CN217235547U - 一种多次空气分级的工业锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种多次空气分级的工业锅炉，所述多次空气分级的工业锅炉包括：至少一个预燃室、锅炉本体、第二通道和第三通道，预燃室包括预燃腔、第一通道和点火装置，第一通道包括第一出口，第一通道通过第一出口与预燃腔连通，且第一通道与外界连通，预燃室具有进风口和第二出口，预燃腔通过进风口与外界连通；锅炉本体限定出炉膛，预燃室设置在锅炉本体上，且预燃腔通过第二出口与炉膛相连通；第二通道包括第三出口，第二通道通过第三出口与炉膛连通，第三通道包括第四出口，且第三通道通过第四出口与炉膛连通，第三出口在第一方向上位于第二出口与第四出口之间，且第二通道和第三通道均与外界连通。本实用新型的多次空气分级的工业锅炉具有燃料的利用率高、污染物排放量小的优点。

Description

一种多次空气分级的工业锅炉

技术领域

本实用新型涉及高效燃烧设备技术领域，具体地，涉及一种多次空气分级的工业锅炉。

背景技术

工业锅炉是一种能够将燃料中的能量转换为热能的设备，广泛地应用于多个工业领域中。工业锅炉中的燃料燃烧会产生大量的氮氧化物，氮氧化物是一种大气污染气体，相关技术中通过降低炉膛内的燃料燃烧所需的空气量，使燃料在贫燃状态下燃烧，进而降低了氮氧化物的产生量。但是，燃料燃烧所需的空气量不足会使燃料燃烧不充分，降低燃料的利用率。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的实施例提出一种多次空气分级的工业锅炉，该多次空气分级的工业锅炉具有燃料的利用率高、污染物排放量小的优点。

本实用新型实施例的一种多次空气分级的工业锅炉包括：至少一个预燃室，所述预燃室包括预燃腔、第一通道和点火装置，所述第一通道包括第一出口，所述第一通道通过所述第一出口与所述预燃腔连通，且所述第一通道与外界连通，所述预燃室具有进风口和第二出口，所述预燃腔通过所述进风口与外界连通；锅炉本体，所述锅炉本体限定出炉膛，所述预燃室设置在所述锅炉本体上，且所述预燃腔通过第二出口与所述炉膛相连通；第二通道和第三通道，所述第二通道包括第三出口，所述第二通道通过所述第三出口与所述炉膛连通，所述第三通道包括第四出口，且所述第三通道通过所述第四出口与所述炉膛连通，所述第三出口在第一方向上位于所述第二出口与所述第四出口之间，且所述第二通道和所述第三通道均与外界连通，所述第一方向与所述预燃腔的轴向一致。

本实用新型实施例的多次空气分级的工业锅炉通过第一通道、第二通道、第三通道以及进风口向燃料提供空气，使燃料能够与空气进行多次混合燃烧，并且在多次空气分级的工业锅炉内形成多级的燃烧区域，进而使燃料在贫燃的恶劣燃烧环境下能够燃尽，不仅抑制了氮氧化物的生成，同时提高了燃料的利用率。

由此，本实用新型实施例的多次空气分级的工业锅炉具有燃料利用高、污染物排放量小的优点。

在一些实施例中，所述预燃室包括围壁，所述围壁限定出所述预燃腔，所述预燃室设在所述锅炉本体在所述第一方向上的一端。

在一些实施例中，所述围壁的径向尺寸在第一方向上先增大后减小。

在一些实施例中，所述多次空气分级的工业锅炉还包括进料管和折流组件，所述进料管的至少部分设置在所述预燃腔内，所述进料管包括所述第一通道，所述折流组件设置在所述预燃腔内且与所述进料管同轴，所述折流组件的至少部分在第一方向上位于所述第一出口和所述第二出口之间。

在一些实施例中，所述折流组件包括环形导流件和挡板，所述挡板在第一方向上位于所述第一出口和所述第二出口之间，所述环形导流件设在所述挡板在所述进料管的轴向上邻近所述第一出口的一侧，所述环形导流件与所述进料管同轴。

在一些实施例中，所述多次空气分级的工业锅炉还包括旋流器，所述旋流器设置在所述进风口处，且所述旋流器套设在所述进料管上，所述进料管的所述至少部分与所述预燃腔同轴。

在一些实施例中，所述第三出口的开口方向指向所述预燃腔的中心线，所述第三出口的开口方向与所述第一方向之间的夹角大于等于45度且小于等于90度。

在一些实施例中，所述多次空气分级的工业锅炉还包括第一空气输送管，所述第一空气输送管包括所述第二通道和出风端部，所述出风端部包括所述第三出口，所述第一空气输送管穿设在所述锅炉本体上，所述出风端部位于所述炉膛内。

在一些实施例中，所述第一空气输送管为多个，多个所述第一空气输送管沿所述预燃腔的周向环绕所述预燃室设置。

在一些实施例中，所述多次空气分级的工业锅炉还包括第二空气输送管，所述第二空气输送管为多个，所述锅炉本体还包括周壁，所述第二空气输送管与所述周壁相连接，所述第二空气输送管包括所述第三通道，多个所述第二空气输送管在所述周壁的周向上间隔设置。

附图说明

图1是本实用新型实施例的多次空气分级的工业锅炉的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的折流组件的结构示意图。

附图标记：

锅炉本体1；顶壁11；周壁12；

预燃室2；围壁21；预燃腔211；导流腔2111；加速腔2112；进风口212；第二出口213；进料管22；第一通道221；第一出口2211；

第一空气输送管3；第二通道31；第三出口311；出风端部32；

第二空气输送管4；第三通道41；第四出口411；主管道42；分支管道43；

折流组件5；挡板51；环形导流件52。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型实施例的多次空气分级的工业锅炉。

如图1-2所示，本实用新型实施例的多次空气分级的工业锅炉包括至少一个预燃室2、锅炉本体1、第二通道31和第三通道41。

预燃室2包括预燃腔211、第一通道221和点火装置，第一通道221包括第一出口2211，第一通道221通过第一出口2211与预燃腔211连通，且第一通道221与外界连通。

具体地，第一通道221用于向预燃腔211内输送燃料和空气，燃料与空气的混合气流在预燃腔211内通过点火装置进行点火升温，进而在预燃室2内形成一级燃烧，其中，从第一通道221中排出的空气气流为一次风，一次风中的空气量占燃料燃烧所需的空气总量的5％-10％。

可以理解的是，一次风中的空气量占燃料燃烧的空气总量的10％-15％使燃料在缺氧的环境下燃烧，进而抑制燃料在燃烧时生成氮氧化物。

预燃室2具有进风口212和第二出口213，预燃腔211通过进风口212与外界连通。具体地，外界的空气通过进风口212进入预燃腔211形成二次风，使一次风、二次风和燃料进行混合燃烧，并且在预燃室2内形成二级燃烧，其中二次风中的空气量占燃料燃烧所需的空气总量的60％-70％。

可以理解的是，在一次燃烧过程中，一次风中的氧气含量少，燃料的燃烧可能不稳定，向预燃腔211内通入二次风可以稳定燃料燃烧，并且二次风的通入量大，使一次风与二次风混合后的气流加速，提高了空气和燃料的掺混效果，使燃料的燃烧效果更好。

锅炉本体1限定出炉膛，预燃室2设置在锅炉本体1上，且预燃腔211通过第二出口213与炉膛相连通，具体地，燃料与一次风以及二次风混合后的气流通过第二出口213排出预燃腔211，并进入炉膛内。

第二通道31包括第三出口311，第二通道31通过第三出口311与炉膛连通，第三出口311在第一方向(如图1中的上下方向)上位于第二出口213与第四出口411之间，且第二通道31和第三通道41均与外界连通，第一方向与预燃腔211的轴向一致。

具体地，第二通道31用于向炉膛内输送空气，其中通过第二通道31输送进炉膛的空气为三次风，三次风中的空气量占燃料燃烧所需的空气总量的10％-15％。

也就是说，一次风、二次风和三次风在炉膛内形成三级燃烧，一次风、二次风和三次风的空气量占燃料燃烧的空气总量80％-85％，进而使炉膛在上下方向上第二通道31和第三通道41之间的区域为燃料的主燃烧区，主燃烧区的空气含量依然低于燃料燃烧所需的空气总量，抑制了燃料燃烧过程中氮氧化物的产生。

第三通道41包括第四出口411，且第三通道41通过第四出口411与炉膛连通，具体地，第三通道41用于向炉膛内输送空气，其中通过第三通道41输送进炉膛的空气为四次风，四次风中的空气量占燃料燃烧的空气总量的10％-15％。

可以理解的是，主燃烧区内未燃尽的燃料与四次风混合后燃烧，进而使燃料燃尽。

本实用新型实施例的多次空气分级的工业锅炉具有第一通道221、第二通道31、第三通道41以及进风口212，使燃料能够分别与一次风、二次风、三次风和四次风进行多次混合燃烧，并且在多次空气分级的工业锅炉内形成多级的燃烧区域，进而使燃料在贫燃的恶劣燃烧环境下能够燃尽，不仅抑制了氮氧化物的生成，同时提高了燃料的利用率。

由此，本实用新型实施例的多次空气分级的工业锅炉具有燃料的利用率高、污染物排放量小的优点。

在一些实施例中，如图1所示，预燃室2包括围壁21，围壁21限定出预燃腔211，预燃室2设在锅炉本体1在第一方向上的一端(如图1中的上端)。

具体地，锅炉本体1包括顶壁11，至少一个预燃室2设置在顶壁11上，围壁21的上端开口形成进风口212，围壁21的下端与顶壁11相连接。

可选的，预燃室2为两个，两个预燃室2间隔设置在锅炉本体1的顶壁11上。

需要说明的是，当预燃室2为多个时，通入多个预燃室2的第一通道221和进风口212的空气总量不变，例如，预燃室2为两个，通入两个预燃室2的第一通道221内的空气量占燃料燃烧的空气总量的10％，通入一个预燃室2的第一通道221内的空气量占燃料燃烧的空气总量的5％。

进一步地，如图1所示，围壁21的径向尺寸在第一方向上先增大后减小，也就是说，预燃腔211的径向尺寸在上下方向上具有最大值，其中进风口212与预燃腔211的径向尺寸的最大值位置之间的区域为导流腔2111，预燃腔211的径向尺寸的最大值位置与第二出口213之间的区域为加速腔2112。

可以理解的是，导流腔2111对进风口212喷入的二次风具有导向作用，使二次风与燃料以及一次风掺混效果更好。

加速腔2112的径向尺寸由预燃腔211的径向尺寸的最大值处指向第二出口213的方向上逐渐减小，进而使通过加速腔2112的一次风、二次风和燃料的混合气流的流速增大，避免燃料燃烧后的颗粒在第二出口213处结焦堵塞第二出口213，并且提高了一次风、二次风和燃料之间的掺混效果，使燃烧效果增强。

在一些实施例中，如图1所示，本实用新型实施例的多次空气分级的工业锅炉还包括进料管22和折流组件5，进料管22的至少部分设置在预燃腔211内，进料管22包括第一通道221，折流组件5设置在预燃腔211内且与进料管22同轴，折流组件5的至少部分在第一方向上位于第一出口2211和第二出口213之间。

具体地，如图2所示，折流组件5包括环形导流件52和挡板51，所述挡板51在第一方向上位于所述第一出口2211和所述第二出口213之间，环形导流件52设在挡板51在进料管22的轴向上邻近第一出口2211的一侧(如图1中挡板51的上表面)，且环形导流件52在进料管22的周向上包围了第一出口2211，环形导流件52与进料管22同轴。

可以理解的是，一次风携带着燃料从第一出口2211喷出，通过挡板51的阻挡以及环形导流件52的导流作用，形成向上的气流，使一次风携带着被点燃后的燃料先流入导流腔2111，与二次风混合后再流向第二出口213，保证燃料被点燃后在预燃室2内有充分的升温时间，使燃料能够稳定燃烧，并且一次风携带着燃料与二次风混合形成回流，增强了燃料与空气的掺混效果，提高了燃料的燃烧效果。

在一些实施例中，本实用新型实施例的多次空气分级的工业锅炉还包括旋流器(图中未示出)，旋流器设置在进风口212处，且旋流器套设在进料管22上，进料管22的该一部分与预燃腔211同轴。

可以理解的是，在进风口212处设置旋流器，进而使二次风在预燃腔211内形成旋流，增强了二次风与携带着燃料的一次风之间的掺混效果，进而提高了燃料的燃烧效果。

在一些实施例中，如图1所示，第三出口311的开口方向指向预燃腔211的中心线，第三出口311的开口方向与第一方向之间的夹角大于等于45度且小于等于90度。优选的，第三出口311的开口方向与第一方向之间的夹角等于90度。

具体地，本实用新型实施例的多次空气分级的工业锅炉还包括第一空气输送管3，第一空气输送管3包括第二通道31和出风端部32，出风端部32包括第三出口311，第一空气输送管3穿设在锅炉本体1上，出风端部32位于炉膛内，出风端部32与第一方向垂直，且出风端部32沿着所述围壁21的径向方向向靠近所述围壁21的中心线的方向延伸，进而使第三出口311的开口方向指向预燃腔211的中心线。

可选的，第一空气输送管3为多个，多个第一空气输送管3沿预燃腔211的周向环绕预燃室2设置，且多个第一空气输送管3中每一者的第三出口311的开口方向均指向预燃腔211的中心线。

可以理解的是，一次风、二次风和燃料的混合气流从第二出口213流入炉膛的方向与预燃腔211的中心线的延伸方向大体一致，第三出口311的开口方向指向预燃腔211的中心线，使从第三出口311喷出的三次风气流可以贯穿一次风、二次风和燃料的混合气流，进而增强燃料与空气的掺混效果，进而提高了燃料的燃烧效果。

在其他实施例中，第三出口311的开口方向大体上指向预燃腔211的中心线，且第三出口311的开口方向与预燃腔211的中心线的延伸方向不相交，也就是说，第三出口311的开口方向与预燃腔211的中心线的延伸方向在第二出口213的径向上具有较小的间隔。

需要说明的是，第三出口311的开口方向与预燃腔211的中心线的延伸方向在第二出口213的径向上的间隔距离小，第三出口311喷出的三次风气流依然可以贯穿一次风、二次风和燃料的混合气流，因此对燃料的燃烧效果没有影响。

可以理解的是，第三出口311第三出口311的开口方向大体上指向预燃腔211的中心线，使从第三出口311喷出的三次风气流依然可以贯穿一次风、二次风和燃料的混合气流，并且降低了第一空气输送管3的安装难度。

在一些实施例中，本实用新型实施例的多次空气分级的工业锅炉还包括第二空气输送管4，第二空气输送管4为多个，锅炉本体1还包括周壁12，第二空气输送管4与周壁12相连接，第二空气输送管4包括第三通道41，多个第二空气输送管4在周壁12的周向上间隔设置。

具体地，第二空气输送管4包括主管道42和多个分支管道43，其中分支管道43在长度方向上的一端与炉膛连通，另一端与主管道42连通，其中，四次风通过主管道42进入多个分支管道43中，再经过多个分支管道43进入炉膛内。

可以理解的是，多个第二空气输送管4在周壁12的周向上间隔设置，使通过第二空气输送管4进入炉膛的空气可以均匀地分布在炉膛内，进而使空气可以与未燃尽的空气充分且均匀的接触，提高了燃料的燃烧效果，因此保证了燃料可以燃尽。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种多次空气分级的工业锅炉，其特征在于，包括：

至少一个预燃室，所述预燃室包括预燃腔、第一通道和点火装置，所述第一通道包括第一出口，所述第一通道通过所述第一出口与所述预燃腔连通，且所述第一通道与外界连通，

所述预燃室具有进风口和第二出口，所述预燃腔通过所述进风口与外界连通；

锅炉本体，所述锅炉本体限定出炉膛，所述预燃室设置在所述锅炉本体上，且所述预燃腔通过第二出口与所述炉膛相连通；

第二通道和第三通道，所述第二通道包括第三出口，所述第二通道通过所述第三出口与所述炉膛连通，

所述第三通道包括第四出口，且所述第三通道通过所述第四出口与所述炉膛连通，所述第三出口在第一方向上位于所述第二出口与所述第四出口之间，且所述第二通道和所述第三通道均与外界连通，所述第一方向与所述预燃腔的轴向一致。

2.根据权利要求1所述的一种多次空气分级的工业锅炉，其特征在于，所述预燃室包括围壁，所述围壁限定出所述预燃腔，所述预燃室设在所述锅炉本体在所述第一方向上的一端。

3.根据权利要求2所述的一种多次空气分级的工业锅炉，其特征在于，所述围壁的径向尺寸在第一方向上先增大后减小。

4.根据权利要求1所述的一种多次空气分级的工业锅炉，其特征在于，还包括进料管和折流组件，所述进料管的至少部分设置在所述预燃腔内，所述进料管包括所述第一通道，所述折流组件设置在所述预燃腔内且与所述进料管同轴，所述折流组件的至少部分在第一方向上位于所述第一出口和所述第二出口之间。

5.根据权利要求4所述的一种多次空气分级的工业锅炉，其特征在于，所述折流组件包括环形导流件和挡板，所述挡板在第一方向上位于所述第一出口和所述第二出口之间，所述环形导流件设在所述挡板在所述进料管的轴向上邻近所述第一出口的一侧，所述环形导流件与所述进料管同轴。

6.根据权利要求5所述的一种多次空气分级的工业锅炉，其特征在于，还包括旋流器，所述旋流器设置在所述进风口处，且所述旋流器套设在所述进料管上，所述进料管的所述至少部分与所述预燃腔同轴。

7.根据权利要求1所述的一种多次空气分级的工业锅炉，其特征在于，所述第三出口的开口方向指向所述预燃腔的中心线，所述第三出口的开口方向与所述第一方向之间的夹角大于等于45度且小于等于90度。

8.根据权利要求7所述的一种多次空气分级的工业锅炉，其特征在于，还包括第一空气输送管，所述第一空气输送管包括所述第二通道和出风端部，所述出风端部包括所述第三出口，所述第一空气输送管穿设在所述锅炉本体上，所述出风端部位于所述炉膛内。

9.根据权利要求8所述的一种多次空气分级的工业锅炉，其特征在于，所述第一空气输送管为多个，多个所述第一空气输送管沿所述预燃腔的周向环绕所述预燃室设置。

10.根据权利要求1所述的一种多次空气分级的工业锅炉，其特征在于，还包括第二空气输送管，所述第二空气输送管为多个，

所述锅炉本体还包括周壁，所述第二空气输送管与所述周壁相连接，所述第二空气输送管包括所述第三通道，多个所述第二空气输送管在所述周壁的周向上间隔设置。

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