CN204630032U - 半煤气化反烧热管锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半煤气化反烧热管锅炉，它包括水套炉体，在下部水套炉体内依次并列设置主燃烧区、第三燃烧室、降尘室和热交换区，在上部水套炉体内设置多导热回程；主燃烧区内设置上炉排和下炉排，上炉排的上部是设有加煤口的第一燃烧室，上炉排和下炉排之间是设有观火口的第二燃烧室，下炉排的下部是设有清灰口的炉灰室；所述的多导热回程是设置多回程烟道，在烟道上设置若干下端在烟道内上端在水套里的热管。它具有安全、环保、热效率高、使用方便的优点，一人可操作，关火24小时不熄火。

Description

半煤气化反烧热管锅炉

技术领域

本实用新型属于燃煤锅炉，具体涉及一种半煤气化反烧热管锅炉。

背景技术

以燃煤为主的能源结构是我国的能源特色，环境保护，节能减排是我国发展经济的国策。为了解决燃煤锅炉的污染问题，在大中城市采取措施是发展集中供热。然而，在广大的中小城镇以及大城市的周边地区，不可能做到哪里有用户需要哪里就建设集中供热。现阶段各地主要还是以中小型燃煤锅炉供暖和采集热水为主。

普通中小型燃煤锅炉不仅热效率低，而且在燃烧过程中会产生大量废气和废渣，严重污染环境，达不到环保要求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种节能、环保、热效率高、使用方便的半煤气化反烧热管锅炉。

本实用新型的目的是这样实现的：一种半煤气化反烧热管锅炉，它包括水套炉体，其特征在于：在下部水套炉体内依次并列设置主燃烧区、第三燃烧室、降尘室和热交换区，在上部水套炉体内设置多导热回程；主燃烧区内设置上炉排和下炉排，上炉排的上部是设有加煤口的第一燃烧室，上炉排和下炉排之间是设有观火口的第二燃烧室，下炉排的下部是设有清灰口的炉灰室；所述的多导热回程是设置多回程烟道，在烟道上设置若干下端在烟道内上端在水套里的热管。

进一步，所述的多回程烟道包括第一回程烟道、第二回程烟道和第三回程烟道，第一回程烟道是扁筒形烟道，第二回程烟道和第三回程烟道是两个圆筒形烟道，第一回程烟道的首端连通热交换区，第一回程烟道尾端连通第二回程烟道的首端，第二回程烟道的尾端连通第三回程烟道的首端，第三回程烟道的尾端连通烟筒。

进一步，主燃烧区与第三燃烧室之间设置第一隔墙，第一隔墙上设置第一过火口；第三燃烧室与降尘室之间设置第二隔墙，第二隔墙上设置第二过火口；降尘室与热交换区之间设置第三隔墙，第三隔墙上设置第三过火口。

进一步，所述的第二过火口在降尘室一侧向上倾斜，其倾斜角度为30°～50°。

进一步，第一隔墙的上部是水套隔墙，所述的上炉排由若干并排设置的炉排水管构成，炉排水管的两端分别连通水套炉体外层水套和第一隔墙上部的水套隔墙。

进一步，所述的炉排水管倾斜设置，炉排水管的内侧端高于外侧端，炉排水管与水平面之间呈5°～20°倾斜角。

进一步，所述的第三燃烧室和降尘室的顶部为拱形结构。

进一步，在热交换区设置若干两端连通水套的热交换水管。

进一步，在水套炉体外部设有保温层。

本实用新型和现有技术相比其优点在于：

1、本实用新型是在下部水套炉体内依次并列设置主燃烧区、第三燃烧室、降尘室和热交换区，在上部水套炉体内设置多导热回程；内部结构改变了传统锅炉常规设计定式，“水在火中走”为“火在水中行”，火不烧锅筒，实现热工中的“水火相容”，提高了锅炉的使用寿命。炉体外部整体保温。这种结构设计，保温效果好，一人可操作，关火24小时不熄火。

2、采用该结构的半煤气化反烧热管锅炉是采用正反两种燃烧方式来完成煤燃烧的全过程，并根据各工作区段煤燃烧反应的情况供给一定量的空气以保证燃烧效果。这种独特的燃烧方式和结构布置，能够使煤在良好的工况下达到完全燃烧，没有烟尘排放，从而达到节煤和保护环境的目的。

3、半煤气化反烧热管锅炉，采用逆向供给一次空气，正反混合连续燃烧结构布置，除第一燃烧室(加煤气化给风室)，是反烧外，其它全部是正燃烧。由第一燃烧室热解出来的可燃物能够和氧分子充分混合点火燃烧；从第一燃烧室的上炉排落下来的红煤随着体积的缩小漏到第二燃烧室炉排上继续燃烧，加煤口同时为进风口，他可以避免一般手烧炉加煤漏冷风的缺点。

4、焦炭落在第二燃烧室的下炉排上在不影响正常运行情况下，有良好的空气供给与燃烧温度，同时还有足够的燃烧时间使之燃尽。第三燃烧室设计为高温低氧II段燃烧，将所排烟尘中的有害气体和可燃物进一步烧掉，消除烟尘中有害气体对大气的污染，从而达到保护环境和节煤的目的。

5、第二燃烧室的上部是第一燃烧室的上炉排，该室的一面炉墙，受第三燃烧室的辐射热，底面受煤层的灼热，四面炉墙形成高温储热炉拱，使得经过该室的气体和可燃物进一步完全燃烧，该室的温度可达到1100℃以上。

6、第一燃烧室工作在负压状态下，它的火焰直接进入到第二燃烧室。该室的主要作用是使供给的新煤先经预热、干燥、干馏、挥发着火燃烧。满足焦炭在发生化学反应时的必要条件，该室集中供给煤燃烧时所需要的空气总量的85％，利用机械引风负压运行超大量方式供给该室的高速空气对煤层的冲刷，提高了扩散能力，加快了燃烧速度。随着焦炭的扩散燃烧，使碳粒逐渐变小，并与焦渣一起被来自上方的强大气流推到下炉排上还原燃尽。

7、从上方喷下来的火焰在第二燃烧室进行混合燃烧，该室的后侧设计有第一过火口，与第三燃烧室相通，前方未燃尽的气体与可燃物混合后进入到第三燃烧室第三次燃烧。第二燃烧室的下炉排下方，有一空间为炉灰室，并有清灰门兼做二次进风门，供给第二燃烧室空气总量的15％，补足空气供给的不足部分。这部分空气也有利于下炉排上焦渣中的焦炭扩散燃烧，该室的温度在1100～1200℃之间。该室的化学反应能力和扩散能力相差不大。

8、第三燃烧室的顶部设计为拱形结构，由第二燃烧室进入第三燃烧室的混合气体和可燃物，受到拱形结构的影响，火焰在向心力的作用下发生旋转，延长了气体与可燃物的燃烧时间，并使碳氧分子得以充分混合，以产生良好的燃烧工况。同时由于第三燃烧室第一隔墙和第二隔墙的吸热和散热作用的调节，使气体和可燃物燃烧的更加彻底，燃烧时的火焰呈蓝色。因为前面各燃烧区段都没有受热面，使火焰的温度步步升高，该室的炉膛温度可达1300℃～1600℃。由于该室是在高温低氧状态下工作，该室不需要额外补足空气，前段燃烧时剩余的氧量，完全能够满足三原子气体和飞灰粒子的燃烧需要。这样布置的燃烧结构有利于将煤燃烧时分解出来的有害气体和可燃物充分燃烧掉，如煤中的硫、硫化物等前段燃烧未尽的挥发可燃物经过该室都在高温低氧状态下被烧掉。本区段采用高温低氧燃烧法，不但解决了燃烧技术问题，同时也解决了脱硫这一多年未能得以解决的环保难题。在实际运行中不用增加脱硫、除尘设备，即可达到自动消烟、除尘、烟筒不冒黑烟的环保效果。

9、第二隔墙上设置的第二过火口在降尘室一侧向上倾斜，降尘室的顶部为拱形结构。从第三燃烧室进入的烟火发生旋转，到后面设置的第三隔墙后，向下旋转并在机械引风的作用下，进入到热交换区内。

10、降尘室后部是热交换区，在该区设置若干热交换水管，充分燃烧的烟火在此区域进一步进行热量交换。

11、在上部水套炉体内设置多导热回程，多导热回程是设置多回程烟道，在烟道上设置若干下端在烟道内上端在水套里的热管。在高效传热原件热管的作用下，进入到热交换区内的高温烟气在多回程烟道里余热被充分吸收并传导到水套内的循环水里，剩余的极小部分热量从烟囱排出，但排出的温度已低于170℃以下。它是利用热管的相变吸收和释放大量的汽化潜热和高速蒸汽流动来传热。由于热管的当量导热系数大及等温性能好，其当量导热系数可以是相同材料的几十倍，甚至几百倍。这些热管在烟道中增加了一倍以上的受热面积，通过热管换热能提高热效率50％，节煤达30％以上。这种结构将石化裂解燃烧技术和高温超导热管技术融合运用到燃煤锅炉的设计之中，利用热管潜热特性使燃煤锅炉升温速度比普通燃煤锅炉提高近一倍。

12、在本实用新型中，煤从第一燃烧室上方加入，新煤落在高温煤室的灼热煤层上，经历预热、干燥、干馏、挥发着火燃烧、焦炭气化扩散等过程。随着焦炭的气化扩散，变小的碳粒与灰渣一起被来自上方经机械引风进入的强大气流从上炉排引导第二燃烧室的下炉排上还原燃烧，来自上方的半煤气和细小碳粒，与自下而上含有过剩空气的三原子气体的燃烧产物，汇集于上下炉排之间，在第二燃烧室混合燃烧后，被送到第三燃烧室的高温低氧区段继续燃烧，使三原子气体和飞灰粒子中夹杂的可燃物燃尽。整个过程从第二燃烧室往后均为正压明火燃烧，它具备了完全燃烧的条件，从而满足节煤和排放标准。这种燃烧方式，煤从第一燃烧室加入，空气亦从第一燃烧室进入自上而下，因此挥发份逸出较均匀，空气供给的气流是逆向运动，折出来的挥发份，首先接触新鲜空气，保证了燃烧时所需要的耗氧量。

13、本实用新型的第一燃烧室采用自上而下的机械引风负压运行方式，该室供给的一次空气总需求量的85％，这种负压超大气流对煤层的冲刷，提高了焦炭的扩散能力，并加快了气化速度，剩余的氧量15％由第二燃烧室下方的灰室供给，他们混合后在引风的作用下，在第二燃烧室以后全部进入正压状态下工作，以防止煤气的外泄，引发安全隐患。

附图说明

图1是本实用新型半煤气化反烧热管锅炉立体结构示意图；

图2是本实用新型半煤气化反烧热管锅炉去掉水套外壳和保温层之后的立体结构示意图；

图3是本实用新型半煤气化反烧热管锅炉局部剖切立体结构示意图；

图中：1-水套炉体，2-第三燃烧室，3-降尘室，4-热交换区，5-上炉排，6-下炉排，7-加煤口，8-第一燃烧室，9-观火口，10-第二燃烧室，11-清灰口，12-炉灰室，13-热管，14-第一回程烟道，15-第二回程烟道，16-第三回程烟道，17-烟筒，18-第一隔墙，19-第一过火口，20-第二隔墙，21-第二过火口，22-第三隔墙，23-第三过火口，24-热交换水管，25-保温层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细描述。

如图1、图2和图3所示，一种半煤气化反烧热管锅炉，它包括水套炉体1，在下部水套炉体内依次并列设置主燃烧区、第三燃烧室2、降尘室3和热交换区4，在上部水套炉体内设置多导热回程；主燃烧区内设置上炉排5和下炉排6，上炉排5的上部是设有加煤口7的第一燃烧室8，上炉排5和下炉排6之间是设有观火口9的第二燃烧室10，下炉排6的下部是设有清灰口11的炉灰室12；所述的多导热回程是设置多回程烟道，在烟道上设置若干下端在烟道内上端在水套里的热管13。所述的多回程烟道包括第一回程烟道14、第二回程烟道15和第三回程烟道16，第一回程烟道14是扁筒形烟道，第二回程烟道15和第三回程烟道16是两个圆筒形烟道，第一回程烟道14的首端连通热交换区4，第一回程烟道14尾端连通第二回程烟道15的首端，第二回程烟道15的尾端连通第三回程烟道16的首端，第三回程烟道16的尾端连通烟筒17。主燃烧区与第三燃烧室2之间设置第一隔墙18，第一隔墙18上设置第一过火口19；第三燃烧室2与降尘室3之间设置第二隔墙20，第二隔墙20上设置第二过火口21；降尘室3与热交换区4之间设置第三隔墙22，第三隔墙22上设置第三过火口23。所述的第二过火口21在降尘室3一侧向上倾斜，其倾斜角度为45°。第一隔墙18的上部是水套隔墙，所述的上炉排5由若干并排设置的炉排水管构成，炉排水管的两端分别连通水套炉体1外层水套和第一隔墙18上部的水套隔墙。所述的炉排水管倾斜设置，炉排水管的内侧端高于外侧端，炉排水管与水平面之间呈15°倾斜角。所述的第三燃烧室2和降尘室3顶部为拱形结构。在热交换区设置若干两端连通水套的热交换水管24。在水套炉体1外部设有保温层25。

以上具体实施方式的内容仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本实用新型的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种半煤气化反烧热管锅炉，它包括水套炉体，其特征在于：在下部水套炉体内依次并列设置主燃烧区、第三燃烧室、降尘室和热交换区，在上部水套炉体内设置多导热回程；主燃烧区内设置上炉排和下炉排，上炉排的上部是设有加煤口的第一燃烧室，上炉排和下炉排之间是设有观火口的第二燃烧室，下炉排的下部是设有清灰口的炉灰室；所述的多导热回程是设置多回程烟道，在烟道上设置若干下端在烟道内上端在水套里的热管。

2.根据权利要求1所述的半煤气化反烧热管锅炉，其特征在于：所述的多回程烟道包括第一回程烟道、第二回程烟道和第三回程烟道，第一回程烟道是扁筒形烟道，第二回程烟道和第三回程烟道是两个圆筒形烟道，第一回程烟道的首端连通热交换区，第一回程烟道尾端连通第二回程烟道的首端，第二回程烟道的尾端连通第三回程烟道的首端，第三回程烟道的尾端连通烟筒。

3.根据权利要求1或2所述的半煤气化反烧热管锅炉，其特征在于：主燃烧区与第三燃烧室之间设置第一隔墙，第一隔墙上设置第一过火口；第三燃烧室与降尘室之间设置第二隔墙，第二隔墙上设置第二过火口；降尘室与热交换区之间设置第三隔墙，第三隔墙上设置第三过火口。

4.根据权利要求3所述的半煤气化反烧热管锅炉，其特征在于：所述的第二过火口在降尘室一侧向上倾斜，其倾斜角度为30°～50°。

5.根据权利要求3所述的半煤气化反烧热管锅炉，其特征在于：第一隔墙的上部是水套隔墙，所述的上炉排由若干并排设置的炉排水管构成，炉排水管的两端分别连通水套炉体外层水套和第一隔墙上部的水套隔墙。

6.根据权利要求5所述的半煤气化反烧热管锅炉，其特征在于：所述的炉排水管倾斜设置，炉排水管的内侧端高于外侧端，炉排水管与水平面之间呈5°～20°倾斜角。

7.根据权利要求3所述的半煤气化反烧热管锅炉，其特征在于：所述的第三燃烧室和降尘室的顶部为拱形结构。

8.根据权利要求3所述的半煤气化反烧热管锅炉，其特征在于：在热交换区设置若干两端连通水套的热交换水管。

9.根据权利要求3所述的半煤气化反烧热管锅炉，其特征在于：在水套炉体外部设有保温层。