CN111351018A - 前段o型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明提出能减少受热面积灰，解决炉膛内结焦，提高燃料燃尽率的前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉，包括锅炉本体，锅炉本体包括锅筒、汽水系统、燃烧器、炉膛、烟道，锅炉本体上开设有进料口、落灰口、燃尽风口、烟气出口，炉膛内设有燃烧区的前部卧式炉膛与设有燃尽区的后部立式炉膛，前部卧式炉膛的右端与后部立式炉膛的下端连通，燃尽风口开设于后部立式炉膛的炉壁上与炉膛连通，锅筒设于后部立式炉膛的上方，进料口位于前部卧式炉膛左侧，燃烧器倾斜设于进料口内，落灰口开设于锅炉本体下端部，锅炉本体设有锁气装置，烟道竖直设于锅炉本体右侧，烟道的进气端与后部立式炉膛连通，烟气出口设于烟道的出气端。

Description

前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉

技术领域

本发明涉及锅炉结构技术领域，特别前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉。

背景技术

中小型工业煤粉锅炉是我国除电站锅炉外最主要的用煤装备之一，相比链条炉，工业煤粉锅炉采用的室燃燃烧方式，磨好的煤粉颗粒被空气携带进入炉膛燃烧，具有较高的锅炉热效率；然而，现有的工业煤粉锅炉燃烧装置及技术仍旧不够完善，存在着炉膛易结焦以及飞灰可燃物含量高等问题。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提出能减少受热面积灰， 解决炉膛内结焦，提高燃料燃尽率的前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉。

为实现上述技术问题，本发明采取的解决方案为: 前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉，包括锅炉本体，锅炉本体包括锅筒、汽水系统、燃烧设备、炉膛、烟道，所述锅炉本体上开设有至少一个进料口、若干落灰口、若干燃尽风口、烟气出口，所述锅炉本体上位于至少一个进料口内设置有与进料口个数一一对应的燃烧设备，所述炉膛内包括燃烧区与燃尽区，所述炉膛包括前部卧式炉膛与后部立式炉膛，前部卧式炉膛的右端与后部立式炉膛的下端连通，所述燃烧区位于所述前部卧式炉膛内，所述燃尽区位于所述后部立式炉膛内，所述燃尽风口开设于后部立式炉膛的炉壁上位于燃尽区的下端可与炉膛连通，所述锅筒设置于后部立式炉膛的上方，所述至少一个进料口位于前部卧式炉膛左侧，所述燃烧设备包括气、粉两用的燃烧器，所述燃烧器倾斜设置于所述进料口内，所述若干落灰口均开设于锅炉本体下端部，所述锅炉本体上位于所述落灰口的出料端设置有锁气装置，所述烟道竖直设于所述锅炉本体右侧，所述烟道的进气端与后部立式炉膛连通，所述烟气出口设置于所述烟道的出气端。

进一步改进的是：所述汽水系统包括水冷壁管、对流管束、下降管、下集箱、上集箱，所述水冷壁管包覆炉膛设置于炉膛外，所述上集箱设置于所述后部立式炉膛上方，下集箱设置于前部卧式炉膛和后部立式炉膛的下方，所述对流管束位于所述烟道内紧邻所述后部立式炉膛设置，对流管束连通上集箱与下集箱，所述下降管连通所述锅筒与下集箱。

进一步改进的是：所述烟道包括前部烟道与后部烟道，对流管束设置于前部烟道内，后部烟道内设置有有省煤器与空气预热器，空气预热器设置于省煤器的后方，所述烟气出口设于空气预热器的后方。

进一步改进的是：所述锅炉本体上方还设置有出口集箱，所述后部立式炉膛内位于燃尽区的上方设置有过热器，所述过热器与出口集箱连通。

进一步改进的是：所述落灰口出料端的下方设置有刮板出灰机。

进一步改进的是：所述锅炉本体上位于若干落灰口的进料端设置有防止落灰口堵塞的清理机构。

进一步改进的是：所述清理机构包括若干用于清理落灰口上积灰板结的清理刷、带动若干清理刷转动的传动装置、为传动装置转动提供动力的驱动装置及用于固定传动装置的固定架，所述固定架可拆装设置于锅炉本体上，所述传动装置可转动设置于所述固定架上，所述若干清理刷一一对应设置于若干落灰口的进料端，所述传动装置可带动清理刷在落灰口的进料端径向转动。

进一步改进的是：所述前部卧式炉膛为O型炉膛。

进一步改进的是：所述燃烧器为低氮气粉两用燃烧器。

进一步改进的是：所述锁气装置包括锁气排灰器,所述锁气排灰器包括壳体、出灰管、进灰管，所述进灰管的上端部与落灰口的出料端连接，所述进灰管的下端部固定设置于壳体上，所述出灰管的上端部可拆装连接于壳体的下方，所述壳体内开设有锁气腔，所述进灰管、出灰管与锁气腔连通，所述锁气腔内设置有锁气挡板、连杆、平衡块，锁气挡板的一端通过轴承可转动设置于壳体上，所述壳体上位于锁气腔与进灰管的连接处设置有限位块，锁气挡板的自由端可抵触于限位块的下方，连杆的一端固定连接于轴承上远离锁气挡板的一侧，所述平衡块可拆装设置于连杆的自由端。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：本发明中将燃烧器设置于锅炉本体的最前方，炉膛内燃烧区在最前方即前部O型卧式炉膛内，减少燃料灰分到后段对流受热面和尾部受热面，减少受热面积灰，提高燃料燃尽率和传热，解决了对流受热面积灰、出灰难等问题，提高锅炉效率。

进一步的是，利用气体受热上升的原理，有效结合前部O型卧式炉膛与后部立式炉膛，前部O型卧式炉膛内未燃尽的燃料可随烟气转至立式炉膛进一步燃烧，确保燃料的充分燃烧，提高燃料利用率，同时前部O型卧式炉膛与后部立式炉膛的设置使得本发明可燃烧煤粉、生物质粉与天然气三种燃料，通用性强。

进一步的是，在后部立式炉膛上端部设置换热器， 且有效利用烟道空间，在烟道内设置省煤器和空气预热器，可大大降低排烟温度，减少排烟热损失、高效节能。

进一步的是，本发明在燃烧区下方设置了落灰口，使得燃料在燃烧区燃烧成灰后可直接自然下落，不会堆积在炉膛内影响受热面与烟气的换热，提高了燃尽率，更具有经济性。

进一步的是，本发明的主要的燃烧区在前部，使用的是O型卧式炉膛，有效的降低了锅炉的高度，节省了锅炉制造时的耗材，减少了建造成本，更加具有经济性。

进一步的是，本发明可依据锅炉容量布置一个或多个燃烧器，使得本市发明使用更加灵活，通用性高。

进一步的是，本发明在落灰口的进料端设置有清理机构，可对落灰口的进料端进行360°无死角的清理，可有效清除落灰口进料端的积灰，防止落灰口积灰板结引起堵塞。

附图说明

图1是本发明前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉的结构示意图。

图2是本发明前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉的侧视图。

图3是本发明实施例中清理结构的局部结构示意图。

图4是本发明实施例中锁气排灰器的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

参考图1至图4，本发明实施例所揭示的是前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉，包括锅炉本体1，锅炉本体1包括锅筒2、汽水系统、低氮气粉两用燃烧器9（可燃烧煤粉、生物质粉与天然气）、由对流受热面与辐射受热面合而成的炉膛10、烟道，所述锅炉本体1上开设有一个进料口5、四个落灰口6、四个燃尽风口7、烟气出口8，所述低氮气粉两用燃烧器9（可燃烧煤粉、生物质粉与天然气）固定安装于所述进料口5内， 所述燃烧器9以进料端在上、出料端在下倾斜设置，所述汽水系统包括水冷壁管24、对流管束25、下降管26、上集箱3、下集箱4，水冷壁管24包裹炉膛10、覆盖在炉膛10外，下降管26设置于炉膛10外，下降管26有进水端与出水端，水冷壁管24有进水端与出水端，下降管26进水端连接锅筒2，所述锅筒2与上集箱3安装于炉膛10的上方，所述下集箱4安装于炉膛10的下方，下降管26出水端延伸至炉膛10内与下集箱4连通，水冷壁管24进水端连通下集箱4，水冷壁管24出水端连通上集箱3，上集箱3通过管道连接锅筒2，所述对流管束25紧贴后部立式炉膛15右侧的水冷壁管24设置，所述对流管束25的下端部连通下集箱4，所述对流管束25的上端部与上集箱3连通，在锅炉使用时，由于下降管26设置于炉膛10外，不受热，锅筒2中的水自然下降到下降管26中，通过下降管26进入下集箱4，下集箱4为水冷壁管24供水，由于水冷壁管24靠近炉膛10，受热辐射影响，水冷壁管24中的水受热变为汽水混合物，汽水混合物密度小于水，故在水冷壁管24内自动上流进入上集箱3，再经由上集箱3流回锅筒形成水循环，对流管束25是由若干对流管组成、连通上集箱3与下集箱4，由于靠近炉膛10受热，管内水变为汽水混合物上流进入上集箱3；所述炉膛10内包括燃烧区12与燃尽区13，所述炉膛10包括前部O型卧式炉膛14与后部立式炉膛15，前部O型卧式炉膛14的右端与后部立式炉膛15的下端连通形成整体呈L型，所述燃烧区12位于所述前部O型卧式炉膛14内，所述燃尽区13位于所述立式炉膛10中段，所述四个燃尽风口7为燃尽区13提供燃尽风，四个燃尽风口7均开设于后部立式炉膛15的炉壁上位于燃尽区13的下端可与炉膛10连通，所述进料口5开设于锅炉本体1上位于前部O型卧式炉膛14的左侧，低氮气粉两用燃烧器9的输出端对准燃烧区12，所述四个落灰口6均开设于锅炉本体1下端部位于下集箱4的下方，所述锅炉本体1上位于四个落灰口6的进料端设置有防止落灰口6堵塞的清理机构，包括四个用于清理落灰口6上结焦的清理刷28、一根蜗杆29、四个与蜗杆29相互啮合的蜗轮30、驱动电机31及用于固定蜗轮蜗杆的固定架32，所述固定架32横设于锅炉本体1内位于落灰口6进料端的上方，固定架32的两端通过螺栓可拆装设置于锅炉本体上1，固定架32上开设有蜗杆通道，所述蜗杆29穿设于蜗杆通道内，蜗杆29的左端穿出蜗杆通道与锅炉本体1与驱动电机31的转轴通过联轴器固定连接，所述驱动电机31的壳体固定设置于锅炉本体1的外壁，所述蜗杆通道上对应四个落灰口6所在位置开设有四个开口，所述四个蜗轮30设置于所述固定架32上通过四个开口分别与蜗杆通道内的蜗杆29相啮合，所述清理刷28包括刷柄34与刮板33，刮板33固定设置于刷柄34的下端部两侧，呈一字型，刷柄34的上端部通过螺钉锁紧在蜗轮30上，所述刷柄34的下端部伸入落灰口6的进料端，两侧的刮板33与落灰口6的内壁相切，所述驱动电机31转动时带动所述蜗杆29转动，蜗杆29转动四个蜗轮30也随之转动，从而四个固定在蜗轮30上的清理刷28也随之径向转动，因刮板33与落灰口6的内壁相切，所以清理刷28径向转动时刮板33会在落灰口6的进料端进行360°无死角的清理，能很好上刮除落灰口6进料端上的积灰，有效的防止落灰口积灰板结引起的堵塞，由于刮板33只是设置在刷柄34的下端部两侧、呈一字型，所以在驱动电机31不工作时，刮板33并不会堵塞落灰口6，落灰仍能从清理刷28旁顺畅的通过落灰口6，四个落灰口6的出料端上均安装有锁气排灰器16，所述锁气排灰器包括壳体44、出灰管35、进灰管36，所述进灰管36的上端部与落灰口6的出料端法兰连接，所述进灰管36的下端部焊接于壳体44的上端一侧，所述出灰管35的上端部通过快速接头连接于壳体44的下方，所述壳体44内开设有锁气腔37，所述进灰管36、出灰管35与锁气腔37连通，所述进灰管36下端部远离锁气腔37的一侧为向锁气腔37倾斜的斜板38，落灰下落到斜板38上后，沿斜板38倾斜方向滑落，所述锁气腔37内设置有锁气挡板39、连杆40、平衡块41，锁气挡板39的一端通过轴承43可转动设置于壳体44上，所述壳体44上位于锁气腔37与进灰管36下端斜板38的连接处向锁气腔37内凸出设置有限位块42，锁气挡板39的自由端可抵触于限位块42的下方，连杆40的一端固定连接于轴承43上远离锁气挡板39的一侧，连杆40的自由端与平衡块41螺纹连，由于平衡块41加上连杆40的重量大于锁气挡板39的自然重量，在自然状态下平衡块41会带给连杆40的自由端一个向下的力，连杆40的一端带动轴承43转动，轴承43带动锁气挡板39上扬，当锁气挡板39的自由端与限位块42相抵触时，无法继续上扬，此时锁气挡板39阻隔进灰管36的下端部与锁气腔37之间的连通，从出灰管35进来的气体被阻隔，无法通过进灰管36反向进入锅炉内，达到锁气，当落灰在锁气挡板39上堆积到轴承43挡板侧的重量超过连杆40侧的重量时，锁气挡板39将被落灰推开，进灰管36与锁气腔37连通，落灰受重力快速自然下落通过锁气腔37后由出灰管35排出，落灰排出后锁气挡板39又恢复到自然状态，封闭进灰管36，所述落灰口6出料端的下方设置有刮板出灰机17（本发明中提及的刮板出灰机为公知产品，可在市场中购得直接应用于本发明，其结构与安装、工作方式为公知内容故不在此赘述），所述烟道竖直设立于锅炉本体1的右侧，烟道包括前部烟道27与后部烟道11，所述前部烟道27与后部烟道11上均设有进气端与出气端，前部烟道27的周侧被水冷壁管24包覆，前部烟道27的进气端在上、出气端在下，后部烟道11的进气端在下、出气端在上，前部烟道27的进气端与后部立式炉膛15的上端部连通，后部烟道11的进气端与前部烟道27的出气端连通，对流管束25设置于前部烟道27内，后部烟道11内依烟气行进方向依次设置有省煤器18（本发明中提及的省煤器为公知产品，可在市场中购得直接应用于本发明，其结构与安装、工作方式为公知内容故不在此赘述）与空气预热器19（本发明中提及的空气预热器为公知产品，可在市场中购得直接应用于本发明，其结构与安装、工作方式为公知内容故不在此赘述）进口与出口，进口通过管道外接送风机、出口通过管道与低氮气粉两用燃烧器9连接，利用后部烟道11中的烟气为即将进入低氮气粉两用燃烧器9的空气进行预热，为低氮气粉两用燃烧器9提供二次风，有利于提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗，所述省煤器18的上端设有进水口20、下端设置有出水口21，所述出水口21通过管道与锅筒2连接，水从进水口20进入省煤器18，省煤器18能吸收后部烟道11中烟气的热量将水加热，加热后的水从出水口21通过管道流入锅筒2，省煤器18利用烟气余热提高锅炉给水温度，同时降低了烟气的排烟温度，节省能源，提高效率，所述后部立式炉膛15内位于燃尽区13的上方设置有过热器，所述过热器包括蛇形过热器管22、出口集箱23，所述蛇形过热器管22位于后部立式炉膛15内上部，所述出口集箱23设置于后部立式炉膛15外，所述蛇形过热器管22有进汽端与出汽端，进汽端连通锅筒2、出汽端连通出口集箱23，锅筒2内的蒸汽从蛇形过热器管22的进汽端进入蛇形过热器管22内，在蛇形过热器管22内受到后部立式炉膛15中烟气的横向与纵向冲刷，蒸汽在蛇形过热器管22逐渐加温，变为过热蒸汽，再从出汽端流进出口集箱23。

工作原理：

低氮气粉两用燃烧器9以倾斜向下的角度向位于前部O卧式型炉膛10的燃烧区12喷出燃料，燃料在燃烧区12燃烧，燃尽的炉灰自由下落通过排灰口排出，未完燃尽的燃料随烟气带转至立式炉膛10进一步燃烧，后部立式炉膛15四周配置助燃风通过四个燃尽风口7进入燃尽区13，为燃料提供氧气使之可完全燃烧，燃料燃尽后炉灰下落通过下方落灰口6排出，炉灰从落灰口6出料后落入刮板出灰机17中，由刮板出灰机17出灰，落灰口6出料端上设置有锁气排灰器16，减小出灰过程中锅炉漏风。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及其优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉，包括锅炉本体，锅炉本体包括锅筒、汽水系统、燃烧设备、炉膛、烟道，所述锅炉本体上开设有至少一个进料口、若干落灰口、若干燃尽风口、烟气出口，所述锅炉本体上位于至少一个进料口内设置有与进料口个数一一对应的燃烧设备，所述炉膛内包括燃烧区与燃尽区，其特征在于：所述炉膛包括前部卧式炉膛与后部立式炉膛，前部卧式炉膛的右端与后部立式炉膛的下端连通，所述燃烧区位于所述前部卧式炉膛内，所述燃尽区位于所述后部立式炉膛内，所述燃尽风口开设于后部立式炉膛的炉壁上位于燃尽区的下端可与炉膛连通，所述锅筒设置于后部立式炉膛的上方，所述至少一个进料口位于前部卧式炉膛左侧，所述燃烧设备包括气、粉两用的燃烧器，所述燃烧器倾斜设置于所述进料口内，所述若干落灰口均开设于锅炉本体下端部，所述锅炉本体上位于所述落灰口的出料端设置有锁气装置，所述烟道竖直设于所述锅炉本体右侧，所述烟道的进气端与后部立式炉膛连通，所述烟气出口设置于所述烟道的出气端。

2.根据权利要求1所述的前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉，其特征在于：所述汽水系统包括水冷壁管、对流管束、下降管、下集箱、上集箱，所述水冷壁管包覆炉膛设置于炉膛外，所述上集箱设置于所述后部立式炉膛上方，下集箱设置于前部卧式炉膛和后部立式炉膛的下方，所述对流管束位于所述烟道内紧邻所述后部立式炉膛设置，对流管束连通上集箱与下集箱，所述下降管连通所述锅筒与下集箱。

3.根据权利要求2所述的前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉，其特征在于：所述烟道包括前部烟道与后部烟道，对流管束设置于前部烟道内，后部烟道内设置有有省煤器与空气预热器，空气预热器设置于省煤器的后方，所述烟气出口设于空气预热器的后方。

4.根据权利要求1所述的前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉，其特征在于：所述锅炉本体上方还设置有出口集箱，所述后部立式炉膛内位于燃尽区的上方设置有过热器，所述过热器与出口集箱连通。

5.根据权利要求1所述的前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉，其特征在于：所述落灰口出料端的下方设置有刮板出灰机。

6.根据权利要求5所述的前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉，其特征在于：所述锅炉本体上位于若干落灰口的进料端设置有防止落灰口堵塞的清理机构。

7.根据权利要求6所述的前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉，其特征在于：所述清理机构包括若干用于清理落灰口上积灰板结的清理刷、带动若干清理刷转动的传动装置、为传动装置转动提供动力的驱动装置及用于固定传动装置的固定架，所述固定架可拆装设置于锅炉本体上，所述传动装置可转动设置于所述固定架上，所述若干清理刷一一对应设置于若干落灰口的进料端，所述传动装置可带动清理刷在落灰口的进料端径向转动。

8.根据权利要求1所述的前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉，其特征在于：所述前部卧式炉膛为O型炉膛。

9.根据权利要求1所述的前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉，其特征在于：所述燃烧器为低氮气粉两用燃烧器。

10.根据权利要求1所述的前段O型卧式与后段立式炉膛的气体、粉体燃料两用锅炉，其特征在于：所述锁气装置包括锁气排灰器,所述锁气排灰器包括壳体、出灰管、进灰管，所述进灰管的上端部与落灰口的出料端连接，所述进灰管的下端部固定设置于壳体上，所述出灰管的上端部可拆装连接于壳体的下方，所述壳体内开设有锁气腔，所述进灰管、出灰管与锁气腔连通，所述锁气腔内设置有锁气挡板、连杆、平衡块，锁气挡板的一端通过轴承可转动设置于壳体上，所述壳体上位于锁气腔与进灰管的连接处设置有限位块，锁气挡板的自由端可抵触于限位块的下方，连杆的一端固定连接于轴承上远离锁气挡板的一侧，所述平衡块可拆装设置于连杆的自由端。

Images