CN109539316B - 一种低挥发分型煤环保节能炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低挥发分型煤环保节能炉，包括振动炉排、引风装置、前炉壁、后炉壁、一次风加热器、尾部烟道和换热水箱等。本发明的作用在于，改善正烧炉炉膛结构，强化炉内气体扰动，降低黑烟排放，增添烟气及灰渣余热回收装置，预热一次风，增强燃用低挥发分燃料的能力，促进煤炭的清洁高效梯级利用；本发明中炉膛结构新颖，相比于传统正烧炉具，能够提高炉温，加强炉内气体扰动，强化了型煤燃烧效果，提高了型煤燃尽率，引入自加热二次风***及余热回收装置，提高了炉具的燃烧效率，应用可调频率的振动炉排及可变风率的送风装置，提高了炉具的火力调节能力，炉具整体上对多种燃料适应性强，具有经济实用的特点。
Description
技术领域
本发明属于民用型煤燃烧领域，具体涉及一种低挥发分型煤环保节能炉。
背景技术
民用散煤燃烧是我国北方地区农村和乡镇居民的主要生活能源，尤其在采暖季节是居民温暖过冬的主要方式。然而，由于民用炉具采取直燃直排的燃烧方式，对大气环境污染严重，是诱发雾霾天气的主因之一。根据燃烧方式大致可将炉具分为正烧类炉具、反烧类炉具及解耦燃烧炉具。反烧炉以及解耦炉主要针对燃用挥发分含量较高的固体燃料，能够有效减少黑烟与NOx排放。而对于挥发分较低的无烟煤、半焦等燃料效果并不显著。对于尺寸在厘米级别的煤块，燃烧过程往往处于动力燃烧区和过渡区，提高炉内温度及加强炉内气体扰动能够大大强化型煤燃烧效果。正烧炉往往具有较高的上火速度及火力强度，能够提供较高的炉内温度，促进低挥发型煤充分燃烧，但其在使用过程中烟囱常伴有大量黑烟冒出，烟气污染物排放浓度高，并且排烟温度较高，平均达到300℃，导致正烧炉具热效率低。随着我国煤化工行业的快速发展，目前有大量的煤热解半焦等高品质洁净低挥发分碳基燃料亟待高效利用，因此，改善正烧炉炉膛结构，强化炉内气体扰动，降低黑烟排放，增添烟气及灰渣余热回收装置，具有十分重要的意义，对燃用低挥发分燃料，促进煤炭的清洁高效梯级利用有着推动作用。
综上所述，一种燃用低挥发燃料的高效环保型煤炉具，亟待开发利用于民用型煤领域中来。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低挥发分型煤环保节能炉，针对低挥发分型煤在炉具中难以充分稳定燃烧、排烟热损失及排渣热损失过高的问题，优化了现有炉具的炉内结构，增添一次风预热器、自加热二次风及余热回收***。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种低挥发分型煤环保节能炉，包括自下而上依次连通的风室、炉膛和灶台面，以及垂直向上与灶台面的周向连通的烟道；其中，
炉膛由前炉壁和后炉壁构成，风室外靠近前炉壁的一端设置有风机，风室内靠近后炉壁的另一端设置有一次风预热器，且风室底部开设有排灰口，风室内的上方依次设置有若干间隔室，每个间隔室上的上方开设有出风口，每个出风口处的上方均设置有振动炉排，风机的出口连通至一次风预热器的入口，一次风预热器的出口通过送风管连通至各个间隔室；
前炉壁的下方开设有进料口，前炉壁和后炉壁上方的周向上设置有炉具外壳，且炉具外壳与炉膛之间具有中空腔体，炉具外壳的前后均开设有若干开度可调下风口前炉壁和后炉壁上方的周向上均开设有上风口；
烟道的周向上设置有水箱，且烟道的底部开设有排渣口。
本发明进一步的改进在于，后炉壁的下方设置有后炉门。
本发明进一步的改进在于，排渣口上方的烟道内设置有滤网。
本发明进一步的改进在于，烟道与水箱之间的侧壁周向上设置有若干贯穿于侧壁的换热器。
本发明进一步的改进在于，前炉壁的纵向截图轮廓为抛物线型，后炉壁的纵向截图轮廓依次包括下段为倾角α直线段，具体为10°-20°，中间圆弧段平滑过渡，以及上段为另一直线段。
本发明进一步的改进在于，每个振动炉排均设置有倾角，能够同步调节振动炉排频率及送风***的送风量，达到调节炉具火力大小的目的。
本发明进一步的改进在于，开度可调下风口包括在炉具外壳的前后均开设的若干圆形风孔，以及用于调节圆形风孔大小的可上下调节开度板。
本发明具有如下有益的技术效果：
本发明提供的一种低挥发分型煤环保节能炉，炉膛结构新颖，相比于传统正烧炉具，能够提高炉温，加强炉内气体扰动，强化了型煤燃烧效果，提高了型煤燃尽率；此外，引入一次风预热器、自加热二次风***及烟气余热回收装置，提高了炉具的燃烧效率，采用了一次风预热器回收灰渣余热及烟气换热器回收烟气余热，提高了能量利用效率；应用带有倾角及频率的振动炉排及可变风率的送风装置，提高了炉具的火力调节能力，炉具整体上对多种燃料适应性强，具有经济实用的特点；尾部烟道将产生抽吸力将炉膛中烟气引出，烟道尾部设置换热器，吸收烟气余热，换热水箱处于烟道尾部，用于吸收烟气余热。
进一步，前炉壁和后炉壁形状改变了炉膛结构，开设可调开度进风孔，可以通过调整两壁面曲率及进风孔大小，达到加强炉内空气扰动，提高燃烧区温度的效果。
进一步，振动炉排存在一定倾角，可以同步调节振动炉排频率及送风***的送风量，达到调节炉具火力大小的目的，具体来说，可使煤块跳跃前进，并控制前进速率，倾角能够协助煤块向前输送，达到改变炉具负荷的效果。
进一步，烟道拐角处设置滤网及排渣口，过滤烟气中粒径较大的颗粒物。
附图说明
图1为本发明一种低挥发分型煤环保节能炉的结构示意图。
图2为可调风量下风口的结构示意图。
图3为前炉壁结构示意图。
图4为后炉壁结构示意图。
附图标记说明：1为换热器，2为水箱，3为烟道，4为滤网，5为排渣口，6为上风口，7为后炉壁，8为炉膛，9为后炉门，10为排灰口，11为一次风预热器，12为风室，13为送风管，14为间隔室，15为风机，16为振动炉排，17为进料口，18为开度可调下风口，19为前炉壁，20为灶台面，21为可上下调节开度板，22为若干圆形风孔。
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供一种低挥发分型煤环保节能炉，包括振动炉排16，引风装置(由风室12，送风管13，间隔室14及风机15组成)，炉膛8(包括前炉壁19和后炉壁7)，一次风预热器11，尾部烟道(由烟道3，滤网4及排渣口5组成)，水箱2。
如图2所示，开度可调下风口包括可上下调节开度板21及圆形风孔22。
如图3所示，前炉壁为抛物线型，具体参数大小由a1，h1控制。
如图4所示，后炉壁下段为倾角为α直线段，具体为10°-20°，中间圆弧段平滑过渡，上段为另一直线段。
其具体是：由进料口17加入炉膛8的型煤由振动炉排16向前输送，振动炉排16前段上的型煤受前炉壁19的热辐射快速升温着火，振动炉排16运行过程中型煤得以翻动，起到拨火作用，振动炉排16后段在后炉壁7作用下，空间压缩，局部温度上升，烟气扰动加剧，型煤的燃尽率得到保证，燃尽渣料落入炉膛后端，由一次风预热器11利用灰渣余热加热一次风，排灰口10用于清理灰渣；开度可调的下风口18布置在炉具外壳上，空气由下风口18进入外壳与炉壁的夹仓预热后，由炉壁上开设的上风口6吸入炉膛8内，到达炉膛8上部的烟气会与上风口6进入炉膛8的自预热空气混合，加强烟气扰动，促进未燃气体燃尽，能够在一定程度上减轻“冒黑烟”现象；尾部烟气经过尾部烟道3内的滤网4过滤，由换热器1和水箱2吸热烟气余热后排出，滤网4及排渣口5需定期清理以防积灰堵塞烟道3；灶台面20与炉膛8间隔开，保持适当温度进行炊事操作。
本发明的核心思想是：型煤燃烧主要出于动力燃烧区和过渡区，提高燃烧温度和气体流速对型煤燃烧效果提升明显，本发明的核心就是要通过改进炉膛结构，引入自加热二次风，提升炉膛温度及烟气扰动，保证低挥发分型煤稳定充分燃烧。
优选的，可通过调整一次风预热器11布置形式，回收灰渣余热，预热一次风。
优选的，可通过调整前炉壁和后炉壁形状改善炉膛中气体流动形式以及燃烧区温度，调整下风口开度控制二次风风量，以此提高燃烧效率。
可通过调整振动炉排频率和送风量控制炉具火力大小，提升炉具的操作性。
优选的，前炉壁处于炉排前部加料侧，炉壁上方开设一排通风孔；主要作用是吸收来自火焰和高温烟气的辐射热，并加以集中地辐射到新燃料上，使之升温着火，从外壳底端进入的空气预热后由通风孔进入炉膛将可燃气体燃尽。
优选的，后炉壁处于炉排后部，炉壁上方开设一排通风孔，主要作用是将炉排上强烈燃烧区的高温烟气输送到前炉壁，强化前炉壁的点火作用，高温烟气的逆向流动对炉膛中气氛能够起到扰动，从外壳底端进入的空气预热后由通风孔进入炉膛将可燃气体燃尽使得可燃气体充分燃烧。
Claims (4)
1.一种低挥发分型煤环保节能炉，其特征在于，包括自下而上依次连通的风室(12)、炉膛(8)和灶台面(20)，以及垂直向上与灶台面(20)的周向连通的烟道(3)；其中，
炉膛(8)由前炉壁(19)和后炉壁(7)构成，风室(12)外靠近前炉壁(19)的一端设置有风机(15)，风室(12)内靠近后炉壁(7)的另一端设置有一次风预热器(11)，且风室(12)底部开设有排灰口(10)，风室(12)内的上方依次设置有若干间隔室(14)，每个间隔室(14)上的上方开设有出风口，每个出风口处的上方均设置有振动炉排(16)，风机(15)的出口连通至一次风预热器(11)的入口，一次风预热器(11)的出口通过送风管(13)连通至各个间隔室(14)；
前炉壁(19)的下方开设有进料口(17)，前炉壁(19)和后炉壁(7)上方的周向上设置有炉具外壳，且炉具外壳与炉膛(8)之间具有中空腔体，炉具外壳的前后均开设有若干开度可调下风口(18)前炉壁(19)和后炉壁(7)上方的周向上均开设有上风口(6)；
烟道(3)的周向上设置有水箱(2)，且烟道(3)的底部开设有排渣口(5)；排渣口(5)上方的烟道(3)内设置有滤网(4)；
烟道(3)与水箱(2)之间的侧壁周向上设置有若干贯穿于侧壁的换热器(1)；
每个振动炉排(16)均设置有倾角，能够同步调节振动炉排频率及送风***的送风量，达到调节炉具火力大小的目的。
2.根据权利要求1所述的一种低挥发分型煤环保节能炉，其特征在于，后炉壁(7)的下方设置有后炉门(9)。
3.根据权利要求1所述的一种低挥发分型煤环保节能炉，其特征在于，前炉壁(19)的纵向截图轮廓为抛物线型，后炉壁(7)的纵向截图轮廓依次包括下段为倾角α直线段，具体为10°-20°，中间圆弧段平滑过渡，以及上段为另一直线段。
4.根据权利要求1所述的一种低挥发分型煤环保节能炉，其特征在于，开度可调下风口(18)包括在炉具外壳的前后均开设的若干圆形风孔(22)，以及用于调节圆形风孔(22)大小的可上下调节开度板(21)。
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