CN2235583Y - 高效方箱型煤锅炉 - Google Patents

Abstract

一种高效方箱型煤锅炉。其特点是：手摇活动炉排上燃用煤球，煤层均匀、堆积孔隙率远高于散煤，既可改善通风条件又减小由钩煤引起的空气过量系数过高，并实现半机械化排渣。炉膛中的二次风吹向煤层表面，既有扰动作用，又将所需空气直接送入氧化层。炉膛内高短前拱与“人”字形后拱搭配，有蓄热、阻尘、改变烟气流向、增加烟气流程的作用。该锅炉具有燃烧完全、无烟无尘、热效率高、制造、安装、使用方便的优点。

Description

高效方箱型煤锅炉

本实用新型是一种以型煤——煤球为燃料，采用手摇活动炉排燃烧的小型手烧方箱型煤锅炉。

手烧小型锅炉是最简单的层燃炉，它具有燃烧着火条件优越，煤种适应性广，操作方便，炉排无机械故障等优点。

目前，随着国家对环境保护要求的不断提高，现有大量的以层燃方式燃烧散煤的小型锅炉排放的烟尘浓度和烟气黑度都达不到现行环保要求。小型锅炉直接燃用散煤有以下缺点；第一，由于燃料间歇投入，煤层厚度的变化及冷空气进入炉膛都会对炉内燃烧情况产生影响。新燃料刚加入时，燃料层较厚，通风阻力大，通过煤层进入的空气量减少，同时在添加燃料时，炉门敞开，大量空气由炉门漏入炉膛，使炉温下降，不利于新燃料的燃烧，由于空气的供需很不平衡，在新燃料投入后，当挥发份大量析出时就有部分在高温缺氧的情况下分解裂化成炭黑，从而造成冒黑烟的现象。第二，燃料层煤块颗粒大小不一，碎煤屑含量较多，煤层厚薄不均匀。煤层较薄或疏松的地方，阻力小，通过的空气量大，燃烧比较快，灰渣形成也快，结果使此处煤层更薄，阻力更小，将燃区局部烧穿，使燃烧大大恶化。第三，燃用粘结性和结渣性煤时，煤在燃烧时会粘结在一起，使空气和煤的接触比较困难，燃烧反应难以进行。

针对上述手烧炉产生烟尘的机理，要达到消烟除尘的目的，必须从三方面解决：一是燃用型煤一煤球，使炉膛燃料层分布均匀，消除碎煤屑，使空气均匀进入炉膛，燃烧温度提高。二是让进入燃料层的空气与煤的干燥、干熘层首先接触，使煤中的挥发份获得燃烧所必须的空气，避免发生挥发份在高温缺氧的情况下分解裂化成炭黑。三是在炭黑产生后，使其在炉内完全燃烧。炭黑完全燃烧要具备以下三个条件：足够的空气，必须的温度，与空气的充分混合。而普通手烧炉的炉膛是不完全具备上述条件的，所以炭黑一旦产生，在普通手烧炉的炉膛内很难完全燃烧。

本实用新型的目的就是通过锅炉结构，主要是炉排结构和炉膛结构及一、二次风的合理配置及设计，来解决现有锅炉的缺点和不足。基本方案如下：一是使用手摇活动炉排，燃用煤球，合理送风，使燃料完全燃烧，使其不产生或少产生炭黑。二是合理设计炉膛结构，在炉膛前部形成高而短的前拱，在炉膛中、后部布置有前倾折角的后拱，炉膛两侧涂覆卫燃带，使炉膛具有较高的温度。三是合理地布置一次风和二次风，使空气与炉膛内的可燃物较好地混合，使其燃烧充分，消灭黑烟。

本实用新型的技术方案是这样实现的：合理设计锅炉炉膛结构，保证燃烧条件，使燃烧充分。本实用新型的主要特征体现在使用适合于煤球燃烧的手摇活动炉排，合理布置前拱和后拱，合理配置一、二次风上。特征如下；

一、在手摇活动炉排上燃用煤球，由于煤球具有一定的几何形状和均匀相同的外型尺寸，在层燃炉排上燃料层中煤球堆积的孔隙率大大高于散煤堆积的孔隙率，因此炉膛内煤层分布及炉膛中空气分布都非常均匀，使通风条件得以改善，燃烧温度提高，反应活性增加，煤球中的有机物的热裂解和燃烧反应比较均匀彻底，燃烧比较充分，不会出现烧散煤时出现的局部烧穿现象。燃用煤球时较高的孔隙率可以避免燃用粘结性或结渣性煤时出现的结焦和结渣现象，增加了煤种适用性。采用的手摇活动炉排的间隙根据煤球的尺寸设计，可以使空气直接送入煤层中间。当需要松动燃料层时，只要将手柄轻摇几下，松动燃料层，不但可以减小通风阻力，包裹在煤球周围的灰分也会受振脱落，有利于燃尽。清渣时，只要把手柄推动的幅度加大，使炉排转动至30°左右的倾角，大部分灰渣即落下，采用这种炉排清除炉渣时可不降低锅炉出力，有利于提高锅炉热效率，而且大大降低了司炉工劳动强度。

二、合理布置前拱、后拱及涂覆卫燃带。在炉膛内布置了用耐火材料构成的前拱和后拱，前拱位置较高，比较短，可以很好地向炉膛前部煤层辐射热量，便于煤的引燃。后拱长而低，前端有一折角，后拱的横断面呈“人”字形，其覆盖面积为炉排面积的1/3～1/2，可以将炉膛后部的热量反射回来，利于燃料的燃尽。后拱前端的折角，既可以蓄热，提高炉内温度，粘捕飞灰颗粒使其燃烧，又能混合炉内烟、空气，改变烟气流动方向，延长烟气在炉内停留时间，起到消烟除尘的作用。炉膛的左、右两侧和前壁，可以根据煤种的不同而涂覆不同的卫燃带，以保证炉膛温度。炉膛布置形式和前后拱的位置及形状，使炉膛出口的烟气流速较高，进入对流受热面后，冲刷效果好，另外由于对流受热面入口处截面增大，使烟气流速下降，烟气中携带的少量尘粒经对流管束的遮挡沉降下来，进一步减少了烟气含尘量。

三、合理布置一次风和二次风，一次风由鼓风机在炉排下部经炉排送入炉膛，供给燃烧时充分的空气。空气二次风在两拱间从锅炉两侧或锅炉前面经二次风管送入炉膛，二次风的风量和风压可调，二次风嘴向下倾斜，指向炉膛内煤层燃烧区，既起到了扰动作用，使炉膛内烟气与空气充分混合，又可直接向燃料层中的氧化层补充燃烧时需要的氧气，与一次风配合，使燃料在燃烧时得到充足的氧气，强化燃烧条件。

四、合理布置受热面。由于炉膛结构得到优化，炉膛温度较高，燃烧完全充分，因此炉膛出口的烟气温度较高，在炉膛出口后面可以布置较密集的对流受热面，对流受热面可以是横水管式、竖水管式、弯水管式，锅壳烟管式和烟管水管混合式。

以下结合附图叙述本实用新型的一个实施例：

如图所示，这是一个小型方箱热水锅炉，其炉膛是按本专利特点设计的炉膛，受热面布置形式为横水管式。

图一为锅炉结构示意图。

煤球经炉门1送入炉膛，落在手摇活动炉排2上，一次风由风机经送风管11以炉排2下部送入炉膛，二次由风嘴3送入炉膛，直接向下倾斜吹到煤层表面，煤球在炉排上燃烧后的高温烟气经前拱5，后拱8的遮挡，在后拱8的上方经炉膛烟道出口进入对流受热面9，将热量传递给热水介质后经烟囱排入大气，烟气在炉膛内经过的途径为“S”形。前拱、后拱的长度和角度及卫燃带涂覆的宽度可以按照燃用的煤种进行调整布置，一次风和二次风的风量可以根据燃烧情况进行调整，一般情况下，一次风的风压低、风量大，二次风的风压高，风量小，二次风嘴可以根据炉排的面积布置一个或几个，与其他锅炉的二次风不同。本实用新型的二次风直接吹向煤层。燃尽的灰渣经手摇炉排落入渣坑后清出。在对流管束入口底部还设有一个清灰口，以清理二次沉降的少量粉尘。该实施例选用的是方箱形横水管锅炉，受热面布置的密集，体积小，水循环可靠，钢材耗量少，生产加工简单，成本低。也可以合理布置其他形式的对流受热面。

本实用新型煤种适用性广，适合于燃用各类烟煤和无烟煤的锅炉，适合于蒸发量为1吨/时(或热功率0.7MW)及以下的蒸汽、热水或汽水两用锅炉。按本实用新型设计制造的锅炉，烟尘排放量完全符合国家有关标准。

Claims (4)

1.一种高效方箱型煤锅炉，其特征是在手摇活动炉排上燃烧煤球，炉膛内布置有前拱及带有折角的“人”字形后拱，炉排底部布置有一次风管，炉膛内布置有二次风管，二次风管喷口(风嘴)指向煤层。

2、如权利要求1所述的高效方箱型煤锅炉，其特征在于所说的手摇活动炉排的间隙与煤球直径相配合，炉排下部装有一次风管，炉排可左右摇动10°～60°。

3、如权利要求1所述的高效方箱型煤锅炉，其特征在于炉膛内布置有前后拱，前拱短面高，倾斜角度较大，后拱低而长，前端有一与前拱方向一致的折角，横断面为“人”字形。

4、如权利要求1所述的高效方箱型煤锅炉，其特征在于二次风管布置在炉膛两侧或前面，二次风经风嘴吹向煤层表面。

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