CN1844817A - 带有预燃炉膛和烟气循环装置的燃煤热风炉 - Google Patents

Abstract

带有预燃炉膛和烟气循环装置的燃煤热风炉，它涉及一种燃煤热风炉，本发明的目的是为了解决现有燃煤热风炉使用寿命短、热效率低、污染严重和煤质适应性差的问题。本发明循环风机(24)的进风口通过循环烟道(23)与排烟道(22)的侧口(37)相连通，循环风机(24)的出风口通过循环烟道(23)的出口(35)与烟道(30)相连通，预燃炉膛(2)固定在左侧墙(13)和右侧墙(19)之间煤斗(3)的下部。本发明的预燃炉膛为绝热结构，燃烧强度高，即使燃烧劣质煤，也能及时燃着，使热风炉的煤种适应性大大提高。在炉排后部，焦炭的燃烧使火床处于明火状态，可保证煤气的充分燃烧，热风炉不冒黑烟，降低了环境污染；采用循环烟道，降低了换热器金属壁温，提高了热风炉的使用寿命和效率。

Description

带有预燃炉膛和烟气循环装置的燃煤热风炉

技术领域

本发明涉及一种燃煤热风炉。

背景技术

热风炉是用燃料燃烧产生的热量去加热空气、生产热风的设备，它能连续提供恒温、无污染的干净热风。现有热风炉多以散煤为燃料，采用常规的固定炉排、链条炉排或往复推动炉排，热风炉初始燃料燃烧不充分，烟尘浓度高，对环境污染严重。煤质差时，还会出现拉火、灰渣含碳量高、热风炉出力不足等问题。现有热风炉多通过热交换器实现烟气和空气的热量交换。热风炉受热面一侧流动着的是空气，空气对受热面的放热系数较小，对受热面的冷却作用较差，因此，当烟气温度较高时，会出现受热面金属温度超过金属承受的允许工作温度，一般不承压碳钢的允许工作温度为480℃，当受热面金属壁温超过此温度时，在金属表面上形成氧化皮，会使热风炉受热面金属壁很快烧损。现有价格较低的热风炉为全碳钢结构，使用寿命短，而使用寿命较长的，价格又高。为了提高使用寿命，有的热风炉采用向换热器前的烟道中大量通入冷风，用降低烟温的方法控制管壁温度，该方法虽然可提高热风炉的使用寿命，但热风炉的热效率明显降低(仅为原有热效率的60％左右)。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有燃煤热风炉使用寿命短、热效率低、污染严重和煤质适应性差等问题，提出了一种带有预燃炉膛和烟气循环装置的燃煤热风炉，解决上述问题的技术方案如下：本发明包含链条炉排1、煤斗3、煤闸板4、前拱6、中拱8、后拱11、左侧墙13、换热器14、顶拱17、右侧墙19、排烟道22、钢架31和后墙33，左侧墙13和右侧墙19分别固定在链条炉排1的左右两侧上面，前拱6固定在左侧墙13和右侧墙19之间的前部，中拱8固定在左侧墙13和右侧墙19之间的中部，后墙33的两端分别与左侧墙13和右侧墙19的后端固定连接，顶拱17固定在左侧墙13和右侧墙19之间的上部，顶拱17的前端与前拱6的前端平齐，顶拱17的后端与后墙33之间设有烟道30，中拱8的上部设有煤气喷口9，中拱8、后墙33、左侧墙13和右侧墙19围成的空间形成明火燃烧室34，后拱11设置在明火燃烧室34内，后拱11的左右两端分别与左侧墙13和右侧墙19固定连接，后拱11的后端与后墙33固定连接，后拱11的前端与中拱8之间形成烟火通道36，钢架31固定在左侧墙13和右侧墙19之间的上端，换热器14固定在钢架31的上侧，排烟道22的前端与换热器14的出烟口固定连接，换热器14的进烟口与烟道30相连通，煤斗3固定在左侧墙13和右侧墙19之间的前端，煤闸板4设置在煤斗3与前拱6之间，前拱6、中拱8、左侧墙13和右侧墙19围成的空间形成气化燃烧室32，本发明还包含有预燃炉膛2、循环烟道23和循环风机24；循环风机24的进风口通过循环烟道23与排烟道22的侧口37相连通，循环风机24的出风口通过循环烟道23的出口35与烟道30相连通，预燃炉膛2固定在煤斗3下部的左侧墙13和右侧墙19之间，预燃炉膛2内的烟气通道38的两端分别与左侧墙13和右侧墙19内的烟气通道18相连通，左侧墙13和右侧墙19内的烟气通道18的通道出口5分别设在气化燃烧室32内。本发明具有下列有益效果：一、预燃炉膛2为绝热结构，燃烧强度高，即使燃烧劣质煤，也能及时燃着，在预燃炉膛中已经着火的燃料进入链条炉排1的前部，新煤落在燃烧的燃料层上面，在链条炉排上实现了煤的下部燃烧，使热风炉的煤种适应性大大提高。二、在炉排前部，燃烧产生的烟气在穿过煤层时，会发生还原反应而产生煤气，在炉排后部，焦炭的燃烧使火床处于明火状态，由于明火的存在，可保证煤气的充分燃烧，即在同一个炉排上实现了煤气化和明火燃烧，热风炉不冒黑烟，降低了环境污染；三、采用循环烟道23，在不增加排烟过量空气系数的前提下，降低了换热器金属壁温，提高了热风炉的使用寿命和效率(使用寿命为现有热风炉的1.7倍，热效率可达85～93％)。

附图说明

图1是本发明的侧视剖面图，图2是图1的C-C剖视图，图3是图1的B-B剖视图，图4是图1的A-A剖视图，图5是图1的D处放大图。

具体实施方式

具体实施方式一：(参见图1～图4)本实施方式由链条炉排1、煤斗3、煤闸板4、前拱6、中拱8、后拱11、左侧墙13、换热器14、顶拱17、右侧墙19、排烟道22、钢架31、后墙33、预燃炉膛2、循环烟道23和循环风机24组成，左侧墙13和右侧墙19分别固定在链条炉排1的左右两侧上面，前拱6固定在左侧墙13和右侧墙19之间的前部，中拱8固定在左侧墙13和右侧墙19之间的中部，后墙33的两端分别与左侧墙13和右侧墙19的后端固定连接，顶拱17固定在左侧墙13和右侧墙19之间的上部，顶拱17的前端与前拱6的前端平齐，顶拱17的后端与后墙33之间设有烟道30，中拱8的上部设有烟气和煤气喷口9，中拱8、后墙33、左侧墙13和右侧墙19围成的空间形成明火燃烧室34，后拱11设置在明火燃烧室34内，后拱11的左右两端分别与左侧墙13和右侧墙19固定连接，后拱11的后端与后墙33固定连接，后拱11的前端与中拱8之间形成烟火通道36，钢架31固定在左侧墙13和右侧墙19之间的上端，换热器14固定在钢架31的上侧，排烟道22的前端与换热器14的出烟口固定连接，换热器14的进烟口与烟道30相连通，煤斗3固定在左侧墙13和右侧墙19之间的前端，煤闸板4设置在煤斗3与前拱6之间，前拱6、中拱8、左侧墙13和右侧墙19围成的空间形成气化燃烧室32，循环风机24的进风口通过循环烟道23与排烟道22的侧口37相连通，循环风机24的出风口通过循环烟道23的出口35与烟道30相连通，预燃炉膛2固定在煤斗3下部的左侧墙13和右侧墙19之间，预燃炉膛2内的烟气通道38的两端分别与左侧墙13和右侧墙19内的烟气通道18相连通，左侧墙13和右侧墙19内的烟气通道18的通道出口5分别设在气化燃烧室32内。

具体实施方式二：(参见图1、图2和图4)本实施方式的换热器14由烟箱7、框架10、耐热保温层12、第二烟管束15、第一烟管束16、热风出口20、冷风进口21、前管板25、折转风箱26、中管板27和后管板28组成，烟箱7的后端和框架10的前端固定连接，折转风箱26的左端与框架10的右端固定连接，中管板27固定在框架10内的中部，后管板28固定在框架10内的后部，前管板25设置在框架10内的前部，第二烟管束15的两端分别固定在前管板25和后管板28的左边一侧上，第二烟管束15的中部固定在中管板27内的左边一侧，第一烟管束16的两端分别固定在前管板25和后管板28的右边一侧上，第一烟管束16的中部固定在中管板27内的右边一侧，冷风进口21固定在中管板27和后管板28之间的框架10上，热风出口20固定在中管板27和前管板25之间的框架10上，第二烟管束15后侧的框架10与排烟道22的前端固定连接，耐热保温层12固定在后管板28外侧的第一烟管束16的管端头之间。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。本实施方式中耐热保护层12覆盖在后管板28上，即烟道30一侧的后管板28上，避免高温烟气与后管板28直接接触，延长了后管板的使用寿命。

具体实施方式三：(参见图1和图5)本实施方式与具体实施方式二的不同点在于，换热器14的前管板25与框架10的内壁之间设有膨胀节29。其它组成和连接关系与具体实施方式二相同。换热器采用膨胀节对受热构件进行膨胀补偿，避免了由于受热膨胀造成的热应力对换热器装置的破坏。

具体实施方式四：本实施方式的第一烟管束16采用的钢管为螺纹管。其它组成和连接关系与具体实施方式二相同。采用螺纹管可以强化传热，避免在金属表面上形成氧化皮，防止热风炉受热面金属壁被烧损，还可以降低造价。

工作过程：煤存放在煤斗3中，随着链条炉排1的转动，一部分煤进入预燃炉膛2并着火燃烧，煤在预燃炉膛2中燃烧产生的烟气经烟气通道18从通道出口5进入气化燃烧室32；另一部分煤落在已经着火的煤层上，并随着炉排的转动进入气化燃烧室32，煤层厚度由煤闸板4调节，煤在气化燃烧室32中气化产生的煤气在气化燃烧室32的空间燃烧，产生的烟气和未燃烧的煤气通过烟气和煤气喷口9进入明火燃烧室34，再经烟道30、第一烟管束16、烟箱7、第二烟管束15和排烟道22排出热风炉，烟气在第一烟管束16和第二烟管束15中纵向冲刷；空气经冷风进口21进入热风炉，先横向冲刷第二烟管束15和第一烟管束16的后段，经折转风箱26转弯后，再横向冲刷第二烟管束15和第一烟管束16的前段，经热风出口20送出；燃烧产生的灰渣通过链条炉排1的后端排出锅炉。

在上述实施方式中，4.2MW的燃煤热风炉链条炉排1的有效面积为7.2m²，预燃炉膛2的截面尺寸为600×1600mm，气化燃烧室32的截面尺寸为800×1600mm，明火燃烧室34的截面尺寸为2850×1600mm；第二烟管束15共124根，长度为5215mm；第一烟管束16共156根，长度为5265mm，选用Φ63.5×3.5的有缝钢管，横向节距为120mm，纵向节距为60mm。

2.8MW的燃煤热风炉链条炉排1的有效面积为4.9m²，预燃炉膛2的截面尺寸为500×1450mm，气化燃烧室32的截面尺寸为700×1450mm，明火燃烧室34的截面尺寸为2150×1450mm；第二烟管束15共87根，长度为3980mm；第一烟管束16共112根，长度为4030mm，选用Φ51×3.5的有缝钢管，横向节距为100mm，纵向节距为55mm。

Claims (4)

1、一种带有预燃炉膛和烟气循环装置的燃煤热风炉，带有预燃炉膛和烟气循环装置的燃煤热风炉包含链条炉排(1)、煤斗(3)、煤闸板(4)、前拱(6)、中拱(8)、后拱(11)、左侧墙(13)、换热器(14)、顶拱(17)、右侧墙(19)、排烟道(22)、钢架(31)和后墙(33)，左侧墙(13)和右侧墙(19)分别固定在链条炉排(1)的左右两侧上面，前拱(6)固定在左侧墙(13)和右侧墙(19)之间的前部，中拱(8)固定在左侧墙(13)和右侧墙(19)之间的中部，后墙(33)的两端分别与左侧墙(13)和右侧墙(19)的后端固定连接，顶拱(17)固定在左侧墙(13)和右侧墙(19)之间的上部，顶拱(17)的前端与前拱(6)的前端平齐，顶拱(17)的后端与后墙(33)之间设有烟道(30)，中拱(8)的上部设有煤气喷口(9)，中拱(8)、后墙(33)、左侧墙(13)和右侧墙(19)围成的空间形成明火燃烧室(34)，后拱(11)设置在明火燃烧室(34)内，后拱(11)的左右两端分别与左侧墙(13)和右侧墙(19)固定连接，后拱(11)的后端与后墙(33)固定连接，后拱(11)的前端与中拱(8)之间形成烟火通道(36)，钢架(31)固定在左侧墙(13)和右侧墙(19)之间的上端，换热器(14)固定在钢架(31)的上侧，排烟道(22)的前端与换热器(14)的出烟口固定连接，换热器(14)的进烟口与烟道(30)相连通，煤斗(3)固定在左侧墙(13)和右侧墙(19)之间的前端，煤闸板(4)设置在煤斗(3)与前拱(6)之间，前拱(6)、中拱(8)、左侧墙(13)和右侧墙(19)围成的空间形成气化燃烧室(32)，其特征在于带有预燃炉膛和烟气循环装置的燃煤热风炉还包含有预燃炉膛(2)、循环烟道(23)和循环风机(24)；循环风机(24)的进风口通过循环烟道(23)与排烟道(22)的侧口(37)相连通，循环风机(24)的出风口通过循环烟道(23)的出口(35)与烟道(30)相连通，预燃炉膛(2)固定在煤斗(3)下部的左侧墙(13)和右侧墙(19)之间，预燃炉膛(2)内的烟气通道(38)的两端分别与左侧墙(13)和右侧墙(19)内的烟气通道(18)相连通，左侧墙(13)和右侧墙(19)内的烟气通道(18)的通道出口(5)分别设在气化燃烧室(32)内。

2、根据权利要求1所述的带有预燃炉膛和烟气循环装置的燃煤热风炉，其特征在于换热器(14)由烟箱(7)、框架(10)、耐热保温层(12)、第二烟管束(15)、第一烟管束(16)、热风出口(20)、冷风进口(21)、前管板(25)、折转风箱(26)、中管板(27)和后管板(28)组成，烟箱(7)的后端和框架(10)的前端固定连接，折转风箱(26)的左端与框架(10)的右端固定连接，中管板(27)固定在框架(10)内的中部，后管板(28)固定在框架(10)内的后部，前管板(25)设置在框架(10)内的前部，第二烟管束(15)的两端分别固定在前管板(25)和后管板(28)的左边一侧上，第二烟管束(15)的中部固定在中管板(27)内的左边一侧，第一烟管束(16)的两端分别固定在前管板(25)和后管板(28)的右边一侧上，第一烟管束(16)的中部固定在中管板(27)内的右边一侧，冷风进口(21)固定在中管板(27)和后管板(28)之间的框架(10)上，热风出口(20)固定在中管板(27)和前管板(25)之间的框架(10)上，第二烟管束(15)后侧的框架(10)与排烟道(22)的前端固定连接，耐热保温层(12)固定在后管板(28)外侧的第一烟管束(16)的管端头之间。

3、根据权利要求2所述的带有预燃炉膛和烟气循环装置的燃煤热风炉，其特征在于换热器(14)的前管板(25)与框架(10)的内壁之间设有膨胀节(29)。

4、根据权利要求2所述的带有预燃炉膛和烟气循环装置的燃煤热风炉，其特征在于第一烟管束(16)采用的钢管为螺纹管。

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