一种角度可调的工业层燃锅炉炉拱的制作方法

本发明涉及工业锅炉技术领域，更具体的说是涉及一种角度可调的工业层燃锅炉炉拱。

背景技术：

目前，从未来10-30年能源规划来看，煤炭在我国一次能源消费中仍占主要地位。层燃锅炉指的是将燃料置于固定或移动的炉排上，形成均匀的、有一定厚度的料层，空气从炉排底部通入，通过燃料层进行燃烧反应，采用层状燃烧的锅炉。由于其操作简单、机械化程度高、运行和维护方便等优点被广泛采用，是我国工业和集中供热领域重要的用能设备，年消耗约4亿吨标准煤，占我国煤炭消费总量的15％。

但是，我国层燃锅炉设计主要依据国外设计经验，未考虑实际燃烧煤种特性，由于着火条件差，拨火又必须人工操作，因此它不适合燃烧水份大、灰份多、结焦性强的煤，加上锅炉运行人员技术知识缺乏，导致锅炉实际运行效率较低，氮氧化物排放较高，是我国城镇集中居住区大气污染物的重要来源。

因此，如何提供一种能够燃烧多种煤种、且燃烧效果好的层燃炉的炉拱结构，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种角度可调的工业层燃锅炉炉拱，能够适应不同煤种燃烧使用，提高燃烧效果，节能环保、适应性强。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种角度可调的工业层燃锅炉炉拱，包括：层燃炉内壁、前拱和后拱，所述层燃炉内壁的前端和后端分别形成有前拱凹槽和后拱凹槽，所述前拱两端分别为前拱卡接端和前拱活动端，所述后拱两端分别为后拱卡接端和后拱活动端，所述后拱两侧形成有后拱侧壁；

所述前拱卡接端设置于所述前拱凹槽内，所述前拱活动端连接有调节装置，所述调节装置穿过所述层燃炉内壁的前端，所述调节装置用于牵引所述前拱绕所述前拱卡接端转动；

所述后拱卡接端设置于所述后拱凹槽内，所述后拱活动端的端头连接有若干活动块，所述活动块用于延长所述后拱的长度；所述后拱侧壁的底端设置有举升装置，所述举升装置用于推动所述后拱绕所述后拱卡接端转动。

通过上述技术方案，本发明可对层燃炉的前后拱角度、以及后拱的长度进行调整，实现对不同煤种的充分燃烧，提高了层燃炉的煤种燃烧的适应性和燃烧效果，使用方便、节能环保。

优选的，在上述一种角度可调的工业层燃锅炉炉拱中，所述调节装置包括固定座、螺纹杆、支撑架、转轮和活动机构；所述固定座与所述前拱固定连接，所述螺纹杆的一端与所述固定座铰接，另一端穿过所述支撑架连接有所述转轮，所述螺纹杆与所述支撑架通过螺纹连接，所述螺纹杆的中部设置有所述活动机构，所述活动机构用于使所述螺纹杆的两端相对转动。通过转动转轮能够带动螺纹杆转动，进而牵引后拱进行角度调节，使用方便、施力均匀、控制性强。

优选的，在上述一种角度可调的工业层燃锅炉炉拱中，所述前拱由内层的耐热不锈钢板和外层包裹的耐火混凝土砌筑组成，所述固定座与所述耐热不锈钢板固定连接。提高前拱与调节装置的连接稳定性。

优选的，在上述一种角度可调的工业层燃锅炉炉拱中，所述调节装置牵引所述前拱绕所述前拱卡接端在35°-50°的角度内转动。覆盖率可实现15％-35％内可调。

优选的，在上述一种角度可调的工业层燃锅炉炉拱中，所述后拱侧壁设置于层燃炉内壁和支撑壁之间，所述后拱侧壁与所述支撑壁搭接。由于后拱的长度较长，通过两侧的后拱侧壁搭接，稳定性更强。

优选的，在上述一种角度可调的工业层燃锅炉炉拱中，所述举升装置为液压驱动或者机械驱动的千斤顶。通过千斤顶对后拱侧壁的底端用力，实现后拱的角度调整，施力均匀、控制性强。

优选的，在上述一种角度可调的工业层燃锅炉炉拱中，所述举升装置推动所述后拱绕所述后拱卡接端在6°-20°的角度内转动。能够实现后拱角度的稳定调节。

优选的，在上述一种角度可调的工业层燃锅炉炉拱中，所述后拱活动端向前端伸出有支撑臂，所述活动块的两端搭接在所述支撑臂上。能够轻松简单的安装或者拆卸活动块，进而实现后拱长度的调整，结合举升装置的角度调节，能够实现后拱覆盖率在30％～60％范围内可调。

优选的，在上述一种角度可调的工业层燃锅炉炉拱中，所述活动块由内层的耐热钢架和外层包裹的耐火混凝土砌筑组成。进一步提高活动块的强度。

优选的，在上述一种角度可调的工业层燃锅炉炉拱中，所述后拱侧壁和所述支撑壁由耐热不锈钢屑和耐热混凝土浇筑组成。进一步提高后拱侧壁和支撑壁的强度。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种角度可调的工业层燃锅炉炉拱，具有以下有益效果：

1、通过调节装置和举升装置实现前后拱的角度调节，通过支撑臂实现后拱的长度调节，进而实现前后拱覆盖率的调节变化，拓宽了煤种的适应性；当燃用低挥发分的无烟煤时，采用低而长的后拱，调节前拱角度，实现燃料的着火、燃尽，当燃用挥发分较高的烟煤时，采用短而高的后拱，提高后拱角度，减少后拱覆盖率，避免大量可燃气体在拱下有限空间内集中燃烧引起结焦结渣影响运行安全；实现对不同煤种的充分燃烧，提高了层燃炉的煤种燃烧的适应性和燃烧效果，使用方便、节能环保。

2、采用拱风组合的炉膛设计，通过一二次风量的比例、烟气再循环等风量调节，配合适宜煤种的炉拱角度、覆盖率，本发明适应多煤种的高效燃烧同时可降低氮氧化合物的排放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的整体结构示意图；

图2附图为本发明提供的调节装置的结构示意图；

图3附图为本发明提供的举升装置的结构示意图；

图4附图为本发明提供的活动块的结构示意图；

图5附图为本发明提供的活动块的剖视图。

其中：

1为层燃炉内壁，11为前拱凹槽，12为后拱凹槽，2为前拱，21为前拱卡接端，22为前拱活动端，3为后拱，31为后拱卡接端，32为后拱活动端，33为后拱侧壁，34为支撑臂，4为调节装置，41为固定座，42为螺纹杆，43为支撑架，44为转轮，45为活动机构，5为活动块，51为耐热钢架，52为耐火混凝土，6为举升装置，7为支撑壁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见附图1至附图5，本发明实施例公开了一种角度可调的工业层燃锅炉炉拱，包括：层燃炉内壁1、前拱2和后拱3，层燃炉内壁1的前端和后端分别形成有前拱凹槽11和后拱凹槽12，前拱2两端分别为前拱卡接端21和前拱活动端22，后拱3两端分别为后拱卡接端31和后拱活动端32，后拱3两侧形成有后拱侧壁33；

前拱卡接端21设置于前拱凹槽11内，前拱活动端22连接有调节装置4，调节装置4穿过层燃炉内壁1的前端，调节装置4用于牵引前拱2绕前拱卡接端21转动；

后拱卡接端31设置于后拱凹槽12内，后拱活动端32的端头连接有若干活动块5，活动块5用于延长后拱3的长度；后拱侧壁33的底端设置有举升装置6，举升装置6用于推动后拱3绕后拱卡接端31转动。

前拱凹槽11和后拱凹槽12均为u形结构。

为了进一步优化上述技术方案，调节装置4包括固定座41、螺纹杆42、支撑架43、转轮44和活动机构45；固定座41与前拱2固定连接，螺纹杆42的一端与固定座41铰接，另一端穿过支撑架43连接有转轮44，螺纹杆42与支撑架43通过螺纹连接，螺纹杆42的中部设置有活动机构45，活动机构45用于使螺纹杆42的两端相对转动。

活动机构45可以为两端嵌入螺纹杆42的连接结构，活动机构45的位置在螺纹部位与层燃炉内壁1之间，使螺纹杆42在转动的过程中，与固定座41连接的一段保持相对转动。

为了进一步优化上述技术方案，前拱2由内层的耐热不锈钢板和外层包裹的耐火混凝土砌筑组成，固定座41与耐热不锈钢板固定连接。

耐热不锈钢架由4根φ6mm的耐热不锈钢棒与不锈钢丝网组成。

为了进一步优化上述技术方案，调节装置4牵引前拱2绕前拱卡接端21在35°-50°的角度内转动。

为了进一步优化上述技术方案，后拱侧壁33设置于层燃炉内壁1和支撑壁7之间，后拱侧壁33与支撑壁7搭接。

为了进一步优化上述技术方案，举升装置6为液压驱动或者机械驱动的千斤顶。

为了进一步优化上述技术方案，举升装置6推动后拱3绕后拱卡接端31在6°-20°的角度内转动。

为了进一步优化上述技术方案，后拱活动端32向前端伸出有支撑臂34，活动块5的两端搭接在支撑臂34上。

每块浇筑的活动块5宽度为100mm。

为了进一步优化上述技术方案，活动块5由内层的耐热钢架51和外层包裹的耐火混凝土52砌筑组成。

为了进一步优化上述技术方案，后拱侧壁33和支撑壁7由耐热不锈钢屑和耐热混凝土浇筑组成。

按照每立方米100kg的密度添加直径为0.5-1mm、长度为10-15mm的耐热不锈钢屑以增加支撑强度。

本发明的工作原理为：

普通层燃锅炉一般有前拱和后拱，单前后拱采用单一角度，设计时只针对某一种特定的煤种，在燃烧其他特性的煤种时可能会存在拱辐射能力、拱下空间大小甚至出现结渣结焦等问题，不能适应煤种的变化，且燃烧效率较低。

本发明能够通过调节装置4调节前拱2的角度，通过举升装置6调节后拱3的角度，通过活动块5和支撑臂34调节后拱3的长度。高温烟气在后拱作用下，掠过燃烧着的煤层冲向前拱，在前拱的作用下高温烟气被强烈扰动，加热煤斗进入炉室的煤层，并将部分燃烧的炭粒辐射在煤层上，促进煤层着火。当燃用低挥发分的无烟煤时，采用低而长的后拱3，调节前拱2角度，实现燃料的着火、燃尽，当燃用挥发分较高的烟煤时，采用短而高的后拱3，提高后拱3角度，减少后拱3覆盖率，避免大量可燃气体在拱下有限空间内集中燃烧引起结焦结渣影响运行安全。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。