CN110671693A - 分层燃烧的民用采暖锅炉 - Google Patents

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仲思颖
王洪毅
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Abstract

本发明公开了一种分层燃烧的民用采暖锅炉，该锅炉包括双曲线型炉膛，分层燃烧的多级炉排和与之对应的分级送风方式，以及多级填煤口，使用旋风除尘器以及活性炭吸附床处理尾气；炉膛由敷有卫燃带的环形水冷壁包裹，水冷壁环绕使炉膛整体成双曲线形式。使用时，燃料通过填煤口进入炉膛后均匀分布，在风机提供充足氧气的情况下充分燃烧，热传导、热辐射效率高，同时燃烧尾气中的污染物质得到有效的净化，最后通过烟囱排放洁净尾气。本发明用于民用采暖，具有传热效率高、燃料利用率高、制造简单、操作方便、便于维修、保护环境的优点。

Description

分层燃烧的民用采暖锅炉
技术领域
本发明涉及锅炉，尤其涉及一种分层燃烧的民用采暖锅炉。
背景技术
目前绝大部分地区在寒冷的冬季仍然采用传统的锅炉采暖。传统的采暖锅炉为层燃锅炉，多为手烧固定炉排锅炉。有些锅炉在清烟口的下部设有撞击挡板，通过碰撞的方式捕集尘粒。这种民用锅炉工艺简单、普及度高，但是该传统锅炉的不完全燃烧热损失和炉膛热损失较大，同时效率低、消耗能源多、污染严重，不符合当下节能环保的要求。
发明内容
发明目的：本发明提出一种分层燃烧的民用采暖锅炉，以克服传统锅炉机械不完全燃烧热损失和炉膛热损失较大的缺点。
技术方案：本发明分层燃烧的民用采暖锅炉，包括双曲线型炉膛、炉排、旋风除尘器和烟囱；炉膛内布有多层炉排，炉膛上端设有填煤口，填煤口上端设有入风口和出风口，炉膛内的烟气通过热力作用进入旋风除尘器；炉膛由敷有卫燃带的环形水冷壁包裹，水冷壁环绕使炉膛为双曲线形式；炉排为链条式炉排。
还包括活性炭吸附床，所述活性炭吸附床位于旋风除尘器的出风口处。
活性炭吸附床上部设有防止活性炭外溢的压板。
每层炉排上方增设有辅助填煤口。
每层炉排上端增设有伸入炉膛的入风口。
炉排采用机械方式刮渣。
旋风除尘器下部设有带有清灰口的灰斗。
旋风除尘器上部设有绝缘层。
工作原理：本发明通过对传统锅炉结构的改进，采用多级炉排和多级布风方式，使得炉膛内燃料燃烧，空气温度升高、炉膛内压力为负压，气流运动速度增快；同时包裹在炉膛周围的水冷壁受热面吸收热量，水冷壁里的工质被加热，并在水管内部充分流动，形成热水或者饱和水蒸气，进入暖水管输送供暖。燃料燃烧后的烟气，由于压差经出风口进入旋风除尘器，通过离心作用阻截烟气颗粒物，然后经过活性炭吸附床，通过物理化学吸附除去挥发性有机物以及二氧化硫、氮氧化物，剩余尾气通过烟囱排出；进而实现锅炉效率的提升以及烟气中有害物质的减量排放。
有益效果：与现有的民用采暖锅炉相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明不仅使用煤块作为燃料，还添加少量和空气接触更为充分、空气过剩系数较小的煤粉作为补充燃料，进而提高燃料的燃烧效率，防止煤块因惯性作用直接冲刷受热面而带来高温结焦，保证运行安全。
(2)本发明改进了炉排结构，采用链条式多级炉排，该炉排结构合理，有利于燃料的均匀分布和充分燃烧，充分利用了炉膛空间，且制造工艺简单、重量轻、制造成本低；方便操作、故障少，漏煤量、漏灰量、漏风量、串风量少。
(3)采用分级送风方式，减少了排烟热损失，提高了空气与燃料的接触速度，减少了炉膛不完全燃烧热损失，进而提高了燃烧效率，采用机械方式清渣，安装维修和运行管理相对简便。
(4)采用分级加煤和煤斗加煤相结合的方式，分级加煤有利于煤层充分且均匀燃烧，锅炉的机械不完全燃烧热损失和排烟热损失很小，炉膛不易灭火和结焦。
(5)本发明充分利用了水冷壁的热交换性能，增加了水冷壁在炉膛内的受热面积，燃烧室升温较快，锅炉散热损失减少，提升了工质的工作能力，提高了整个锅炉的效率，并且炉壁得到有效的保护。
(6)本发明进一步净化了尾气，相较于传统的采暖锅炉，本发明的燃烧尾气中粉尘浓度显著降低，各种大气污染物质也初步被吸附，减轻了后续净化设备的处理负担。
(7)本发明设备简洁、结构紧凑、占地少；工艺简单、操作方便、便于维修管理；附属设备少、造价低，经济性好。
(8)本发明使用旋风除尘器，收集含尘烟气，该除尘器结构简单且耐高温，提高了尘粒的捕集效率。
附图说明
图1为本发明的新型采暖锅炉示意图；
图2为图1的俯视图。
具体实施方式
如图1所示，本发明采暖锅炉采用多级炉排分层燃烧、分段布风方式，整体呈柱体，高度为1.5m。该锅炉包括入水口1、入风口2、填煤口3、炉排4、敷有卫燃带的环形水冷壁5、炉排水管6、炉膛7、出风口8、活性炭吸附床9、旋风除尘器10、灰斗11、烟囱12、清灰口13和出水口14。具体结构为，该炉膛外形为双曲线型，中部窄，两端宽，呈流线型。这种流线结构减少了气流所受的阻力，在气体受热膨胀后可以使其更快流动，加强了炉膛内烟气的流动。考虑到结构负荷和燃烧空气所需的空间，炉膛中部的内径为两端内径的四分之三。
炉膛7四周由敷有卫燃带的环形水冷壁5包裹，水冷壁弯曲环绕使炉膛整体成双曲线形式，通过环形水冷壁的内径变化来实现炉膛整体形式的变化。并在水冷壁上敷设卫燃带，该卫燃带起绝热作用，避免在燃烧温度较低时炉膛灭火，以及减少对水冷壁的磨损，减少散热损失。
炉膛中间装设两层炉排4，炉膛底部设有一层炉排。炉排使用耐火材料固定在弯曲盘绕的环形水冷壁之间。炉膛上端设填煤口3，填煤口上端设有入风口2，通过风机为炉膛提供燃烧所需的氧气。
每层炉排上端还增设有辅助填煤口，根据单层炉排燃烧情况添煤。炉排使用链条式炉排，通过链条式炉排的运动使燃料均匀的分布到炉排上，链条式炉排运动进而将前端的燃料送至后端，上层炉排的部分燃料落到下层；炉排采用机械方式刮渣，利用烟气做功提供机械能，即在燃烧时烟气做功产生机械能带动刮渣机除渣。炉排的移动速度可以根据燃料种类和炉膛负荷来调节。这种结构充分利用炉膛空间，分级燃烧提高了燃烧效率，减少了不完全燃烧带来的热损失，增加了炉排的热效率，并且可以有效减少散热损失。
每层炉排下部均有水管，这些水管和炉膛四周环绕的水管一起成为表面积很大的水冷壁，以保证工质有充足的流动空间。燃料燃烧时的热量被水冷壁利用，在入风口周围的水冷壁敷设材料以作为受热面，起到空气预热器的作用，提高入风口的空气温度，防止炉膛灭火，增加炉体的热量利用率。
本发明采用多级布风，每一层炉排上端都有入风口2伸入炉膛，通过风机输送提供燃烧所需的空气。在每个入风口另一侧的炉膛相应设置一个出风口8，将各层支管烟气通过热力作用经过出风口8进入旋风除尘器10。
多级布风增强了空气的流通能力，提供了燃烧所需的氧气，保证了燃料的完全燃烧，缩短了工质的升温时间。
旋风除尘器下部设有灰斗11集灰，在灰斗附近外壁设有清灰口13清理灰斗灰尘，除尘器上部设有绝热层，绝热层上部设活性炭吸附床9，床层上端设有烟囱12，排放净化后的尾气。旋风除尘器由耐火耐温材料制作，同时敷设绝热涂料。
旋风除尘器出风口至烟囱12之间增设一个活性炭吸附床，以吸附烟尘中的SO2、NOx以及部分挥发性有机物VOCs。活性炭是以木屑、果壳含碳物质为原料，其比表面积大，吸附速率快，吸附性能好。该活性炭吸附床的床层由挡板支撑，上部设有压板以防止活性炭由于气流作用而外溢。在活性炭吸附饱和后，通过操作口取出旧活性炭解吸脱附，投加新的或解析后的活性炭。
本发明的使用方法为：
本发明将不完全燃烧热损失较大的煤块用粒度更小的煤粉代替。煤粉经过干燥后通过上部填煤口投加进炉膛，投加量为2.5kg/h，堆积在最上层炉排上部，然后下两层炉排通过辅助填煤口添加煤粉，投加量为2.5kg/h。空气经过引风机分段进入炉膛，提供燃烧需要的氧气，每级炉排入风口风量为12m3/h，空气温度为25℃。
点火后煤粉在炉膛内燃烧释放出大量热量，火焰中心温度高，温度有900℃，炉膛内成负压。炉膛四周由水冷管壁包裹，燃烧放出的热量主要以热辐射的形式被水冷壁受热面强烈吸收。排烟风量为14.2m3/h，温度为320℃。
无法再利用的烟气送入旋风除尘器进行除尘。旋风除尘器的入口烟气中颗粒物浓度为30mg/m3，经除尘器捕集后浓度为6mg/m，除尘效率为80％。除尘器出口风量为14.2m3/h。灰斗每隔4h清灰一次。
经过除尘器的烟气进入活性炭吸附床层。进入床层前的VOCs、SO2和NOx的浓度分别从10mg/m3、400mg/m3、200mg/m3降低到1mg/m3、40mg/m3、60mg/m3，活性炭对污染物的吸附效率分别为90％、90％、70％。活性炭更换时间为14d，脱附所需时间6h。
烟气经过吸附床后进入烟囱，最终排入大气，烟囱风量为14.2m3/h。
工质在炉体内的停留时间为1.2d。工质水在锅炉里首先被加热为饱和水，随后被加热为饱和蒸汽。水由水箱流入，流量为2m3/h，依靠重力在环形管路内流动，由于炉体较小，充满管路后工质作水平流动。

Claims (8)

1.一种分层燃烧的民用采暖锅炉，其特征在于：包括双曲线型炉膛(7)、炉排(4)、旋风除尘器(10)和烟囱(12)；所述炉膛内布有多层炉排，所述炉膛上端设有填煤口(3)，所述填煤口上端设有入风口(2)和出风口(8)，所述炉膛内的烟气通过所述出风口进入旋风除尘器；所述炉膛由敷有卫燃带的环形水冷壁包裹，所述水冷壁环绕使炉膛为双曲线形式；所述炉排为链条式炉排。
2.根据权利要求1所述的分层燃烧的民用采暖锅炉，其特征在于：还包括活性炭吸附床，所述活性炭吸附床位于旋风除尘器的出风口处。
3.根据权利要求2所述的分层燃烧的民用采暖锅炉，其特征在于：所述活性炭吸附床上部设有防止活性炭外溢的压板。
4.根据权利要求1所述的分层燃烧的民用采暖锅炉，其特征在于：所述每层炉排上方增设有辅助填煤口。
5.根据权利要求1所述的分层燃烧的民用采暖锅炉，其特征在于：所述每层炉排上端增设有伸入炉膛的入风口。
6.根据权利要求1所述的分层燃烧的民用采暖锅炉，其特征在于：所述炉排采用机械方式刮渣。
7.根据权利要求1所述的分层燃烧的民用采暖锅炉，其特征在于：所述旋风除尘器下部设有带有清灰口的灰斗。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的分层燃烧的民用采暖锅炉，其特征在于：所述旋风除尘器上部设有绝缘层。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87203955U (zh) * 1987-03-24 1987-12-02 任树来 家庭生活多用煤炉
CN87200726U (zh) * 1987-01-19 1988-02-03 张志德 家用锅炉装置
CN2109506U (zh) * 1991-12-06 1992-07-08 李映民 一种家用炊事采暖燃煤炉
CN1075792A (zh) * 1992-02-22 1993-09-01 舒学章 一种高效节能双层炉排反烧锅炉
CN2152143Y (zh) * 1993-03-18 1994-01-05 潍坊市潍城翔天实业总公司 一种蒸汽锅炉
CN1611864A (zh) * 2003-10-31 2005-05-04 王广新 立式双排倒焰燃煤锅炉
CN2847052Y (zh) * 2005-08-11 2006-12-13 高新福 单锅筒纵置式中烟道上下层燃烧常压型煤热水锅炉
CN105066152A (zh) * 2015-09-01 2015-11-18 胡乐鹏 一种笛形炉排及其应用、一种笛形炉排锅炉

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87200726U (zh) * 1987-01-19 1988-02-03 张志德 家用锅炉装置
CN87203955U (zh) * 1987-03-24 1987-12-02 任树来 家庭生活多用煤炉
CN2109506U (zh) * 1991-12-06 1992-07-08 李映民 一种家用炊事采暖燃煤炉
CN1075792A (zh) * 1992-02-22 1993-09-01 舒学章 一种高效节能双层炉排反烧锅炉
CN2152143Y (zh) * 1993-03-18 1994-01-05 潍坊市潍城翔天实业总公司 一种蒸汽锅炉
CN1611864A (zh) * 2003-10-31 2005-05-04 王广新 立式双排倒焰燃煤锅炉
CN2847052Y (zh) * 2005-08-11 2006-12-13 高新福 单锅筒纵置式中烟道上下层燃烧常压型煤热水锅炉
CN105066152A (zh) * 2015-09-01 2015-11-18 胡乐鹏 一种笛形炉排及其应用、一种笛形炉排锅炉

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