CN202581286U - 固体燃料炉及该炉用的湿式平板炉排 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固体燃料炉，在炉体内固定设置有炉膛，炉膛内设置有倾斜的炉排，炉排前端的炉体上设置有推料装置，其特征在于：所述炉排为湿式平板炉排，炉排包括倾斜设置且平行排列的多根金属水管和相邻水管之间固定连接的弧形金属板，弧形金属板拱向上设置，弧形金属板向下倾斜的两侧边缘固定在所述水管外壁上，沿水管长度弧形金属板与水管轴线呈一倾斜角度且相邻的弧形金属板之间边沿在水平方向上的投影重叠，竖向上相邻弧形金属板之间有间隙构成通风孔。这种固体燃料炉炉排不易损坏，炉子使用周期长，炉膛温度更高，能够提高燃料的热效率，并减少有害气体排放。

Description

固体燃料炉及该炉用的湿式平板炉排

技术领域

本实用新型涉及一种固体燃料炉，具体来说是一种采用固定式湿式炉排的固体燃料炉，是用推料装置将固体燃料推入炉膛进行燃烧，刚推入的燃料沿倾斜的炉排推动基本燃烧完的燃料，基本燃烧完的燃料推动燃料渣进行排渣。

背景技术

固体燃料炉是以煤、木材、木碳、焦碳、固体生物质等固体物质为燃料，主要包括炉体内的炉膛和炉排，大型燃料炉还包括鼓风机等。通常固体燃料是通过燃料仓漏到炉排上，从炉排下向炉排上方供风，炉排上的燃料在炉膛内进行燃烧。炉排一般分为固定式和运行式，运动式的有循环运动的链式炉排和往复炉排，由运动的炉排带着燃料由燃烧到燃烧终止再到成渣和出渣。由于炉排是运动的且由金属材料制成，炉排不能设置冷却系统，为避免烧坏炉排，就限制了炉膛的温度不能过高，因此采用传统运动炉排的燃料炉，有如下缺点：

1、炉膛温度低，导致燃料在炉膛内燃烧不完全、不彻底，所以不但热效率低，而且产生黑烟，加重了环境污染。

2、运动的炉排易由于机械部件烧毁或由于卡煤造成损坏，所以故障率高，影响了炉正常使用，增加了炉排日常维护的工作量和维护成本。

3、运动的炉排空气过量系数高，热损失严重。

4、由于炉膛温度低，因此不能使用低热值的燃料。

专利文献CN101126504公开的“一种煤的连续洁净燃烧装置和方法”的方案，燃烧装置包括有燃烧室、风室、炉排、预燃室，预燃室与炉体的高温燃烧区有一共用呈倾斜的水冷式炉排，炉排前端的炉体上还安装有可将预燃室的煤推进高温燃烧区的液压推煤装置。煤从预燃室加入，利用预燃室底部预先加入的木材燃烧的火焰将预燃室下部的煤引燃，将高温燃烧区加热到800℃以上，再利用推煤装置将预燃室底部的煤推入到高温燃烧区内进行燃烧，煤在高温燃烧区全部形成炭火层后，继续从预燃室推煤进入高温燃烧区，利用新推入的煤向下顶炭火层，炭火层进一步向下将燃烧完的煤渣顶出炉排以排渣。由于采用带倾斜的水冷炉排，炉排能够耐高温，炉排使用寿命长、维修率低，效率高。但这种燃烧装置仍然存在如下不足：

1、由于炉排固定，为避免烧坏推煤装置，所以推煤装置不能从预燃室一直向下推到炉排下端，是利用新煤推高温燃烧区炭火层，炭火层推渣，因此倾斜角度非常重要。由于现有水冷炉排结构不合理，并且因为燃烧后的煤渣颗粒小且比较松散，造成炉排倾斜角度大，煤不易在炉排上停留，部分煤会溜下炉排导致煤的利用率低；而倾角小又易造成在推煤时靠近炉排末端的煤渣堆积而不能顺利被推下炉排，造成在炉排末端煤渣越堆越高，不能排渣，进一步向上堆积可影响进料。同一安装倾角下，也存在有时会出现溜煤有时会出现堆渣现象，主要是由于熔融的燃料或细小的渣易卡在炉排的通风间隙内造成卡料，同时还影响了通风配风。另外，在现有的炉排结构下，不同燃料以及相同燃料不同的燃料状态，需要的炉排安装角度也不一样，因此这种锅炉排难以适应不同燃料的要求。

2、为保证排渣，通常要增加炉排倾角，这不但造成一部分煤未完全燃料就溜到炉排末端的除渣通道内牺牲了煤的热效率，而且要增加燃烧装置炉体高度。

3、由于炉排工作状态不佳，造成燃料不能在最佳状态下燃烧，炉膛温度受到的限制，也使得难以应用低热值的烟煤等燃料。

4、既作料仓又有使煤预燃的预燃室与炉体的高温燃烧区共用倾斜的水冷式炉排，工作过程中预燃室也通入空气，造成底部的煤在预燃室内燃烧，由于温度低于高温区煤燃烧不完全，虽然设置有与燃烧室相通的煤气出口，但可燃气有一大部分是从预燃室顶部逸出，所以该部分可燃物的热量难以得到有效利用，同时造成在预燃室处冒黑烟，并且预燃室必须采用带水冷的壁面，增加了成本。

5、拱口位置设置不合理，影响了热效率。

6、由于存在上述多种缺陷，这种燃烧装置还是停留在理论阶段，没有获得同行业专家的认可，也没有长期稳定运行的产品被应用。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于提供一种固体燃料炉，还提供一种固体燃料炉用的湿式平板炉排，以解决现有炉排设计不合理造成的溜煤或煤渣堆积现象。

本实用新型的固体燃料炉，在炉体内设置有炉膛，炉膛内固定设置有倾斜的炉排，炉排前端的炉体上设置有推料装置，其特征在于：所述炉排为湿式平板炉排，包括倾斜设置且平行排列的多根金属水管和相邻水管之间固定连接的弧形金属板，弧形金属板拱向上设置，弧形金属板向下倾斜的两侧边缘固定在所述水管外壁上，沿水管长度弧形金属板与水管轴线呈一倾斜角度且相邻的弧形金属板的边沿之间在水平方向上的投影重叠，相邻弧形金属板之间竖向有间隙构成通风孔。

所述湿式平板炉排的水管可以为圆管，但比较优选的方式是水管采用方管，使得方管之间由于间隙等宽，弧形金属板形状规整，且焊缝宽度一致，更主要的是焊缝可以从下面焊接，保证表面平整。

所述方管上表面与弧形金属板最高点平齐，更接近平板，以使整体阻力较小，或者所述方管与所述弧形金属板边缘最高点平齐，使细小燃料渣被弧形金属板导向方管处以减少在弧形金属板边缘积存。

排渣不需要较大的炉排倾角，所述炉排倾斜角度可以为10-20度。进一步地，构成所述炉排的倾斜水管上端和下端连接于水平的上集水管和下集水管上。

进一步地，还包括料仓，料仓是位于炉体外，料仓底部在位于所述推料装置以下设置有平板构成料仓底。

进一步地，在所述炉膛内还设置有拱，拱口是位于靠近所述炉排顶端的位置，且前拱采用斜拱形成斜向喷火口。

本实用新型的固体燃料炉和湿式平板炉排，具有如下有益效果：

1、合理的炉排结构，使得固体燃料即能够有效停留，又可以在推料装置推料时不易产生起堆现象，经过连续一个月试运行，本实用新型的固体燃料燃烧炉工作平稳。也进一步提高了燃料热效率。

2、弧形金属板拱向上设置，燃料渣不易堵塞炉排的通气间隙，同时又由于设置独立的配风室，保证了有效配风，漏风系数小，能够根据燃料不同燃烧阶段分配调节配风量，使燃料充分燃烧，有利于提高燃料热效率。

3、采用方管与弧形金属板焊接方便，且弧形金属板边缘规则，提高了炉排加工效率。

4、倾斜设置湿式平板炉排，有利于冷却水循环，保证炉排不易烧坏，可以提高炉膛温度到1500℃，提高热效率，且有利于减少排烟对环境的污染。

5、料仓设置在炉体外侧，下部没有炉排，使得料仓仅作加料使用不参与燃烧，不需要设置水冷管，且保证燃料只在炉膛内燃料，热量得到充分利用，不易从料仓排放挥发份，又减小了炉体体积。

6、拱口设置在靠近炉排顶端的位置，使固体燃料进入炉膛立即被高温烟气加到引燃，在拱口强烈混合燃料，达到清洁高效燃料。也有利于下部未燃烧充分的燃料中挥发份通过拱口时燃烧，特殊的结构使得火焰不是从拱口直接向上喷出，有利于热量在炉膛内均匀分配。

7、炉排固定没有运动部件，用采用水冷，因此炉排不会损坏。

8、由于炉膛温度高，能够使低热值的燃料燃烧，燃料适用范围广，燃料可以无烟煤、木材、木碳、焦碳、褐煤（3500大卡/公斤）和固体生物质等固体燃料。

9、可以应用于供暖大吨位热水锅炉、工业用蒸汽锅炉、热式体导热油锅炉、热风锅炉等热源设备。

附图说明

图1为本实用新型的固体燃料炉的结构示意图；

图2为本实用新型的湿式平板炉排的结构示意图；

图3为图2所示炉排的K向视图；

图4为弧形金属板与水管的安装方式示意图；

图5为本实用新型的另一种弧形金属板与水管的安装方式示意图；

图6为采用圆管与弧形金属板的安装方式示意图；

图7为图6的俯视图。

1-炉体，2-炉膛，3-湿式平板炉排，4-推料装置，5-料仓，6-前拱，7-拱口，8-空间燃烬室，9-除渣机，10-配风室，31-方管，32-弧形金属板，33-上集水管，34-下集水管，35-间隙，36-焊料，37-圆管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的内容作进一步说明，以助于理解本实用新型的内容。

如图1所示，是本实用新型的固体燃料炉的结构示意图，在炉体1内设置有炉膛2，炉膛2内固定设置有倾斜的湿式平板炉排3，炉排3前端的炉体上设置有推料装置4用于将料仓5底部的煤推入炉膛2内的炉排3上端，实现向炉膛内添加燃料，同时利用新添加进的燃料沿炉排3表面向下移时会推动已经燃烧的燃料沿炉排向下滑，已经燃料的燃料则把基本燃烧完的温度较高的燃料灰渣向炉排末端推，并把温度较低的灰渣从炉排最下端推落到炉排末端除渣机9以排灰渣。推料装置可以为一块推料板，安装在气缸或液压缸活塞杆上，或者是上面安装有齿条以被一个电机驱动的齿轮驱动等机械装置，沿与炉排平行的轨导滑动，将料仓5底部的煤等燃料推入炉膛内。

湿式平板式炉排如图2、3所示，包括倾斜设置且平行排列的多根金属方管31构成的水管,相邻水管之间固定连接的弧形金属板32。如图4和图5所示，弧形金属板32拱向上设置，向下倾斜的两侧边缘固定在水管外壁上。如图2所示，沿方管31构成的水管长度方向弧形金属板32与水管轴线呈一倾斜角度且相邻的弧形金属板边沿之间在水平方向上的投影重叠，形成鱼鳞状，以避免炉排上的燃料漏到炉排下或卡在弧形金属板之间的间隙内，相邻弧形金属板之间竖向上有间隙35构成通风孔，以使空气能够通过该间隙由炉排下面向上补空气，以提供燃烧所需要的氧气。

所述湿式平板炉排的水管可以为圆管，参照图6，但是相邻圆管37之间间隙为从中间窄至两端宽的形状，且弧形金属板如图2所示是相对于圆管轴线倾斜设置，因此弧形金属板32两侧如果采用与圆管37表面吻合的形状，弧形金属板形状复杂不易于加工，如果弧形金属板两侧边缘为直边侧与对应圆管表面之间间隙是变化的间隙，造成焊接时如图6所示只能从上表面焊接且需要如图7所示用焊料36来补偿间隙的变化，不但难以焊接而且焊接完成后焊缝不平，而弧形金属板顶部与水管顶部均高于焊缝位置，细小的渣料易堆到焊缝位置，造成阻落现象。因此，比较优选的方式是如图4或图5所示方式，水管采用方管31，使得方管之间由于间隙等宽，使得弧形金属板32形状规整，且焊缝宽度一致，更主要的是焊缝可以从下面焊接，保证上表面无焊缝，相对比较平整、光滑，因此不易造成燃料或渣堆积或卡在缝隙内。

如图4所示，方管31上表面与弧形金属板32最高点平齐，更接近平板，以使整体阻力较小，或者如图5所示方管31与弧形金属板32边缘最高点平齐（由于弧形金属板是相对于方管轴线倾斜），使细小渣被弧形金属板导向到方管31处，由于方管表面为平面，不能堆积减少在弧形金属板边缘积存。

如图1和图2所示，所述炉排倾斜角度可以为10-20度。倾斜有利于水根据温度不同密度不同的特点，使得热水沿水管上升，使水在水管内循环流动，提高冷却效果。如图3所示，炉排的倾斜方管31上端和下端连接于水平的上集水管33和下集水管34上，以向每根水管31通入冷却水和使高温冷却水向下排出形成循环。

如图1所示，作为较佳实施例，固体燃料炉的料仓5是位于炉体1外，料仓5底部在位于所述推料装置4以下设置有平板，构成仓底，推料装置沿料仓底将料仓底部的固体燃料推进炉膛内，当推料装置向外退出料仓时，料仓上方的固体燃料又会落到料仓底部。本实施例中料仓是设置在炉体外部，燃料不会在料仓内燃料，因此既不需要在料仓外部设置冷却水管也不需要在料仓底部设置炉排和通风，不仅简化了结构降低了成本，而且避免燃料在料仓内燃烧造成污染和热能不能得到有效利用问题。

如图1所示，本发明的固体燃料炉在炉膛内还设置有拱，拱口7是位于靠近所述炉排顶端的位置，且前拱6采用斜拱形成斜向喷火口，以使火焰改变方向喷进由炉体和上部受热面形成的空间燃烬室8，避免拱口喷出的火焰直接烧拱口上方的蒸发器、水槽等受热部件造成局部温度过高受热不均匀。

如图1所示，所述炉排下方设置有相互隔绝的三个配风室10，分别对应炉排上的预热区、强燃区和靠渣区（使基本燃料完全的灰渣散热以充分利用其热量），能够根据不同燃料阶段对配风的要求调节合适的风量，配风室隔绝避免了相互漏风。

Claims (10)

1.一种固体燃料炉，在炉体内设置有炉膛，炉膛内固定设置有倾斜的炉排，炉排前端的炉体上设置有推料装置，其特征在于：所述炉排为湿式平板炉排，该炉排包括倾斜设置且平行排列的多根金属水管和相邻水管之间固定连接的弧形金属板，弧形金属板拱向上设置，弧形金属板向下倾斜的两侧边缘固定在所述水管外壁上，沿水管长度弧形金属板与水管轴线呈一倾斜角度且相邻的弧形金属板的边沿之间在水平方向上的投影重叠，相邻弧形金属板之间竖向有间隙构成通风孔。

2.如权利要求1所述的固体燃料炉，其特征在于：所述水管为方管且水管与弧形金属板从下方焊接。

3.如权利要求2所述的固体燃料炉，其特征在于：所述方管上表面与所述弧形金属板最高点平齐，或者所述方管与所述弧形金属板边缘最高点平齐。

4.如权利要求1或2所述的固体燃料炉，其特征在于：所述湿式平板炉排倾斜角度为10-20度。

5.如权利要求1或2所述的固体燃料炉，其特征在于：还包括料仓，料仓是位于炉体外，料仓底部在位于所述推料装置以下设置有平板。

6.如权利要求1或2所述的固体燃料炉，其特征在于：在所述炉膛内还设置有拱，拱口是位于靠近所述炉排顶端的位置，且前拱采用斜拱形成斜向喷火口。

7.一种固体燃料炉用湿式平板炉排，其特征在于：包括倾斜设置且平行排列的多根金属水管和相邻水管之间固定连接的弧形金属板，弧形金属板拱向上设置，弧形金属板向下倾斜的两侧边缘固定在所述水管外壁上，沿水管长度弧形金属板与水管轴线呈一倾斜角度且相邻的弧形金属板之间边沿在水平方向上的投影重叠，竖向上相邻弧形金属板之间有间隙构成通风孔，构成所述炉排的倾斜水管上端和下端连接于水平的上集水管和下集水管上。

8.如权利要求7所述的湿式平板炉排，其特征在于：所述水管为方管。

9.如权利要求8所述的湿式平板炉排，其特征在于：所述方管上表面与所述弧形金属板最高点平齐；或者所述方管与所述弧形金属板边缘最高点平齐。

10.如权利要求7或8所述的湿式平板炉排，其特征在于：所述炉排下方设置有相互隔绝的三个配风室。 

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