CN2559889Y

CN2559889Y - 煤、气一体化洁净燃烧锅炉

Info

Publication number: CN2559889Y
Application number: CN 02269110
Authority: CN
Inventors: 许星章; 李静海; 陈建忠; 冯栓海; 牛锦林; 白健康; 王玉堂; 薛国振
Original assignee: 牛锦林
Priority date: 2002-08-21
Filing date: 2002-08-21
Publication date: 2003-07-09
Anticipated expiration: 2012-08-21

Abstract

一种煤、气一体化洁净燃烧锅炉，属燃烧设备技术领域，用以提供一种高效节能、能消烟除尘，结构简单的锅炉设计。其技术方案为，所说锅炉包括炉体、风机、风道，炉体又由水室、燃烧室、烟囱和炉排构成，在燃烧室内设置煤气发生器，煤气发生器的底部开口，顶部和上半部的周壁设有导气管，通过导气管使其与燃烧室相通，加煤管与煤斗相连，在炉体的底部设有水封池。本实用新型能将燃煤首先在锅炉内转变为煤气，为锅炉直接提供热源的是煤气的燃烧而不是煤的直接燃烧，从而避免了燃煤所具有的种种缺陷。它具有高效节能、不污染环境、简单实用的优点，不仅适用于民用炉，也适用于工业炉，且煤种适应性强，具有广泛的用途。

Description

煤、气一体化洁净燃烧锅炉

技术领域

本实用新型涉及一种利用煤、气提供热源的锅炉，属燃烧设备技术领域。

背景技术

锅炉是产生蒸汽或提供热水的常用设备，在工业和民用领域有着广泛的应用。传统锅炉大都以燃煤为能源，以致于我国原煤产量的三分之一被这些锅炉烧掉。这些锅炉不仅热效率低下，而且产生大量的黑烟、粉尘和有害气体，对环境造成极大的危害。为解决上述问题，中国专利ZL01228982号和99252994号分别公开了两种燃煤锅炉的技术方案，其基本改进点都是在锅炉内设有独立可调的一、二次进风，一次风为水蒸气和空气的混合气体，二次风为热风，煤在炉膛内明火燃烧，炉膛内的可燃气体与二次风混合燃烧后，在炉膛上部再经过三个回程，最后通过烟囱排入大气。这类锅炉的优点是能较好的解决可燃气体在炉膛内充分燃烧的问题，减轻污染、节约能源，然而它仍然存有以下不足：1.烧料结构没有得到真正的改善，煤的燃烧过程仍然是传统的燃烧过程，即干燥、干馏、挥发份析出、挥发份着火、焦炭着火和燃烧、焦炭燃尽，在炉膛内所产生的“煤气”，实际上主要是煤在干馏阶段所析出的可燃气体、即挥发份，煤气的产生量较小；2.锅炉的结构复杂，钢耗大，制造工艺繁琐，成本高。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种高效节能、能消烟除尘、结构简单的煤、气一体化洁净燃烧锅炉。

本实用新型所称问题是以如下技术方案实现的：

一种煤、气一体化洁净燃烧锅炉，它包括炉体、风机、风道，炉体又包括水室、燃烧室、烟囱和炉排，所说燃烧室内设有煤气发生器，煤气发生器的底部开口，顶部和上半部的周壁设有均布的导气管，通过导气管使其与燃烧室相通，煤气发生器的加煤管外端与一设有密封盖的煤斗相连，煤气发生器的底部开口与炉排相对，它们之间留有间隙，在炉体的底部设有水封池。

上述煤、气一体化洁净燃烧锅炉，所说煤气发生器的壳体为水套状，水套与水室间设有相互连通的上循环管和下循环管。

上述煤、气一体化洁净燃烧锅炉，所说水室的上部设有烟室，烟室与燃烧室间设有连通的螺纹烟管，烟室内的上顶壁均布热管，每根热管的上部位于水室内，下部位于烟室内，所说烟室的出烟口与设有导流板和除尘帽的降尘室相连，降尘室的上部连接烟囱，下部设有落灰管，落灰管的下开口与水封池连通，降尘室的一个侧壁上开有清灰口。

上述煤、气一体化洁净燃烧锅炉，所说煤斗内设有给料器。

上述煤、气一体化洁净燃烧锅炉，所说水室的下部设有排污管，排污管下端的开口与水封池相对。

上述煤、气一体化洁净燃烧锅炉，所说风道设有两个，分别用作一次风道和二次风道，其中，一次风道的开口设在炉排下面，二次风道由竖风道和环形风道组成，环形风道设在水室内、并位于煤气发生器的上部，在环形风道上均布3个风嘴，风嘴同向倾斜设置，风嘴的开口在燃烧室内，环形风道和竖风道相通，一、二次风道各设有风量调节风门。

上述煤、气一体化洁净燃烧锅炉，所说炉排为手摇活动炉排。

按照本实用新型制作的燃烧锅炉，能将普通的燃煤首先在锅炉内转变为煤气，为锅炉直接提供热源的是煤气的燃烧而不是煤的直接燃烧，从而避免了燃煤所具有的种种缺陷。本实用新型设计的烟室、降尘室和水封池等结构，都是以避免烟尘的直接排放为出发点，使锅炉的燃烧形成一个相对封闭的环境，从而避免了对周边环境的污染。本实用新型具有高效节能、消烟除尘、结构简单、经济实用的优点，它不仅适用于多种类型和用途的锅炉，也适用于多种换热设备。它既适用于民用炉，也适用于工业炉，且煤种适应性强，具有广泛的用途。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意剖面图；

图2是图1中烟室的A-A剖面图；

图3是图1中环形风道的B-B剖面图；

图4是图1中一、二次风道的C-C剖面图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步详述：

图中各部件的标号为，1环形导流拱、2干燥层、3干馏层、4还原层、5氧化层、6焦炭燃尽层、7水封池、8手摇活动炉排、9炉渣层、10落灰管、11一次风道、12风机、13进水管、14下循环管、15导气管、16竖风道、17煤气发生器、18水套、19风嘴、20燃烧室、21清灰口、22降尘室、23导流板、24除尘帽、25烟囱、26烟室出烟口、27水压表及安全阀接口、28出水管、29炉体、30水室、31热管、32烟室、33螺纹烟管、34上循环管、35环形风道、36煤斗密封盖、37煤斗、38给料器、39加煤管、40点火区、41排污管。

参见附图，本锅炉包括炉体29、风机12、一次风道11、二次风道44，炉体29又包括水室30、燃烧室20、烟囱25和炉排8，燃烧室20内设有煤气发生器，煤气发生器的煤气发生器17与燃烧室20间设有导气管15，煤气发生器17的加煤管39外端与一设有密封盖36的煤斗37相连，煤斗37还设有给料器38，煤气发生器17下端开口与手摇活动炉排8相对，炉体29下端设有水封池。煤气发生器的壳体是一水套18，水套18与水室30间设有连通的上循环管34和下循环管14。水室30内设有烟室32，烟室32与燃烧室20间设有连通的螺纹烟管33，烟室32内设有热管31，烟室32的出烟口26与设有导流板23和除尘帽24的降尘室22相连，降尘室22上设烟囱25，下设落灰管10，侧开清灰口21，落灰管10下开口与水封池7连通。水室30下部设有排污管41，排污管41下端开口与水封池7连通。另外，水室30还设有进水管13、出水管28和水压表27及安全阀接口等。炉排8上设有环形导流拱1。一次风道11开口在炉排8的下面，二次风道44连通竖风道16和环形风道35。风嘴19同向倾斜，它与环形风道35连通并固定，风嘴19开口设在燃烧室19内。一、二次风道11、44各设有风量调节风门42、43。

当使用本锅炉时，煤应保持一室高度，不得出现明火烧穿现象。水封池7中的水不仅对锅炉起密封作用，而且起到防止煤气爆燃泄压的安全保护作用。另外，赤热的炉渣连续不断的落入水池7中，使水温升高并产生大量的水蒸气，水蒸气与一次风混合成热风后，穿过炉排8和炉渣层9，进入焦炭燃尽层6，在该层中，部分水蒸气在高温状态下迅速分解为H2和O2，其中，少部分O2与焦炭发生氧化反应，并形成明火穿过点火区40，进入燃烧室20，形成点火火焰，随时点燃从煤气发生器17经导气管15喷出的煤气。

当大量的一次风和水蒸气穿过焦炭燃烧层6，进入氧化层5后，会发生剧烈的氧化反应并放出大量的热。当氧化层5中产生的大量二氧化碳气体通过还原层时，在高温缺氧状态下与炭发生还原反应生成大量的一氧化碳气体。还原层往上是干馏层，它析出挥发份，同时生成焦炭或半焦炭，该层温度一般为400-500左右。再往上是干燥层2，该层温度更低，燃煤被加热蒸发出水份，其温度一般为100-200左右。在煤气发生器17内，由于煤气量的不断增加使该室和燃烧室20之间形成压差，在此压差作用下煤气连续不断地通过导气管15喷向燃烧室20。二次风经过竖风道16被加热成热风后，再经过环形风道38和风嘴19切向喷入燃烧室20内，形成强烈的旋转场，在旋转场的作用下二次风和煤气充分混合并点火燃烧。由于旋转场的作用，煤气旋转燃烧，在炉内停留时间延长，燃烧更为充分，消除了产生黑烟的根源，这就实现了锅炉内的煤气一体化的洁净燃烧，即锅炉加的是煤，烧的是气，有效地改变了锅炉的燃烧结构，提高了燃烧率和消烟除尘效果。根据煤种和运行情况，一二次风可以分别独立调节以使燃烧达到最佳状态。

煤气发生器的水套18壳体兼作锅炉的辐射受热面，不仅提高了锅炉的传热效果，同时也节省钢耗，降低了制造成本。采用热管11和螺纹烟管33这两种高效传热元件，使锅炉传热效果大大提高。

炉内煤气燃烧后，形成的高温火焰和烟气以螺旋状态前进，通过螺纹烟管33进入烟室32，然后再进入降尘室22内，在导流板23的作用下，烟气转向上行，再经过除尘帽24后进入烟囱25排入大气。降尘室22内的灰尘可以经落灰管10自动落入水封池7内，达到自动清灰的目的。螺纹烟管33的作用一是高效传热，二是使烟气在管中螺旋状流动，破坏了烟气的边界层，不易积灰。热管31也有两个作用，一是换热效率高，二是使烟气横向冲刷热管外壁，有助除尘。

环形导流拱1提高了炉内的温度，改变了点火区火焰的方向，有利于焦炭燃尽，而且能有效地阻挡炉渣层9中灰尘的飞扬。

污水通过排污管41直接排入水封池7内，既减少了热损失，也减轻了污染。

与通常的锅炉一样，在本锅炉的底部也设有炉门(未画出)，以便能将大块烧结的炉渣清除出来。

Claims

1.一种煤、气一体化洁净燃烧锅炉，它包括炉体、风机、风道，炉体又由水室、燃烧室、烟囱和炉排所构成，其特征在于，所说燃烧室[20]内设有煤气发生器[17]，煤气发生器的底部开口，顶部和上半部的周壁设有均布的导气管[15]，通过导气管使其与燃烧室[20]相通，煤气发生器的加煤管[39]外端与一设有密封盖[36]的煤斗[37]相连，煤气发生器的底部开口与炉排[8]相对，它们之间留有间隙，在炉体[29]的底部设有水封池[7]。

2.根据权利要求1所述的煤、气一体化洁净燃烧锅炉，其特征在于，所说煤气发生器[17]的壳体为水套[18]，水套与水室[30]间设有相互连通的上循环管[34]和下循环管[14]。

3.根据权利要求2所述的煤、气一体化洁净燃烧锅炉，其特征在于，所说水室[30]的上部设有烟室[32]，烟室与燃烧室[20]间设有连通的螺纹烟管[33]，烟室内的上顶壁均布热管[31]，每根热管的上部位于水室内，下部位于烟室内，所说烟室的出烟口[26]与设有导流板[23]和除尘帽[24]的降尘室[22]相连，降尘室的上部连接烟囱[25]，下部设有落灰管[10]，落灰管的下开口与水封池[7]连通，降尘室[22]的一个侧壁上开有清灰口[21]。

4.根据权利要求3所述的煤、气一体化洁净燃烧锅炉，其特征在于，所说煤斗[37]内设有给料器[38]。

5.根据权利要求4所述的煤、气一体化洁净燃烧锅炉，其特征在于，所说水室[30]的下部设有排污管[41]，排污管下端的开口与水封池[7]相对。

6.根据权利要求5所述的煤、气一体化洁净燃烧锅炉，其特征在于，所说风道设有两个，分别为一次风道[11]和二次风道[44]，其中，一次风道[11]的开口设在炉排[8]的下面，二次风道由竖风道[16]和环形风道[35]组成，环形风道设在水室[30]内、并位于煤气发生器的上部，在环形风道[35]上均布3个风嘴[19]，风嘴同向倾斜设置，风嘴的开口在燃烧室[20]内，环形风道和竖风道相通，一、二次风道各设有风量调节风门[42]、[43]。

7.根据权利要求6所述的煤、气一体化洁净燃烧锅炉，其特征在于，所说炉排[8]为手摇活动炉排。