专利名称：节能环保型层燃锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型属于层燃锅炉的设计及改进技术，特别是涉及层燃快装锅炉、组装锅炉和散装锅炉的设计及改进，具体的讲是一种节能环保型层燃锅炉。
背景技术：
现有层燃锅炉一般包括给煤装置、炉膛、燃烧设备、燃烬室、锅筒、锅炉管束、炉墙、省煤器、空气预热器等常规部件。现有层燃炉的燃料——煤，所含有的固定碳和可燃气体随炉排的运转，大部分被燃烧。其燃烧效率的高低，直接影响层燃炉的性能。因此人们对煤在炉排上的着火位置及其有效燃烧时间非常关注，经过多年探索与实践，发现采用低长型后拱、高而短的前拱，前后拱合理配合，在炉膛下部形成一个绝热燃烧空间，可使新煤在炉排上即时着火、焦炭有效燃烧。低长型后拱的特点是具有导流性能。能将气流携带的较粗的高温粒子，导向前拱下的新煤层，为新煤着火创造了温度条件；为焦炭燃烧提供了足够长的区段和时间。此拱型对煤种的适应性较宽，燃用劣质煤时效果更明显。这是现有层燃炉的最大优点。现有层燃炉的缺点是虽设有燃烬室，也能起到部分燃烬作用，但是气流携带的较细的粒子与可燃气体在燃烬室内一掠而过，未燃烬即进入锅炉管束，导致可燃物中大量未燃烬的粒子和可燃气体排出炉外，造成原始排放浓度偏高，燃烧效率偏低，既浪费能源，又污染环境。
目前也有一种在炉膛内的前拱和后拱上方设置带分离隔室的卧式旋风筒层燃炉，如国家专利局已公开的96216377.5号专利，其分离隔室设有入口和烟气返回口。虽然分离隔室入口捕获了一部分灰粒，但是被高速分离沉积于旋风筒内壁，处在分离隔室入口和烟气返回口间的灰粒，在下滑的过程中被返回的烟气携入主气流，经烟道溢出。因此锅炉的原始排放量仍然较高。烟气在旋风筒内的燃烧路程较短，燃烧时间有限。
发明内容
本实用新型的目的旨在提供一种在炉膛的出口设置一种高温旋风循环燃烬室，燃烧产物以一定方向与速度吸入该室内旋转燃烧，较细的粒子和可燃气体基本燃烬；较粗的粒子被燃烧、分离、收集、再燃烧循环燃烬，达到结构简单、制造、安装、维修方便，布置灵活，能在层燃炉中广泛应用，提高燃烧效率，降低原始排放量，保护环境的节能环保型层燃锅炉，以克服上述的不足。
为了实现本实用新型的目的，本实用新型包括给煤装置、燃烧设备、煤渣出口、炉膛、锅筒、锅炉管束、锅炉烟气出口等。炉膛由前墙、后墙、左侧墙、隔墙、锅筒、前拱、后拱、燃烧设备所够成的空间组成。炉膛下部的绝热燃烧室为燃烧设备、煤闸门、前拱、后拱、前后拱两侧的撑墙所够成的空间，其特点是在炉膛的右上侧沿锅炉纵向设有高温循环燃烬室，隔墙的后上部设有烟气进口，燃烬室为炉膛前墙、后墙、隔墙、右侧墙所够成的空间；上述燃烬室内设有圆柱形芯管，一端嵌入炉膛后墙上，另一端由两点支撑在隔墙和燃烬室内壁上，燃烬室下部设有粒子回收室，为炉膛前墙、后墙、隔墙、右侧墙和燃烬室的相应部分所够成的空间，粒子回收室的最下端连接粒子回输装置和粒子出口，粒子出口设置在绝热燃烧室内的高温有效燃烧区段内；上述高温循环燃烬室的横截面为椭圆形；高温循环燃烬室布置在炉膛上部的左侧、右侧、后侧中的任一种；
上述燃烬室内芯管的横截面外为圆形，内为圆形或多边形中的任一种，芯管横截面的中心与燃烬室横截面的中心同心或偏移中的任一种；上述高温循环燃烬室立式布置于炉膛左侧、右侧、后侧中的任一种；立式布置时燃烬室横截面为圆形、多边形中的任一种；芯管的横截面外为圆形，内为圆形、多边形或矩形中的任一种；高温循环燃烬室单个或多个立式布置中的任一种；上述粒子回输装置采用手动间歇回输、炉排风室风动回输、风机风动回输中的任一种；间歇回输或连续回输中的任一种；粒子回输点设置于炉排的燃料引燃区、高温主燃区中的任一种。
本实用新型的优点在于①保持了现有层燃炉的优点；设计布置灵活，结构新颖简单易于制造，维修保养与普通锅炉相同；②燃烧产物在燃烬室内的燃烧方式加强，路程增加，燃烧时间延长。可燃气体与较细的粒子基本燃烬，较粗粒子循环燃烬，燃烧效率提高，节约能源；③燃烧产物沿切线方向吸入燃烬室内高速旋转燃烧，使层燃炉在燃烬室内实现了部分除尘功能；④燃烧产物在燃烬室内实现了燃烧、收集、分离、再燃烧的循环过程；⑤由芯管流出的烟气基本洁净，减少了烟气对锅炉管束区的灰污系数，提高了对流传热量。降低了层燃炉的原始排放量，利于保护环境。
图1是本实用新型燃烬室卧式设置的结构示意图。
图2是图1的A-A向视图。
图3是本实用新型燃烬室立式设置的结构示意图。
图4是图3的B-B向视图。
图5是图4的C-C向视图。
图6是本实用新型卧式设置燃烬室结构示意图。
图7是本实用新型立式设置燃烬室结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
炉膛6内含有大量可燃粒子与可燃气体的燃烧产物，从烟气进口切向高速进入燃烬室8内旋转与燃烧，因芯管4的导向作用，烟气必须经过一定的导程，才能由芯管4流入锅炉管束10。它给粒子的燃烧设置了一段固有的燃烧时间，利于粒子的燃烬。同时因离心力的作用，较粗粒子甩向旋转烟气外围，沿燃烬室8内壁面随气流向下运动，由于C、D两线面的高差不同，粒子被捕入回收室11内。滤过的烟气随主气流绕芯管继续旋转燃烧，折入芯管4内的烟气较干净。收集于粒子回收室11内的粒子经粒子回输装置13由粒子出口输入炉排上的主燃烧区内，一部分与焦炭随炉排运转燃烧，另一部分由气流携带在炉膛燃烧后又进入燃烬室8重复上述过程。实现炉内高温循环燃烧实施例1如图1、图2所示，本实用新型由给煤装置1连接燃烧设备2及煤渣出口5完成煤的进煤、燃烧、出渣过程。炉墙与燃烧设备2连接，使炉内形成辐射区(炉膛6、高温循环燃烬室8)和对流传热区(锅炉管束10)。前拱20、后拱19与燃烧设备2连接，构成绝热燃烧室。炉膛6为由左侧墙17与炉膛后墙15、炉膛前墙16、隔墙12、锅筒18和绝热燃烧室连接构成的空间。燃烬室8为由隔墙12、炉膛后墙15、炉膛前墙16、右侧墙21的曲面部分连接构成的空间。隔墙12的后上部设有燃烬室进口7，以沟通燃烬室8与炉膛6。煤在绝热燃烧室内燃烧产生的燃烧产物，在引风机抽力的作用下，经炉膛6辐射放热后，由燃烬室进口7沿切向高速进入燃烬室8，绕芯管4高速旋转燃烧。芯管4置于燃烬室8内，嵌于炉膛后墙15之上；芯管4使燃烬室8与锅炉管束10导通。燃烬室8的下部设有粒子回收室11、粒子回输装置13、风室14、粒子回收室11由炉膛前墙16、后墙15、隔墙12的倾斜部分和燃烬室8的相应部分构成。粒子回输装置13与风室14、粒子回收室11相连接。锅炉烟气出口9与锅炉管束10和锅炉尾部设备(图中未画)相接。
进入燃烬室8高速旋转的燃烧产物，受离心力和重力的作用，一边燃烧，一边被甩向燃烬室8的内壁。由于C、D两线面的高差不同，粒子不断沉积于粒子回收室11之中。被分离之后的烟气，随主流燃烧产物绕芯管4继续燃烧，重复前述过程，粒子回收室11内的尘量逐渐增多。只要保持尘量的有效高度，那么调整粒子回输装置13的开度，可将粒子连续或间歇吹入炉膛6的绝热燃烧室内燃烧。燃烧产物被燃烧分离之后，含有的尘量相对减少，高速旋转的燃烧产物中心区的含尘量远小于周边的含尘量，从芯管4抽出流向锅炉管束10的烟气较洁净，经对流传热后，从锅炉烟气出口9排出，此时烟气的含尘量明显降低。
实施例2如图3、图4、图5所示，本实用新型由给煤装置1、燃烧设备2、煤渣出口5、炉膛6、燃烬室进口7、高温循环燃烬室8、芯管4、烟道19、粒子回收室11、粒子回输装置12、风室14、锅炉管束10、锅炉烟气出口9及尾部设备等部件组成。
给煤装置1和煤渣出口5与燃烧设备2相接；炉墙砌于燃烧设备2之上，炉膛后墙15、炉膛前墙16、侧墙17及锅筒18，燃烬室8的一个侧面，组成炉膛6；两个立式高温循环燃烬室8置于炉膛6的右边与其相接，燃烬室8的上部用烟道19导通两芯管4和锅炉管束10；立式燃烬室8的下部连接粒子回收室11、粒子回输装置12、风室14；调整粒子回输装置12的开度，粒子被连续或间歇吹入炉膛6燃烧。
煤由给煤装置1进入燃烧设备2后连续不断地燃烧，产生的可燃物在炉膛6内辐射放热后，沿燃烬室进口7以切线方向进入燃烬室8内高速旋转燃烧，在离心力与重力作用下，部分粒子被甩向燃烬室8的内壁，分离沉积于粒子回收室11内，依靠风室14的动能，将粒子连续吹入炉膛6内，实现循环燃烧。经过高温高速旋转燃烧分离的可燃物，得到部分净化，在进入芯管4时迫使气流改变流动方向，又甩下部分尘量，故由芯管穿出进入烟道22的烟气已较洁净。经锅炉管束10传热后，再由锅炉烟气出口9排出，此时烟气的含尘量显著减少。锅炉原始排放量显著降低。
炉膛6内含有大量可燃粒子与可燃气体的燃烧产物，从烟气进口切向高速进入燃烬室内旋转与燃烧，因芯管的导向作用，烟气必须经过一定的导程，才能由芯管流入锅炉管束。它给粒子的燃烧设置了一段固有的燃烧时间，利于粒子的燃烬。同时因离心力的作用，较粗粒子甩向旋转烟气外围，沿燃烬室内壁面随气流向下运动，由于C、D两线面的高差不同，粒子被捕入回收室内。滤过的烟气随主气流绕芯管继续旋转燃烧，折入芯管内的烟气较干净。收集于粒子回收室内的粒子经粒子回输装置由粒子出口输入炉排上的主燃烧区内，一部分与焦炭随炉排运转燃烧，另一部分由气流携带在炉膛燃烧后又进入燃烬室重复上述过程。实现炉内高温循环燃烧。
权利要求1.一种节能环保型层燃锅炉，它包括给煤装置(1)、燃烧设备(2)、煤渣出口(5)、炉膛(6)、锅筒(18)、锅炉管束(10)、锅炉烟气出口(9)等，炉膛(6)由前墙(16)、后墙(15)、左侧墙(17)、隔墙(12)、锅筒(18)、前拱(20)、后拱(19)、燃烧设备(2)所够成的空间组成，炉膛(6)下部的绝热燃烧室为燃烧设备(2)、煤闸门、前拱(20)、后拱(19)、前后拱两侧的撑墙所够成的空间，其特征在于在炉膛(6)的右上侧沿锅炉纵向设有高温循环燃烬室(8)，隔墙(12)的后上部设有烟气进口(7)，燃烬室(8)为炉膛前墙(16)、后墙(15)、隔墙(12)、右侧墙(21)所够成的空间。
2.依据权利要求1所述的节能环保型层燃锅炉，其特征在于燃烬室(8)内设有圆柱形芯管(4)，一端嵌入炉膛后墙(15)上，另一端由两点支撑在隔墙(12)和燃烬室(8)内壁上，燃烬室(8)下部设有粒子回收室(11)，为炉膛前墙(16)、后墙(15)、隔墙(12)、右侧墙(21)和燃烬室(8)的相应部分所够成的空间，粒子回收室(11)的最下端连接粒子回输装置(13)和粒子出口(3)，粒子出口(3)设置在绝热燃烧室内的高温有效燃烧区段内。
3.依据权利要求1所述的节能环保型层燃锅炉，其特征在于高温循环燃烬室(8)的横截面为椭圆形；高温循环燃烬室(8)布置在炉膛(6)上部的左侧、右侧、后侧中的任一种。
4.依据权利要求1或2所述的节能环保型层燃锅炉，其特征在于燃烬室(8)内芯管(4)的横截面外为圆形，内为圆形或多边形中的任一种，芯管(4)横截面的中心与燃烬室(8)横截面的中心同心或偏移中的任一种。
5.依据权利要求1所述的节能环保型层燃锅炉，其特征在于高温循环燃烬室(8)立式布置于炉膛(6)左侧、右侧、后侧中的任一种，立式布置时燃烬室(8)横截面为圆形或多边形中，芯管(4)的横截面外为圆形，内为圆形、多边形或矩形中的任一种，高温循环燃烬室(8)单个或多个立式布置。
6.依据权利要求1或2所述的节能环保型层燃锅炉，其特征在于粒子回输装置(13)采用手动间歇回输、炉排风室风动回输、风机风动回输中的任一种，间歇回输或连续回输中的任一种；粒子回输点设置于炉排的燃料引燃区或高温主燃区。
专利摘要本实用新型涉及一种节能环保型层燃锅炉，本实用新型包括给煤装置、燃烧设备、煤渣出口、炉膛、锅筒、锅炉管束、锅炉烟气出口等。炉膛由前墙、后墙、左侧墙、隔墙、锅筒、前拱、后拱、燃烧设备所构成的空间组成。炉膛下部的绝热燃烧室为燃烧设备、煤闸门前拱、后拱、前后拱两侧的撑墙所够成的空间，其特点是在炉膛的右上侧沿锅炉纵向设有高温循环燃烬室，隔墙的后上部设有烟气进口，燃烬室为炉膛前墙、后墙、隔墙、右侧墙所构成的空间。本实用新型将燃烧产物在燃烬室内的燃烧方式加强，燃烧效率提高，节约能源，降低了层燃炉的原始排放量，利于保护环境。
文档编号F23C3/00GK2526682SQ0222872
公开日2002年12月18日 申请日期2002年3月21日 优先权日2002年3月21日
发明者李德华, 郭同启 申请人:李德华