CN212157123U - 一种燃烧器及锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃烧器及锅炉，属于锅炉技术领域。燃烧器包括燃烧筒和进料管，其中，燃烧筒底部设有给料口，燃烧筒的顶部设有灰渣排放口，燃烧筒的内腔自下而上依次为干燥区、热解干馏区、主燃区和燃尽区，在热解干馏区产生的热解气自下而上逸出并在主燃区NO_x被还原为N₂，降低了NO_x的排放量；进料管的一端为出料口且与给料口连接，另一端设置有进料驱动装置，进料管上设置有进料口，进料驱动装置用于驱动进料管中的燃料进入燃烧筒内，进料管与水平面的夹角呈0°～90°；进料驱动装置不断驱动燃料从进料口进入燃烧筒，避免燃烧筒内的燃料回落，保证燃烧筒内燃料的稳定燃烧。锅炉包括炉膛和上述的燃烧器，燃烧筒设置于炉膛内，进料口位于炉膛外。

Description

一种燃烧器及锅炉

技术领域

本实用新型涉及锅炉技术领域，尤其涉及一种燃烧器及锅炉。

背景技术

锅炉一般可分为正烧锅炉与反烧锅炉，在燃烧机理、污染物排放、节能环保经济效益等方面反烧锅炉比正烧锅炉具有明显优势。在等量燃料情况下，反烧锅炉比正烧锅炉更环保，实现低碳排放的目的。

目前，反烧锅炉应用较少，主要原因是：反烧锅炉结构相对复杂，制造加工困难，且反烧不易于实现炉具运行的自动化和智能化。因此，目前市面上生产设计的反烧炉具均为人工控制，自动化程度低，且进料方式为上进料，燃烧火焰通过水冷炉排从下方被引风带走，无法实现热解气气化燃烧，导致NO_x等污染物排放高。除此之外，传统的反烧炉在燃烧过程中，会产生燃料回落，导致燃烧筒中产生燃料缺口，进而无法保证反烧炉稳定燃烧。

因此，亟需提出一种能够实现热解气气化燃烧的燃烧器及锅炉，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种燃烧器及锅炉，该燃烧器及锅炉能够实现热解气的气化燃烧，降低NO_x的排放量，同时还能避免燃烧筒内的燃料回落，保证燃烧筒内燃料的稳定燃烧。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种燃烧器，包括

燃烧筒，所述燃烧筒底部设置有给料口，所述燃烧筒的顶部设置有灰渣排放口，所述燃烧筒的内腔自下而上依次为干燥区、热解干馏区、主燃区和燃尽区；

进料管，所述进料管的一端为出料口且与所述给料口连接，另一端设置有进料驱动装置，所述进料管上设置有进料口，所述进料驱动装置用于驱动所述进料管中的燃料进入所述燃烧筒内，所述进料管与水平面的夹角呈0°～90°。

作为一种燃烧器的优选技术方案，所述燃烧器还包括进气管，所述进气管一端连通外界，另一端伸入所述主燃区内，位于所述主燃区内的所述进气管的管壁上开设有二次进风口。

作为一种燃烧器的优选技术方案，所述进气管沿所述燃烧筒的中心轴线设置。

作为一种燃烧器的优选技术方案，所述进料驱动装置包括进料电机和进料螺旋，所述进料螺旋与所述进料电机的输出端连接，所述进料螺旋设置于所述进料管中并伸至所述给料口处。

作为一种燃烧器的优选技术方案，所述给料口的数量为两个，两个所述给料口对称设置于所述燃烧筒的底部。

作为一种燃烧器的优选技术方案，所述燃烧器还包括扰动装置，所述扰动装置设置于所述燃烧筒的底部用于扰动所述燃烧筒底部的燃料以提供向上提升力。

作为一种燃烧器的优选技术方案，所述扰动装置包括扰动电机和扰动螺旋，所述扰动螺旋与所述扰动电机的输出端连接，所述扰动螺旋设置于所述燃烧筒的内腔的底部。

作为一种燃烧器的优选技术方案，所述燃烧筒的形状为方形、圆锥形或圆柱形。

为达上述目的，本实用新型还提供了一种锅炉，包括炉膛和如上所述的燃烧器，所述燃烧筒设置于所述炉膛内，所述进料口位于所述炉膛外。

作为一种锅炉的优选技术方案，所述锅炉还包括进风组件，所述进风组件设置于所述炉膛内且位于所述燃烧筒的上方。

与现有技术相比，本实用新型的优点及有益效果在于：

本实用新型提供了一种燃烧器，该燃烧器包括燃烧筒和进料管，其中，燃烧筒底部设置有给料口，燃烧筒的顶部设置有灰渣排放口，燃烧筒的内腔自下而上依次为干燥区、热解干馏区、主燃区和燃尽区，在热解干馏区产生的热解气自下而上逸出，在主燃区NO_x被还原为N₂，从而降低NO_x的排放量；进料管的一端为出料口且与给料口连接，另一端设置有进料驱动装置，进料管上设置有进料口，进料驱动装置不断驱动从进料口投入的燃料进入燃烧筒内，进料管与水平面的夹角呈0°～90°，能够避免燃烧筒内的燃料回落至进料管中，保证燃烧筒内燃料的稳定燃烧。

本实用新型还提供了一种锅炉，该锅炉包括炉膛和上述燃烧器，燃烧筒设置于炉膛内，进料口位于炉膛外，开放式的进料方式实现了可根据实际单位时间所需热值调整单位时间进料量，且降低了NO_x的排放量，提高环保性能。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的锅炉的部分结构示意图。

1、燃烧筒；11、热解干馏区；12、主燃区；13、燃尽区；14、干燥区；2、进料管；21、进料口；3、进料驱动装置；31、进料电机；32、进料螺旋；4、进气管；5、扰动装置；51、扰动电机；52、扰动螺旋；6、进风组件。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实施例提供了一种燃烧器，该燃烧器包括燃烧筒1和进料管2，其中，燃烧筒1底部设置有给料口，燃烧筒1的顶部设置有灰渣排放口，燃烧筒1内腔自下而上依次为干燥区14、热解干馏区11、主燃区12和燃尽区13；进料管2的一端为出料口且与给料口连接，另一端设置有进料驱动装置3，进料管上设置有进料口21，进料驱动装置3用于驱动进料管2中的燃料进入燃烧筒1内，进料管2与水平面的夹角呈0°～90°。

燃料自进料口21进入进料管2内，在进料驱动装置3的作用下，燃料在给料口处堆积，在进料驱动装置3不断驱动燃料的作用下，给料口的燃料自燃烧筒1的底部向顶部上升，当燃料填满燃烧筒1，对燃烧筒1顶部的燃料进行点火燃烧，燃烧筒1上端的燃料燃烧产生的热辐射，使燃烧筒1内部分为自下而上的干燥区14、热解干馏区11、主燃区12和燃尽区13。燃料经过干燥区14进行干燥，干燥区14因温度的不同会分为位于上部的高温干燥区和位于下部的低温干燥区。干燥后的燃料进入热解干馏区11热解产生热解气，在热解干馏区11燃烧负荷较高的情况下，热解干馏区11将会形成位于下部的低温热解干馏区和位于上部的高温热解干馏区。热解气中的NO_x上升至主燃区12中，由于主燃区12中主要是来自热解干馏区11中的半焦炭的燃烧，半焦炭燃烧会消耗掉大部分的氧气，形成的还原性环境促使NO_x被还原为N₂，从而降低了NO_x的排放量。未燃尽的半焦炭和热解气在燃尽区13充分燃烧，最终灰渣从灰渣排放口排出。燃烧筒1内的燃料燃烧的过程中，进料驱动装置3不断的向燃烧筒1内提供燃料，避免给料口附近产生燃料缺口，从而避免燃烧筒1上方的燃料重新回落，保证燃烧筒1内部稳定的分级燃烧。可选地，主燃区12和燃尽区13对应的筒壁上设置有多个一次进风口，用于向主燃区12和燃尽区13提供燃烧所需的空气。

需要说明的是，本实施例中的燃烧筒1竖直设置，为完全的由下至上的给料方式，保证热解气上升过程中的能够充分燃烧。在其它实施例中，燃烧筒1也可倾斜设置，能够降低燃料上升的阻力。

本实施例提供的燃烧器可根据负荷情况改变燃烧筒1的大小和给料数量，同时满足民用与工业等不同负荷的应用场景，且燃烧器结构简单，维护简单，加工更加方便，从而能够实现规模化生产加工制造。本实施例中燃烧器适用于生物质颗粒、型煤、兰炭及秸秆压块等燃料的燃烧，适用范围广，燃烧器的普适性强。由于燃烧器内燃料一直保持满料位状态，可对炭黑等颗粒物形成一定过滤作用，降低烟尘排放。

根据所需单位时间燃料情况将给料口设置为一个或多个。由于燃料颗粒大小的不同，相较于设置一个给料口，多个给料口同时给料可以提高供料效率，同时也可避免燃烧器在燃烧过程中，因供料速度过慢，而导致燃烧筒1内燃料回落的问题。当设置多个给料口时，进料管2与给料口一一对应设置。优选地，在本实施例中，给料口的数量为两个，两个给料口正对设置于燃烧筒1的底部。

在本实施例中，进料管2优选为倾斜设置。相较于水平设置的进料管2，倾斜设置的进料管2具有两方面优势：一方面，从进料口21投入的燃料在重力的作用下更容易输送至底给料口处；另一方面，燃烧筒1内的燃料不会重新回落至进料管2中。进一步优选地，在本实施例中，进料管2与水平面的夹角呈30°～60°

当燃烧筒1的体积较大，燃烧筒1内的燃料较多时，燃烧过程容易产生中心燃料烧不透、黑芯多、CO排放高、颗粒物偏高及烟囱冒烟问题。为解决这一技术问题，优选地，本实施例中的燃烧器还包括进气管4，进气管4一端连通外界，另一端由下至上依次穿过干燥区14和热解干馏区11伸入主燃区12内，位于主燃区12内的进气管4的管壁上开设有多个二次进风口，通过进气管4将外界的空气引入主燃区12的中心，保证主燃区12中心燃料充分燃烧，降低CO排放量及避免冒烟。优选地，为不影响燃烧筒1内燃料的上升，进气管4沿燃烧筒1的中心轴线设置。

在本实施例中，进料驱动装置3包括进料电机31和进料螺旋32，进料螺旋32与进料电机31的输出端连接，进料螺旋32设置于进料管2中并伸至给料口处。在进料螺旋32不断地旋转过程中，燃料由进料口21输送至给料口处，燃料不断地在给料口处堆积并在进料螺旋32的驱动作用下从燃烧筒1的内腔的底部上升，在进料螺旋32在不断供料且推动燃料的作用下，保证燃烧筒1内燃料分级且稳定的燃烧。

如图1所示，燃烧器还包括扰动装置5，扰动装置5设置于燃烧筒1的底部用于扰动燃烧筒1底部的燃料以提供向上提升力。通过设置扰动装置5能够进一步避免燃烧筒1内燃料回落，且由于扰动装置5的扰动，还能避免燃烧器底部的燃料结块卡死，进而发生灭炉的情况。

具体地，扰动装置5包括扰动电机51和扰动螺旋52，扰动电机51设置在燃烧筒1外，扰动螺旋52与扰动电机51的输出端连接，扰动螺旋52设置于燃烧筒1的内腔的底部。当燃烧器使用一段时间后，可打开扰动电机51，在扰动电机51的驱动下，扰动螺旋52对燃烧筒1底部的燃料扰动，使结块的燃料散开，扰动螺旋52对燃烧筒1底部的燃料提供向上的提升力，保证燃烧筒1内部稳定的燃烧。

可选地，燃烧筒1的形状为方形、圆锥形或圆柱形。在本实施例中，燃烧筒1的形状优选为圆锥形。

本实施例还提供了一种锅炉，该锅炉包括炉膛和上述的燃烧器，燃烧筒1设置于炉膛内，进料口21位于炉膛外。由于采用上述的燃烧器，因此该锅炉的NO_x的排放量降低。进料口21位于炉膛外部的开放式设计，可根据实际单位时间所需热值调整单位时间进料量，灵活性更强。

可选地，锅炉还包括进风组件6，进风组件6设置于炉膛内且位于燃烧筒1的上方。通过设置进风组件6能够保证未完全燃烧的热解气再次燃烧，提高锅炉的燃煤效率。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种燃烧器，其特征在于，包括

燃烧筒(1)，所述燃烧筒(1)底部设置有给料口，所述燃烧筒的顶部设置有灰渣排放口，所述燃烧筒(1)的内腔自下而上依次为干燥区(14)、热解干馏区(11)、主燃区(12)和燃尽区(13)；

进料管(2)，所述进料管(2)的一端为出料口且与所述给料口连接，另一端设置有进料驱动装置(3)，所述进料管(2)上设置有进料口(21)，所述进料驱动装置(3)用于驱动所述进料管(2)中的燃料进入所述燃烧筒(1)内，所述进料管(2)与水平面的夹角范围为0°～90°。

2.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器还包括进气管(4)，所述进气管(4)一端连通外界，另一端伸入所述主燃区(12)内，位于所述主燃区(12)内的所述进气管(4)的管壁上开设有二次进风口。

3.如权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述进气管(4)沿所述燃烧筒(1)的中心轴线设置。

4.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述进料驱动装置(3)包括进料电机(31)和进料螺旋(32)，所述进料螺旋(32)与所述进料电机(31)的输出端连接，所述进料螺旋(32)设置于所述进料管(2)中并伸至所述给料口处。

5.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述给料口的数量为两个，两个所述给料口对称设置于所述燃烧筒(1)的底部。

6.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器还包括扰动装置(5)，所述扰动装置(5)设置于所述燃烧筒(1)的底部用于扰动所述燃烧筒(1)底部的燃料以提供向上提升力。

7.如权利要求6所述的燃烧器，其特征在于，所述扰动装置(5)包括扰动电机(51)和扰动螺旋(52)，所述扰动螺旋(52)与所述扰动电机(51)的输出端连接，所述扰动螺旋(52)设置于所述燃烧筒(1)的内腔的底部。

8.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧筒(1)的形状为方形、圆锥形或圆柱形。

9.一种锅炉，其特征在于，包括炉膛和如权利要求1～8任一项所述的燃烧器，所述燃烧筒(1)设置于所述炉膛内，所述进料口(21)位于所述炉膛外。

10.如权利要求9所述的锅炉，其特征在于，所述锅炉还包括进风组件(6)，所述进风组件(6)设置于所述炉膛内且位于所述燃烧筒(1)的上方。

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