CN110068009B - 水冷旋转炉排秸秆捆烧半气化直燃常压热水锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水冷旋转炉排秸秆捆烧半气化直燃常压热水锅炉，包括秸秆捆干燥室、立式圆柱形锅壳、锅炉内胆和水冷旋转炉排；所述秸秆捆干燥室与所述锅炉内胆底部相通；所述立式圆柱形锅壳位于所述锅炉内胆的外侧，二者之间的夹层为锅炉水层；所述立式圆柱形锅壳底部设有水冷旋转炉排。本发明解决了秸秆捆烧直燃问题，打捆秸秆无需加工成颗粒或压块，省去中间加工成型环节，降低了运行成本；打捆秸秆易于松散，在炉内可以充分燃烧，锅炉热效率高，还能防止秸秆结焦和NOx的产生，达到节能环保的效果。
Description
技术领域
本发明涉及秸秆燃烧技术领域，更具体的说是涉及一种水冷旋转炉排秸秆 捆烧半气化直燃常压热水锅炉。
背景技术
随着我国雾霾现象频出，人类对环保意识不断增强，如何在源头上抑制污 染排放成为重中之重，寻找一种清洁可靠能源己是迫在眉睫。生物质燃料具有 挥发分高、易燃烧、灰分低、燃烧后产物中SOx和NOx等有害气体较少等特点，其中一显著特点是CO2的零排放。
而秸秆是其中最为重要的生物质燃料之一。原来秸秆都是直接进行散烧， 但由于其存在单位体积能量低、密度小(20-40Kg/m3)、运输不方便、费力费时 等问题，故而限制了散烧的应用。另外一种秸秆成型燃料虽然单位体积能量高， 经过成型加工密度可达到800-1100Kg/m3，但是其在燃烧时温度高于灰熔点的温 度，极易造成结焦，而且要耗费大量的电力资源，生产效率不高，成型设备成 本和维修费用却很高。还有一种秸秆捆烧技术，其具有生物质打捆密度适中、 能耗低的特点，与秸秆成型燃料相比，这种燃料成本可降低一倍以上，同时生 产效率高，并且若将打捆秸秆在燃烧前干燥，将水分降到25％以下，然后再将成捆秸秆送入炉内燃烧，这种方法是最经济的。
但是目前现有的秸秆捆烧锅炉不能确保秸秆捆充分燃烧，秸秆捆在锅炉内 靠鼓风机给风自然燃烧，不仅燃烧速度慢，秸秆燃烧不彻底，同时烟气流程较 短，烟气中的热量不能被充分吸收，热效率低，并且现有的秸秆捆烧锅炉一般 都配备鼓风机、引风机等，工作时还存在有噪声音污染、电费较多等缺点。
因此，如何解决现有秸秆捆烧常压热水锅炉技术上存在的缺点，提供一种 秸秆捆能充分气化燃烧，热量能充分吸收，热效率高，结构简单，设计合理， 使用方便的锅炉，是本领域技术人员亟须解决的一个问题。
发明内容
有鉴于此，为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种水冷旋转炉排 秸秆捆烧半气化直燃常压热水锅炉，有效解决了秸秆捆烧直燃问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种水冷旋转炉排秸秆捆烧半气化直燃常压热水锅炉，包括秸秆捆干燥室、 立式圆柱形锅壳、锅炉内胆和水冷旋转炉排；所述秸秆捆干燥室与所述锅炉内 胆底部相通；所述立式圆柱形锅壳位于所述锅炉内胆的外侧，二者之间的夹层 为锅炉水层；所述立式圆柱形锅壳底部设有水冷旋转炉排。
本发明解决了秸秆捆烧直燃问题，打捆秸秆无需加工成颗粒或压块，省去 中间加工成型环节，降低了运行成本；本发明在锅炉底部设计了秸秆捆干燥室， 秸秆捆在干燥室内可以靠炉膛的辐射热进行烘干，减少秸秆中的水分，有利于 秸秆捆在锅炉内胆内燃烧；本发明在立式圆柱形锅壳底部设计了水冷旋转炉排， 有利于控制秸秆燃烧温度和炉膛温度，防止秸秆结焦和NOx的产生，同时炉排 可进行旋转，使秸秆捆松散，达到最佳燃烧效果。
在上述技术方案的基础上，本发明还可做出如下改进：
优选的，所述锅炉内胆包括位于底部的主燃烧室，所述秸秆捆干燥室与所 述主燃烧室相通，所述主燃烧室侧壁上装有破包装置和炉门，所述主燃烧室顶 部设有多个斜横水管，所述斜横水管与所述锅炉水层相通，所述斜横水管的上 面设有阻火板，所述阻火板的上面设有圆柱形花盘，所述圆柱形花盘上面设有 多个螺旋折返水盒和由多个所述螺旋折返水盒围成的旋转燃烧室，所述螺旋折返水盒与所述锅炉水层相通，所述旋转燃烧室的顶部为烟气出口，所述旋转燃 烧室与所述烟气出口之间设有耐热不锈钢钢丝网。
秸秆捆在具有上述结构的锅炉内胆内可进行充分的气化燃烧，同时烟气热 量可被吸收，提高了热效率，达到了节能环保的效果。
优选的，所述阻火板两侧为扇形烟道，所述扇形烟道由下至上逐渐向所述 阻火板的中间倾斜，所述阻火板上均布有多个阻火板烟火管。
阻火板可以减慢火焰向上运动的速度，使烟气中的热量能够被斜横水管内 的水充分吸收。
优选的，所述圆柱形花盘上的靠外位置均布多个大烟火管，靠里位置均布 有若干个小烟火管。
设计圆柱形花盘同样是为了控制火焰向上运动的速度，使烟气中的热量可 以被充分吸收。
优选的，所述阻火板与所述圆柱形花盘之间设有检查口一。
检查口一可以方便用户检查阻火板与圆柱形花盘之间是否存在积灰堵塞烟 道的情况，以便及时进行清理。
优选的，上下两个所述螺旋折返水盒围成的所述旋转燃烧室之间设有烟火 管。
火焰既能够沿旋转燃烧室螺旋上升，又能够沿烟火管直接上升，进而使烟 气中的热量可以被充分吸收。
优选的，上下两个所述螺旋折返水盒围成的所述旋转燃烧室的侧壁上设有 检查口二。
检查口二可以方便用户检查由上下两个螺旋折返水盒围成的旋转燃烧室的 侧壁之间是否存在积灰堵塞烟道的情况，以便及时进行清理。
优选的，所述水冷旋转炉排包括：位于顶部的圆形水冷炉排、用于支撑所 述圆形水冷炉排的托轮、用于对所述圆形水冷炉排进行限位的定位轮、被动齿 圈、主动齿轮、减速电机以及进回水管，所述被动齿圈固定连接在所述圆形水 冷炉排上，所述主动齿轮与所述被动齿圈相啮合，所述减速电机与所述主动齿 轮相连接；所述水冷旋转炉排内还包括储水空间，所述进回水管位于所述储水空间的最底部。
优选的，所述立式圆柱形锅壳顶部设有大气连通管座、压力表座以及温度 计表座，顶部侧面有出水管座，下部侧面有回水管座和排污管座。
优选的，所述秸秆捆干燥室的侧壁上设有便于投入秸秆捆以及将秸秆捆推 入锅炉内胆内的投料门。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种水冷 旋转炉排秸秆捆烧半气化直燃常压热水锅炉，具有如下有益效果：
(1)、秸秆无需加工成颗粒或压块，可打捆后直接燃烧，省去了中间加工 成型环节，对于秸秆捆包期间所携带的泥土和沙粒也无需特殊处理，从而大大 降低了运行成本。
(2)、采用秸秆捆干燥室，可以对含水率为35％-45％的打捆秸秆进行干 燥，减少秸秆中的水分，有利于秸秆在主燃烧室内的燃烧。
(3)、锅炉内胆内设有螺旋烟道，使烟气在炉内旋转，增加了炉体内烟道 长度，使锅炉水层以及螺旋折返水盒内的水能充分吸收烟气热量，减少热量损 失，提高热效率。同时，烟气中的可燃气体在旋转燃烧室内可以充分气化燃烧， 达到节能环保的效果。
(4)、采用了水冷旋转炉排，有利于控制秸秆燃烧温度和主燃烧室温度， 防止秸秆结焦和NOX的产生，再加工秸秆捆燃烧密度小，燃烧温度达不到秸秆的 灰熔点，燃烧时不易结焦。
(5)、采用了水冷旋转炉排，秸秆捆在主燃烧室内旋转，同时与主燃烧室 内壁上的破包装置相碰撞，使秸秆捆松散，达到最佳燃烧效果。
(6)、没有应用到鼓风机、引风机等设施，运行无噪音，节省电费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明的剖面结构示意图。
图2附图为本发明图1中C-C剖面结构示意图。
图3附图为本发明图1中A-A剖面结构示意图。
图4附图为本发明图1中B-B剖面结构示意图。
图5附图为本发明中圆形水冷炉排的D向视图。
其中，图中，
1-秸秆捆干燥室，2-立式圆柱形锅壳，3-锅炉内胆，4-水冷旋转炉排，5- 主燃烧室，6-破包装置，7-炉门，8-斜横水管，9-阻火板，10-圆柱形花盘，11- 螺旋折返水盒，12-旋转燃烧室，13-烟气出口，14-耐热不锈钢钢丝网，15-扇 形烟道，16-阻火板烟火管，17-大烟火管，18-小烟火管，19-检查口一，20-烟 火管，21-检查口二，22-圆形水冷炉排，23-减速电机，24-主动齿轮，25-被动 齿圈，26-托轮，27-定位轮，28-进回水管，29-大气连通管座，30-压力表座， 31-温度计表座，32-出水管座，33-回水管座，34-排污管座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，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实施例，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”、“上”、“下”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三” 仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安 装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是 可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接 相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领 域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：
如图1-4所示，本发明实施例公开了一种水冷旋转炉排秸秆捆烧半气化直 燃常压热水锅炉，包括秸秆捆干燥室1、立式圆柱形锅壳2、锅炉内胆3和水冷 旋转炉排4。其中，秸秆捆干燥室1与锅炉内胆3底部相通；立式圆柱形锅壳2 位于锅炉内胆3的外侧，二者之间的夹层为锅炉水层；立式圆柱形锅壳2底部 设有水冷旋转炉排4。
具体的，
上述锅炉内胆3包括位于底部的主燃烧室5，秸秆捆干燥室1与主燃烧室5 相通，主燃烧室5侧壁上装有数个用于打散秸秆捆的破包装置6和一个用于实 现观察、清灰等操作的炉门7，主燃烧室5顶部设有多个斜横水管8，这些斜横 水管8与锅炉水层相通，斜横水管8的上面设有阻火板9，阻火板9的上面设有 圆柱形花盘10，圆柱形花盘10上面设有多个螺旋折返水盒11和由多个螺旋折 返水盒11围成的旋转燃烧室12，螺旋折返水盒11与锅炉水层相通，旋转燃烧室12的顶部为烟气出口13，旋转燃烧室12与烟气出口13之间设有两层耐热不 锈钢钢丝网14。
进一步的，上述阻火板9的两侧为扇形烟道15，两个扇形烟道15由下至上 逐渐向阻火板9的中间倾斜，阻火板9上均布有多个阻火板烟火管16。
进一步的，上述圆柱形花盘10上的靠外位置均布多个大烟火管17，靠里位 置均布有若干个小烟火管18。
进一步的，阻火板9与圆柱形花盘10之间设有检查口一19。
进一步的，上下两个螺旋折返水盒11围成的旋转燃烧室12之间设有烟火 管20。
进一步的，上下两个螺旋折返水盒11围成的旋转燃烧室12的侧壁上设有 检查口二21。
上述水冷旋转炉排4包括：位于顶部的圆形水冷炉排22、用于支撑圆形水 冷炉排22的托轮26、用于对圆形水冷炉排22进行限位的定位轮27、被动齿圈 25、主动齿轮24、减速电机23以及进回水管28，被动齿圈25固定连接在圆形 水冷炉排22上，主动齿轮24与被动齿圈25相啮合，减速电机23与主动齿轮 24相连接，驱动主动齿轮24转动；水冷旋转炉排4内还包括储水空间，进回水 管28位于储水空间的最底部。
上述立式圆柱形锅壳2顶部设有大气连通管座29、压力表座30以及温度计 表座31，顶部侧面有出水管座32，下部侧面有回水管座33和排污管座34。
上述秸秆捆干燥室1的侧壁上设有投料门。
本发明的具体工作过程为：
秸秆捆在秸秆捆干燥室1内靠主燃烧室5的辐射热进行烘干，减少秸秆中 的水分，有利于秸秆捆在主燃烧室5内燃烧；干燥后的秸秆捆，被推送到主燃 烧室5内的水冷旋转炉排上4，随炉排一起转动燃烧，秸秆捆在转动燃烧过程中与主燃烧室5内壁上的多个破包装置6相碰撞，使秸秆捆松散，秸秆捆燃烧更 充分；秸秆捆燃烧后的火焰和烟气的热量被斜横水管8吸收一部分后，直烧到 阻火板9下部，火焰受阻后，沿阻火板9的两侧扇形烟道15转为烟气卷进圆柱 形花盘10与阻火板9隔层，同时正遇到从阻火板烟火管16窜出的火焰形成明火复燃，烟火再次窜出圆柱形花盘10进入旋转燃烧室12，烟气中的可燃气体在 旋转燃烧室12燃烧，因采用多个螺旋折返水盒11转成上升的旋转燃烧室12， 使炉内产生正压区和负压区，从而形成螺旋式气流起到了引风作用，同时增加 气体燃烧面，火星随火焰有力旋转燃烧，由螺旋折返水盒11吸收热量，燃烧后 的烟灰被耐高温不锈钢钢丝网14挡住后灰尘落入主燃烧室5内，烟气最终从烟 气出口13排出。
本发明炉温上升快，具有节能环保等优点。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本 发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的， 本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它 实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要 符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种水冷旋转炉排秸秆捆烧半气化直燃常压热水锅炉，其特征在于，包括秸秆捆干燥室(1)、立式圆柱形锅壳(2)、锅炉内胆(3)和水冷旋转炉排(4)；所述秸秆捆干燥室(1)与所述锅炉内胆(3)底部相通；所述立式圆柱形锅壳(2)位于所述锅炉内胆(3)的外侧，二者之间的夹层为锅炉水层；所述立式圆柱形锅壳(2)底部设有水冷旋转炉排(4)；所述锅炉内胆(3)包括位于底部的主燃烧室(5)，所述秸秆捆干燥室(1)与所述主燃烧室(5)相通，所述主燃烧室(5)侧壁上装有破包装置(6)和炉门(7)，所述主燃烧室(5)顶部设有多个斜横水管(8)，所述斜横水管(8)与所述锅炉水层相通，所述斜横水管(8)的上面设有阻火板(9)，所述阻火板(9)的上面设有圆柱形花盘(10)，所述圆柱形花盘(10)上面设有多个螺旋折返水盒(11)和由多个所述螺旋折返水盒(11)围成的旋转燃烧室(12)，所述螺旋折返水盒(11)与所述锅炉水层相通，所述旋转燃烧室(12)的顶部为烟气出口(13)，所述旋转燃烧室(12)与所述烟气出口(13)之间设有耐热不锈钢钢丝网(14)；所述水冷旋转炉排(4)包括：位于顶部的圆形水冷炉排(22)、用于支撑所述圆形水冷炉排(22)的托轮(26)、用于对所述圆形水冷炉排(22)进行限位的定位轮(27)、被动齿圈(25)、主动齿轮(24)、减速电机(23)以及进回水管(28)，所述被动齿圈(25)固定连接在所述圆形水冷炉排(22)上，所述主动齿轮(24)与所述被动齿圈(25)相啮合，所述减速电机(23)与所述主动齿轮(24)相连接；所述水冷旋转炉排(4)内还包括储水空间，所述进回水管(28)位于所述储水空间的最底部；秸秆捆在所述主燃烧室(5)内旋转，同时与主燃烧室内壁上的破包装置(6)相碰撞。
2.根据权利要求1所述的水冷旋转炉排秸秆捆烧半气化直燃常压热水锅炉，其特征在于，所述阻火板(9)两侧为扇形烟道(15)，所述扇形烟道(15)由下至上逐渐向所述阻火板(9)的中间倾斜，所述阻火板(9)上均布有多个阻火板烟火管(16)。
3.根据权利要求1所述的水冷旋转炉排秸秆捆烧半气化直燃常压热水锅炉，其特征在于，所述圆柱形花盘(10)上的靠外位置均布多个大烟火管(17)，靠里位置均布有若干个小烟火管(18)。
4.根据权利要求1所述的水冷旋转炉排秸秆捆烧半气化直燃常压热水锅炉，其特征在于，所述阻火板(9)与所述圆柱形花盘(10)之间设有检查口一(19)。
5.根据权利要求1所述的水冷旋转炉排秸秆捆烧半气化直燃常压热水锅炉，其特征在于，上下两个所述螺旋折返水盒(11)围成的所述旋转燃烧室(12)之间设有烟火管(20)。
6.根据权利要求1、4或5所述的水冷旋转炉排秸秆捆烧半气化直燃常压热水锅炉，其特征在于，上下两个所述螺旋折返水盒(11)围成的所述旋转燃烧室(12)的侧壁上设有检查口二(21)。
7.根据权利要求1所述的水冷旋转炉排秸秆捆烧半气化直燃常压热水锅炉，其特征在于，所述立式圆柱形锅壳(2)顶部设有大气连通管座(29)、压力表座(30)以及温度计表座(31)，顶部侧面有出水管座(32)，下部侧面有回水管座(33)和排污管座(34)。
8.根据权利要求1-5、7任一项所述的水冷旋转炉排秸秆捆烧半气化直燃常压热水锅炉，其特征在于，所述秸秆捆干燥室(1)的侧壁上设有投料门。
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