CN203131854U - 一种燃烧生物质成型燃料锅炉的二次风结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及燃烧生物质成型燃料锅炉的二次风结构，其要点在于在锅炉前墙的炉墙内中设置有横置的风箱，二次风口与风箱相通，风箱上设置有两个以上与炉膛相通的喷嘴。通过喷嘴内部螺旋风道的设计，使二次风旋转喷入炉膛参与锅炉燃烧，可以解决生物质燃烧初期缺氧、温度偏低、挥发份燃烧不充分造成析碳的问题。本实用新型可以使高挥发分的生物质成型燃料提前着火燃烧，尽早足量补充燃料燃烧所需要的空气，提高挥发分燃烧段的温度，加强燃料加热后释放的挥发分与空气的强烈混合和燃烧，燃料燃烧效率高，可达98%以上，而且消烟除尘性能好，有害气体和灰尘排放低，同时能克服生物质成型燃料点火燃烧过程中易产生的析碳引起的黑烟问题，环保效益显著。
Description
技术领域
本实用新型涉及锅炉，尤其涉及燃烧生物质成型燃料锅炉的二次风结构，适用于装设在燃生物质成型燃料的链条炉排和固定炉排锅炉。
背景技术
燃用生物质成型燃料锅炉，由于生物质成型燃料挥发分高，着火燃烧时需要大量空气和强烈的混合，同时又需要有足够高的温度，才能完全燃烧。经查有ZL200810049852.4《高温助燃器及倒燃式生物质燃料专用燃烧装置》，其二次风机构垂直于炉壁，风向固定，导致燃料与二次风混合不均匀而影响燃烧效率，并产生黑烟。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述燃用生物质成型燃料锅炉的二次风结构中存在的缺点，提供一种能有效提升生物质成型燃料的燃烧效率和消除黑烟的燃烧生物质成型燃料锅炉的二次风结构。
本实用新型技术方案是这样实现的：一种燃烧生物质成型燃料锅炉的二次风结构，其要点在于在锅炉前墙的炉墙内中设置有横置的风箱，二次风口与风箱相通，风箱上设置有两个以上与炉膛相通的喷嘴。
多个喷嘴的二次风结构使得二次风更加均匀，燃料与二次风混合更加均匀，有利于提高燃烧效率和消除黑烟。
本实用新型还可进一步设计为喷嘴由喷嘴外壳、喷嘴旋流芯管、两个以上喷嘴旋流叶片、喷嘴外封环片构成，喷嘴外壳为空心管，喷嘴旋流芯管为上端封闭的管，喷嘴外封环片固定在喷嘴的出口端，中间有通孔为喷嘴的出风口,喷嘴旋流叶片的下端固定于喷嘴外封环片上，一侧边固定喷嘴外壳内壁，另一侧边的上部与喷嘴旋流芯管相接，连接长度为喷嘴旋流芯管总长的三分之一到二分之一之间。
有8个螺旋形的喷嘴旋流叶片切向固定于喷嘴外壳和喷嘴旋流芯管之间，喷嘴旋流芯管的直径为喷嘴外壳内径的三分之一到二分之一之间。
喷嘴的工作原理：二次风进入喷嘴外壳后，到达喷嘴旋流芯管上端，由于喷嘴旋流芯管的存在使气流通道变小，气流沿轴向经过外壳和旋流芯管构成的环形通道，气流方向不变，流速增大到原流速的1.2倍到1.4倍，产生局部气流的扰动，经过前段的整流及稳流后，增速的气流进入切向布置的喷嘴旋流叶片，通过喷嘴旋流叶片的结构改变气体方向，使之产生旋转，同时由于喷嘴外封环片的阻挡，气流改变流动方向呈径向沿8个喷嘴旋流叶片组成的通道向喷嘴旋流芯管中心汇集，汇集过程中由于通道变窄，气流流通面积减少，气流流速继续提高到原来的2倍到3倍，同时形成高速旋转气流。进入喷嘴旋流芯管中心后，形成高速旋转轴向流动气流，轴向流速可达进入喷嘴初始流速的4倍到9倍，在一定的风压下从喷嘴旋流芯管成一定角度（一般为8°）以一定的速度（大于20m/s）轴向旋转喷入炉膛。
通过喷嘴内部螺旋风道的设计，使二次风旋转喷入炉膛参与锅炉燃烧，可以解决生物质燃烧初期缺氧、温度偏低、挥发份燃烧不充分造成析碳的问题。
在风箱内的每个喷嘴的前方固定有均风隔板，均风隔板的长度从二次风口起由高到低排列。
风管进口处最近的隔板最长，最远处的为最短。该布置可以使各喷嘴前的风压平衡，达到各喷嘴均衡配风的目的。
喷嘴倾斜向下，与水平线所成的夹角为5-15°。角度太高，则高温卷吸作用减弱，扰动混合差；角度太低，则易把炉排上的燃料吹跑，燃料不能连续供给，使燃烧中断，造成燃料挥发分析出后剩余的焦炭无法停留在炉排上燃烧，飞灰量增大，机械不完全燃烧损失增大，燃烧效率反而降低。
通常选择：喷嘴倾斜向下，与水平线所成的夹角为8°。
本实用新型可以使高挥发分的生物质成型燃料提前着火燃烧，尽早足量补充燃料燃烧所需要的空气，提高挥发分燃烧段的温度，加强燃料加热后释放的挥发分与空气的强烈混合和燃烧，燃料燃烧效率高，可达98%以上，而且消烟除尘性能好，有害气体和灰尘排放低，并且同时能克服生物质成型燃料点火燃烧过程中易产生的析碳引起的黑烟问题，环保效益显著。
附图说明
图1为燃用生物质成型燃料锅炉的二次风结构主视图
图2为图1的俯视图逆时针旋转90°
图3为喷嘴的结构图
图4为图3的左视图
1炉墙 2风箱 3喷嘴 31喷嘴外壳 32喷嘴旋流芯管 33喷嘴旋流叶片 34喷嘴外封环片341通孔4均风隔板 5二次风进风管 。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，可以使本专业的技术人员更理解本实用新型，对下述的实施例进行修改，添加和替换都是可能的，都没有超出本实用新型的保护范围。
如图1、2、3、4所示，一种燃烧生物质成型燃料锅炉的二次风结构，在2吨蒸汽/小时的锅炉，锅炉前墙的宽度为2米，在锅炉前墙的炉墙1内中设置有横置的风箱2，二次风口5与风箱2相通，风箱2上均匀设置五个与炉膛相通的喷嘴3，在风箱2内的每个喷嘴3的前方固定有均风隔板4，均风隔板4的长度从二次风口5起由高到低排列，隔板的长度的高度差相同，呈等数差，据风管进口处最近的隔板最长，最远处的为最短，该布置可以使各喷嘴前的风压平衡，达到各喷嘴均衡配风的目的。风箱2埋藏在锅炉前墙内具体宽度与锅炉燃烧炉排宽度相同，喷嘴3由喷嘴外壳31、喷嘴旋流芯管32、两个以上喷嘴旋流叶片33、喷嘴外封环片34构成，喷嘴外壳31为空心管，内径为25-40mm，使用耐高温不锈钢材料制作，喷嘴旋流芯管32为上端封闭的管，喷嘴外封环片34固定在喷嘴的出口端，中间有通孔341为喷嘴的出风口，直径为15—25mm,喷嘴旋流叶片33的下端固定于喷嘴外封环片34上，一侧边固定喷嘴外壳31内壁，另一侧边的上部与喷嘴旋流芯管32相接，连接长度为喷嘴旋流芯管32总长的三分之一到二分之一之间。图中有8个螺旋形的喷嘴旋流叶片33切向固定于喷嘴外壳31和喷嘴旋流芯管32之间，喷嘴旋流芯管32的直径为喷嘴外壳31内径的三分之一到二分之一之间。喷嘴3倾斜向下，与水平线所成的夹角为5-15°，最好为8°，角度太高，则高温卷吸作用减弱，扰动混合差；角度太低，则易把炉排上的燃料吹跑，燃料不能连续供给，使燃烧中断（也称为一次风短路），造成燃料挥发分析出后剩余的焦炭无法停留在炉排上燃烧，飞灰量增大，机械不完全燃烧损失增大，燃烧效率反而降低，其余未述部分与现有技术相同。
本实用新型的工作原理为：二次风进入风箱后，经均风隔板的作用均匀分配进入喷嘴，二次风进入喷嘴外壳31后，到达喷嘴旋流芯管32上端，由于喷嘴旋流芯管的存在使气流通道变小，气流沿轴向经过外壳和旋流芯管构成的环形通道，气流方向不变，流速增大到原流速的1.2倍到1.4倍，产生局部气流的扰动，经过前段的整流及稳流后，增速的气流进入切向布置的喷嘴旋流叶片33，通过喷嘴旋流叶片的结构改变气体方向，使之产生旋转，同时由于喷嘴外封环片34的阻挡，气流改变流动方向呈径向沿8个喷嘴旋流叶片33组成的通道向喷嘴旋流芯管32中心汇集（见图3、4），汇集过程中由于通道变窄，气流流通面积减少，气流流速继续提高到原来的2倍到3倍，同时形成高速旋转气流。进入喷嘴旋流芯管32中心后，形成高速旋转轴向流动气流，轴向流速可达进入喷嘴初始流速的4倍到9倍，在一定的风压下从喷嘴旋流芯管32成一定角度（最好为8°）以一定的速度（大于20m/s）轴向旋转喷入炉膛。进入炉膛后通过高速气流的强烈卷吸、扰动，加上两个喷嘴之间形成的负压涡流，可以使燃料燃烧初期析出的挥发分迅速与空气混合及燃烧，并把炉膛内的高温烟气卷吸进来，保持燃料着火初期的高温，挥发分来不及析碳就已燃烧完全，从而达到消烟除尘的目的。
Claims (7)
1.一种燃烧生物质成型燃料锅炉的二次风结构，其特征在于，在锅炉前墙的炉墙（1）内中设置有横置的风箱（2），二次风口（5）与风箱（2）相通，风箱（2）上设置有两个以上与炉膛相通的喷嘴（3）。
2.根据权利要求1所述的燃烧生物质成型燃料锅炉的二次风结构，其特征在于，在2吨/小时的锅炉内均匀设置五个喷嘴（3）。
3.根据权利要求1所述的燃烧生物质成型燃料锅炉的二次风结构，其特征在于，喷嘴（3）由喷嘴外壳（31）、喷嘴旋流芯管（32）、两个以上喷嘴旋流叶片（33）、喷嘴外封环片（34）构成，喷嘴外壳（31）为空心管，喷嘴旋流芯管（32）为上端封闭的管，喷嘴外封环片（34）固定在喷嘴的出口端，中间有通孔（341）为喷嘴的出风口,喷嘴旋流叶片（33）的下端固定于喷嘴外封环片（34）上，一侧边固定喷嘴外壳（31）内壁，另一侧边的上部与喷嘴旋流芯管（32）相接，连接长度为喷嘴旋流芯管（32）总长的三分之一到二分之一之间。
4.根据权利要求3所述的燃烧生物质成型燃料锅炉的二次风结构，其特征在于， 有8个螺旋形的喷嘴旋流叶片（33）切向固定于喷嘴外壳（31）和喷嘴旋流芯管（32）之间，喷嘴旋流芯管（32）的直径为喷嘴外壳（31）内径的三分之一到二分之一之间。
5.根据权利要求1所述的燃烧生物质成型燃料锅炉的二次风结构，其特征在于，在风箱（2）内的每个喷嘴（3）的前方固定有均风隔板（4），均风隔板（4）的长度从二次风口（5）起由高到低排列。
6.根据权利要求1所述的燃烧生物质成型燃料锅炉的二次风结构，其特征在于，喷嘴（3）倾斜向下，与水平线所成的夹角为5-15°。
7.根据权利要求1所述的燃烧生物质成型燃料锅炉的二次风结构，其特征在于，喷嘴（3）倾斜向下，与水平线所成的夹角为8°。
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