所述炉排框架上的若干动炉排片和若干静炉排片，所述动炉排片与所述静炉排片交替设置；所述动炉排片在所述静炉排片上往复运动，其往复运动的相对位移为ΔLD，所述动炉排长LD，所述静炉排片长LJ，ΔLD<LD且LD<LJ；所述动炉排片和所述静炉排片上均开设有通气孔。
上述技术方案中，所述动炉排片上表面、静炉排片上表面与水平面的夹角分别为θD和θJ，所述炉排框架与水平面的夹角为β，所述0＜θD＜45°，0＜θJ＜45°，且θD＜θJ＝α。
上述技术方案中，所述动炉排片往复运动的相对位移ΔLD与所述动炉排片长度LD的关系为
一种气化燃烧装置，其包括有如上所述的气化炉排和燃尽炉排，所述装置包括气化室以及与所述气化室并列布置的燃尽室；所述气化室和所述燃尽室之间设有连接炉墙；所述气化室和所述燃尽室底部分别设置有倾斜布置的气化炉排和燃尽炉排，所述燃尽炉排设置在所述气化炉排末端并呈阶梯式布置，所述燃尽炉排末端设置有落渣通道；沿着物料行进方向，所述气化炉排底部依次设置有第一气化炉排风室和第二气化炉排风室，所述燃尽炉排底部依次设置有第一燃尽炉排风室和第二燃尽炉排风室，所述第一气化炉排风室被设置为风速低于所述第二气化炉排风室，所述第一燃尽炉排风室被设置为风速高于所述第二燃尽炉排风室。
上述技术方案中，所述气化炉排和所述燃尽炉排的倾斜角度分别为α和β，有β<α。
本发明具有以下优点及有益效果：动静复合炉排及其炉排片的上翘式设置，使得燃料(尤其是劣质燃料)的翻动充分，与反应介质(气化剂、氧化剂)接触充分，提高反应速率和反应程度；阶梯式炉排设置，使得物料在气化、燃烧过程中得到翻动，强化反应程度；分级气化、燃烧有利于复杂燃料或劣质燃料的充分反应。
附图说明
图1为本发明所涉及的一种复合炉排结构示意图。
图2为本发明所涉及的气化燃烧装置示意图。
图中：1－气化炉排；2－燃尽炉排；3－第一气化炉排风室；4－第二气化炉排风室；5－第一燃尽炉排风室；6－第二燃尽炉排风室；7－气化室；8－燃尽室；9－水封槽；10－落料通道；101－动炉排片；102－静炉排片；103－炉排框架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式及工作过程作进一步的说明。
本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。
如图1所示，一种复合炉排，包括炉排框架103以及设置在炉排框架103上的若干动炉排片101和若干静炉排片102。按照炉排行进方向或者按炉排倾斜方向，动炉排片101与静炉排片102交替设置。通常一排动炉排片101与一排静炉排片102动炉排片可以设为一组复合炉排片，复合炉排上依次布置有若干组复合炉排片。动炉排片101能够在静炉排片102上做往复运动，而静炉排片保持静止，因此动炉排片往复运动在静炉排片表面产生相对位移，该相对位移为ΔLD。动炉排片101长度为LD，静炉排片102长度为LJ，则有ΔLD<LD。
动炉排片101和静炉排片102上均开设有通气孔，通气孔开设在动炉排片101和静炉排片102的竖直断面上。动炉排片101上表面、静炉排片102上表面与水平面的夹角分别为θD和θJ，有0＜θD＜45°，0＜θJ＜45°。
如图2所示，一种气化燃烧装置，包括气化室7以及与气化室并列布置的燃尽室8。气化室7和燃尽室8之间设有连接炉墙。气化室7和燃尽室8底部分别设置有倾斜布置的气化炉排1和燃尽炉排2。气化炉排1和燃尽炉排2上方与连接炉墙之间形成物料通道。
以固体物料行进方向为前后。燃尽炉排2设置在气化炉排1末端并呈阶梯式布置，燃尽炉排2末端设置有落渣通道10。落渣通道10底部设置有水封槽9。气化炉排1和燃尽炉排2的倾斜角度(即炉排框架与水平面的夹角)分别为α和β，有β<α。
气化炉排1底部从前往后依次设置有第一气化炉排风室3和第二气化炉排风室4，燃尽炉排2底部依次设置有。第一气化炉排风室3被设置为风速低于第二气化炉排风室4，第一燃尽炉排风室5被设置为风速高于第二燃尽炉排风室6。其中一种实施方式即第一气化炉排风室3和第二气化炉排风室4分别按照中风和大风设置，而第一燃尽炉排风室5和第二燃尽炉排风室6分别按照中风和小风设置。这样，行进在第一气化炉排风室3上方气化炉排1上的未完全气化原料及气化残渣进行缓慢气化，使其尽可能均匀气化；然后这些固体物料行进到第二气化炉排风室4上方气化炉排1上，在大量配给的气化空气作用下进行旺盛气化，使得气化充分。气化残渣掉落在燃尽炉排2上，在第一燃尽炉排风室5上方供风充足使得气化残渣中的固定碳充分燃烧，到燃尽炉排2末端的时候，减小供风量，保证残碳燃尽。
气化炉排1包括如图1所示的复合炉排和设置在复合炉排底部的风室，复合炉排包括炉排框架103以及设置在炉排框架103上的若干动炉排片101和若干静炉排片102。按照气化炉排1的始末方向，动炉排片101与静炉排片102交替设置。在电机及推料装置的作用下，动炉排片101在静炉排片102上往复运动，其往复运动的相对位移为ΔLD，动炉排片101长LD，静炉排片102长LJ，气化炉排1的动炉排往复运动相对位移与动炉排片或静炉排片的关系为：ΔLD<LD且LJ<LD。动炉排片101和静炉排片102上均开设有通气孔。通常，气化炉排1的动炉排片101和静炉排片102上均开设有2～4个通气孔，通气孔均开设在动炉排片101和静炉排片102的竖直面上，呈水平或垂向排列布置。
气化炉排1的动炉排片101上表面、静炉排片102上表面与水平面的夹角分别为θD和θJ，炉排框架103与水平面的夹角为α，则有θD＞θJ＞α。而气化炉排1的动炉排片101往复运动的相对位移ΔL与动炉排片长度LD的关系为
燃尽炉排2也包括如图1所示的复合炉排和设置在复合炉排底部的风室，复合炉排包括炉排框架103以及设置在炉排框架103上的若干动炉排片101和若干静炉排片102，动炉排片101与静炉排片102交替设置。动炉排片101在静炉排片102上往复运动，其往复运动的相对位移为ΔLD，动炉排101长LD，静炉排片102长LJ。与气化炉排1不同的是，燃尽炉排2的动炉排往复运动相对位移与动炉排片或静炉排片的关系为：ΔLD<LD且LD<LJ。燃尽炉排2的动炉排片101和静炉排片102上均开设有通气孔，但只开设有一个孔。
燃尽炉排的动炉排片101上表面、静炉排片102上表面与水平面的夹角分别为θD和θJ，炉排框架103与水平面的夹角为β，θD＜θJ＝α。动炉排片101往复运动的相对位移ΔLD与动炉排片长度LD的关系为
无论是气化炉排，还是燃尽炉排，动炉排片和静炉排片的交替设置，使得燃料的推进更加有效。而气化炉排的动炉排片上翘式设置，不仅强化了燃料的翻动，还实现了燃料层的松动和透气，强化了传质，尤其有利于劣质燃料的气化燃烧。
燃料在气化室7气化生成的气化气，通过气化室7和燃尽室8之间形成的物料通道进入燃尽室8。燃尽室8入口处通入燃尽风，使得气化气和燃尽风混合和燃烧。
气化残渣在燃尽炉排2上逐渐燃尽，并从燃尽炉排2末端的落料通道10掉入水封槽9冷却并收集。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合炉排，其特征在于：所述复合炉排包括炉排框架(103)以及设置在所述炉排框架(103)上的若干动炉排片(101)和若干静炉排片(102)，所述动炉排片(101)与所述静炉排片(102)交替设置；所述动炉排片(101)在所述静炉排片(102)上往复运动，其往复运动的相对位移为ΔLD，所述动炉排片(101)长度为LD，所述静炉排片(102)长度为LJ，ΔLD<LD；所述动炉排片(101)和所述静炉排片(102)上均开设有通气孔；所述动炉排片(101)上表面、静炉排片(102)上表面与水平面的夹角分别为θD和θJ，0<θD<45°，0<θJ<45°。
2.一种气化炉排，其特征在于：所述气化炉排包括复合炉排和设置在复合炉排底部的风室，所述复合炉排包括炉排框架(103)以及设置在所述炉排框架(103)上的若干动炉排片(101)和若干静炉排片(102)，所述动炉排片(101)与所述静炉排片(102)交替设置；所述动炉排片(101)在所述静炉排片(102)上往复运动，其往复运动的相对位移为ΔLD，所述动炉排片(101)长LD，所述静炉排片(102)长LJ，ΔLD<LD且LJ<LD；所述动炉排片(101)和所述静炉排片(102)上均开设有通气孔。
3.根据权利要求2所述的气化炉排，其特征在于：所述动炉排片(101)上表面、静炉排片(102)上表面与水平面的夹角分别为θD和θJ，所述炉排框架(103)与水平面的夹角为α，所述0＜θD＜45°，0＜θJ＜45°，且θD＞θJ＞α。
4.根据权利要求2所述的气化炉排，其特征在于：所述动炉排片(101)往复运动的相对位移ΔL与所述动炉排片长度LD的关系为
5.根据权利要求2所述的气化炉排，其特征在于：所述动炉排片(101)和所述静炉排片(102)上均开设有2～4个通气孔，所述通气孔开设在所述动炉排片(101)或静炉排片(102)的竖直面上，呈水平或垂向排列布置。
6.一种燃尽炉排，其特征在于：所述燃尽炉排包括复合炉排和设置在复合炉排底部的风室，所述复合炉排包括炉排框架(103)以及设置在所述炉排框架(103)上的若干动炉排片(101)和若干静炉排片(102)，所述动炉排片(101)与所述静炉排片(102)交替设置；所述动炉排片(101)在所述静炉排片(102)上往复运动，其往复运动的相对位移为ΔLD，所述动炉排片(101)长LD，所述静炉排片(102)长LJ，ΔLD<LD且LD<LJ；所述动炉排片(101)和所述静炉排片(102)上均开设有通气孔。
7.根据权利要求6所述的燃尽炉排，其特征在于：所述动炉排片(101)上表面、静炉排片(102)上表面与水平面的夹角分别为θD和θJ，所述炉排框架(103)与水平面的夹角为β，所述0＜θD＜45°，0＜θJ＜45°，且θD＜θJ＝α。
8.根据权利要求6所述的燃尽炉排，其特征在于：所述动炉排片(101)往复运动的相对位移ΔLD与所述动炉排片长度LD的关系为
9.一种气化燃烧装置，其包括有如权利要求2至5任一项所述的气化炉排和如权利要求6至8任一项所述的燃尽炉排，其特征在于：所述装置包括气化室(7)以及与所述气化室并列布置的燃尽室(8)；所述气化室(7)和所述燃尽室(8)之间设有连接炉墙；所述气化室(7)和所述燃尽室(8)底部分别设置有倾斜布置的气化炉排(1)和燃尽炉排(2)，所述燃尽炉排(2)设置在所述气化炉排(1)末端并呈阶梯式布置，所述燃尽炉排(2)末端设置有落渣通道(10)；沿着进料方向，所述气化炉排(1)底部依次设置有第一气化炉排风室(3)和第二气化炉排风室(4)，所述燃尽炉排(2)底部依次设置有第一燃尽炉排风室(5)和第二燃尽炉排风室(6)，所述第一气化炉排风室(3)被设置为风速低于所述第二气化炉排风室，所述第一燃尽炉排风室(5)被设置为风速高于所述第二燃尽炉排风室(6)。
10.根据权利要求9所述的一种气化燃烧装置，其特征在于：所述气化炉排(1)和所述燃尽炉排(2)的倾斜角度分别为α和β，有β<α。
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