專利名稱：單旋流燃煤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的燃煤裝置，屬于熱工設(shè)備。
背景技術(shù)：
燃煤裝置司空見慣，用燃煤提供熱能的地方處處可見，包括生活鍋爐、工業(yè)鍋爐、導(dǎo)熱油爐和工業(yè)窯爐等。燃煤作燃料，煙煤中的可燃有效成份——揮發(fā)份(占30％-35％)，幾乎全部都以黑煙的形式排向大氣層，環(huán)境污染和能源浪費(fèi)極為嚴(yán)重，解決燃煤污染問題是多少年來人們一直在竭力解決和渴望解決的問題，但是一直沒有很好地解決。例如燃燒功率一般在125KW-2800KW之間的燃煤裝置(也稱0.125-2.8MW)，前者耗煤量達(dá)1、5噸/24小時，后者的耗煤量達(dá)13-15噸/24小時(按工人上班三八制計(jì)算)，燃煤冒黑煙問題相當(dāng)嚴(yán)重，煤資源浪費(fèi)也是相當(dāng)驚人。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的單旋流燃煤裝置，結(jié)構(gòu)簡單合理，能夠解決燃煤冒黑煙問題，節(jié)約煤資源，保護(hù)環(huán)境。
本發(fā)明所述的單旋流燃煤裝置，包括燃燒爐膛、爐排、上煤裝置和高溫氣體出口，其爐膛橫截面的頂部呈形成旋流燃燒的拱形，爐膛的側(cè)壁配裝有通向爐膛的助燃風(fēng)口，助燃風(fēng)口與爐膛頂部的拱形相切，爐膛的后部連通高溫氣體出口。
在從爐排進(jìn)入的燃燒空氣的作用下，爐排上的煤層在高溫下進(jìn)行燃燒，大量的焦油蒸汽、一氧化碳、由微小碳粒組成的黑煙和其他碳?xì)錃怏w、形成不完全燃燒的產(chǎn)物，一起涌入到頂部或稱上部的旋流燃燒區(qū)域，即上爐膛，可稱“旋流爐膛”，迫使高溫?zé)煔庑纬尚D(zhuǎn)氣流，這股可燃性旋轉(zhuǎn)氣流在快速旋轉(zhuǎn)的過程中，又受到爐膛側(cè)壁助燃風(fēng)道(稱側(cè)吹風(fēng)道)來的助燃風(fēng)的助推，進(jìn)一步被加速，把空氣中的氧氣和卷吸在漩渦里頭的可燃性氣體以及其他可燃物進(jìn)行強(qiáng)烈地混合和攪拌，具備了完全燃燒的四大要素①必需的溫度，②足夠的空氣量，③良好的混合，④充分的燃燒時間，必然會引起猛烈的燃燒，產(chǎn)生大量熱能，使得旋流爐膛里的溫度更加提高，燃燒更加徹底完善，傳統(tǒng)燃燒設(shè)備的滾滾黑煙，在這個“燃燒機(jī)制”里全部被徹底燃盡、變成熱能釋放出來，沒有黑煙，只有熱氣體，節(jié)約了資源，保護(hù)了環(huán)境。
最好將爐膛分為上下相通的兩部分，橫截面呈R形，爐膛側(cè)壁沿R形的管腳設(shè)有通向上爐膛的助燃風(fēng)道，燃燒更加充分，最好沿兩只管腳均設(shè)有通向上爐膛的助燃風(fēng)道。所謂R形，也可以是反R形，可分別形成順時針旋流燃燒和逆時針旋流燃燒。
沿R形的傾斜管腳增設(shè)通向下爐膛的助燃風(fēng)道，進(jìn)一步促進(jìn)燃燒，最好沿兩只管腳均設(shè)有通向下爐膛的助燃風(fēng)道。
橫截面呈R形結(jié)構(gòu)也只是近似的象形描述，可以有一定程度的變形演變，如R形的兩只管腳可以是對稱傾斜的，沿兩只傾斜管腳都可以增設(shè)通向下爐膛的助燃風(fēng)道，即兩側(cè)均設(shè)側(cè)吹風(fēng)道，旋流爐膛的橫截面可以呈圓形或橢圓形等，爐膛可以位于爐體的中間部位，也可以位于爐體的中間部位，尤其是對稱結(jié)構(gòu)時，一般位于中間部位，此時，R形結(jié)構(gòu)將演變成了近似的Ω形，等等。
在實(shí)際中，根據(jù)需要設(shè)置爐體的縱向長度和橫向?qū)挾?，?dāng)爐體的縱向長度較大時，助燃風(fēng)道可以在縱向長度上分布設(shè)置幾個，保證充分燃燒。
在爐膛的后部設(shè)由阻隔墻分隔的高溫湍流區(qū)，爐膛和高溫湍流區(qū)在頂部相通，高溫氣體出口設(shè)在高溫湍流區(qū)的下部，進(jìn)一步促進(jìn)充分燃燒。
在旋流爐膛內(nèi)，可燃性氣體邊高速旋轉(zhuǎn)邊猛烈燃燒，由于氣流具有從高壓區(qū)向低壓區(qū)擴(kuò)散的特性，所以燃燒形成的高溫?zé)霟釟饬骺焖俦枷蚋邷赝牧鲄^(qū)，并且立即轉(zhuǎn)變方向，發(fā)生激烈地撕扭粉碎和碰撞，形成若干不規(guī)則的氣流，借助旋轉(zhuǎn)氣流的慣性，這些不規(guī)則的氣流繼續(xù)旋轉(zhuǎn)碰撞，在高溫湍流區(qū)內(nèi)形成充滿度很高并快速擾動的“湍流”，更加強(qiáng)化了燃燒。如果存在爐膛內(nèi)或多或少地還有一些沒有燃盡成份的話，在這里也會被徹底燃燒氧化，燃燒以后純潔、干凈、無色、無味的高溫氣流從高溫氣體出口高速噴射出來。
將阻隔墻的頂部向爐膛一側(cè)探出，保證獲得更加良好的旋流燃燒效果。
對于較大的燃煤裝置，R形爐膛可以并列兩個，兩個R形爐膛的下爐膛相通，并分別與高溫湍流區(qū)相通，實(shí)現(xiàn)雙道燃燒，提高燃燒能力，特別適合大型的鏈條式爐排的燃煤裝置。對于大型的燃煤裝置，為了加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可增加支承筋。在支承筋附近再增加循環(huán)冷卻通道，通循環(huán)冷卻水，避免支承筋的溫度過高，保證運(yùn)行安全可靠。
本發(fā)明中的上煤裝置包括從加煤口的手動加煤和上煤機(jī)自動加煤裝置等。
本發(fā)明單旋流燃煤裝置，結(jié)構(gòu)簡單合理，造價低廉，徹底解決了燃煤冒黑煙問題，排出的廢氣無色透明、干凈、無污染，達(dá)到了純無煙的效果，林格曼黑度為0，根據(jù)煤質(zhì)的不同可節(jié)約燃煤15％-33％，既節(jié)約了煤資源，又保護(hù)了環(huán)境，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。


圖1、本發(fā)明實(shí)施例1結(jié)合在應(yīng)用狀態(tài)下的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、本發(fā)明實(shí)施例1結(jié)合在應(yīng)用狀態(tài)下的縱截面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3、本發(fā)明實(shí)施例2結(jié)合在應(yīng)用狀態(tài)下的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4、本發(fā)明實(shí)施例3結(jié)合在應(yīng)用狀態(tài)下的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5、本發(fā)明實(shí)施例4結(jié)合在應(yīng)用狀態(tài)下的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、爐排 2、燃煤層 3、下爐膛 4、8、9、助燃風(fēng)道 5、助燃風(fēng)口 6、旋流爐膛 7、耐火材料 10、加煤口 11、阻隔墻 12、高溫湍流區(qū) 13、高溫氣體出口 14、爐排 15、下爐膛 16、旋流爐膛 17、爐排 18、下爐膛 19、旋流爐膛 20、鏈條式爐排 21、下爐膛 22、旋流爐膛 23、循環(huán)冷卻通道 24、通道隔板25、支承筋 26、旋流爐膛 27、下爐膛 F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10、F11、F12、F13、助燃風(fēng)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
如圖1、圖2所示，本發(fā)明所述的單旋流燃煤裝置，包括燃燒爐膛、爐排1、加煤口10和高溫氣體出口13，其爐膛橫截面的頂部呈形成旋流燃燒的拱形，爐膛的側(cè)壁配裝有通向爐膛的助燃風(fēng)口5，助燃風(fēng)口7與爐膛頂部的拱形相切，爐膛分為上下相通的兩部分，橫截面呈R形，包括下爐膛3和上爐膛，上爐膛稱為旋流爐膛6，爐膛側(cè)壁沿R形的兩只管腳分別設(shè)有通向上爐膛的助燃風(fēng)道4、8，沿R形的傾斜管腳還設(shè)有通向下爐膛的助燃風(fēng)道9，爐膛的后部連通高溫氣體出口13。
在爐膛的后部設(shè)有由阻隔墻11分隔的高溫湍流區(qū)12，阻隔墻11的頂部向爐膛一側(cè)探出，爐膛和高溫湍流區(qū)12在頂部相通，高溫氣體出口13設(shè)在高溫湍流區(qū)12的下部。
運(yùn)行過程在從爐排1進(jìn)入的助燃風(fēng)F3的作用下，爐排1上的煤層2在高溫下進(jìn)行燃燒，大量的焦油蒸汽、一氧化碳、由微小碳粒組成的黑煙和其他碳?xì)錃怏w、形成不完全燃燒的產(chǎn)物，一起涌入到頂部或稱上部的旋流燃燒區(qū)域，即旋流爐膛6，迫使高溫?zé)煔庑纬尚D(zhuǎn)氣流，這股可燃性旋轉(zhuǎn)氣流在快速旋轉(zhuǎn)的過程中，又受到爐膛側(cè)壁的側(cè)吹風(fēng)道來的助燃風(fēng)F1、F2的助推，進(jìn)一步被加速，把空氣中的氧氣和卷吸在漩渦里頭的可燃性氣體以及其他可燃物進(jìn)行強(qiáng)烈地混合和攪拌，具備了燃燒的四大要素①必需的溫度，②足夠的空氣量，③良好的混合，④充分的燃燒時間，燃煤猛烈的燃燒，產(chǎn)生大量熱能，使得旋流爐膛里的溫度更加提高，燃燒更加徹底完善，隨后，燃燒形成的高溫?zé)霟釟饬骺焖俦枷蚋邷赝牧鲄^(qū)12，并且立即轉(zhuǎn)變方向，發(fā)生激烈地撕扭粉碎和碰撞，形成若干不規(guī)則的氣流，在高溫湍流區(qū)12內(nèi)形成充滿度很高并快速擾動的“湍流”，更加強(qiáng)化了燃燒。如果存在爐膛內(nèi)或多或少地還有一些沒有燃盡成份的話，在這里也會被徹底燃燒氧化，燃燒以后純潔、干凈、無色、無味的高溫氣流從高溫氣體出口13高速噴射出來，被需要熱的加熱設(shè)備引用。
本發(fā)明中，各助燃風(fēng)道可以通過布風(fēng)盒，根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)布風(fēng)分布，由同一動力源提供布風(fēng)動力，簡化輔助設(shè)施。
供風(fēng)系統(tǒng)可配裝自動化變頻控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動化操作。如供風(fēng)量的調(diào)節(jié)可用變頻調(diào)速的方式來解決，亦即通過改變風(fēng)機(jī)電源的頻率來改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的方法控制供風(fēng)量。利用煙氣傳感器(工業(yè)電子門市部都有市售)，如二氧化鋯煙氣傳感器，它對一氧化碳呈現(xiàn)“氣敏效應(yīng)”，只要有煙氣就是缺氧，只要缺氧就必然產(chǎn)生一氧化碳，所以，檢測一氧化碳?xì)怏w的含量多少，也就直接反映了燃燒設(shè)備內(nèi)部的“配風(fēng)系數(shù)”和燃燒工況。把一氧化碳?xì)怏w的含量變成電壓信號輸入到變頻器的電壓信號輸入端子上，即可利用電壓信號控制頻率變化，變頻輸出電源就是鼓風(fēng)機(jī)的供電電源。
圖3、圖4所示的分別是橫截面呈R形結(jié)構(gòu)的兩種變形演變結(jié)構(gòu)，工況運(yùn)行原理同上。
圖5所示的是有并列的兩個R形爐膛的橫截面結(jié)構(gòu)，有兩個旋流爐膛22、26和兩個相通的下爐膛27、27，爐排為鏈條式爐排20，應(yīng)用時，最好在循環(huán)冷卻通道23內(nèi)通循環(huán)冷卻水，下面由通道隔板24相隔，防止支承筋25處等溫度過高，影響支承強(qiáng)度。中間的助燃風(fēng)道可以集中引入，助燃風(fēng)F4可以分別向兩邊的旋流爐膛22、26中射入，工況運(yùn)行原理同上，不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種單旋流燃煤裝置，包括燃燒爐膛、爐排、上煤裝置和高溫氣體出口，其特征在于爐膛橫截面的頂部呈形成旋流燃燒的拱形，爐膛的側(cè)壁配裝有通向爐膛的助燃風(fēng)口，助燃風(fēng)口與爐膛頂部的拱形相切，爐膛的后部連通高溫氣體出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單旋流燃煤裝置，其特征在于爐膛分為上下相通的兩部分，橫截面呈R形，爐膛側(cè)壁沿R形的管腳設(shè)有通向上爐膛的助燃風(fēng)道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單旋流燃煤裝置，其特征在于爐膛側(cè)壁沿R形的兩只管腳均設(shè)有通向上爐膛的助燃風(fēng)道。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單旋流燃煤裝置，其特征在于爐膛側(cè)壁沿R形的管腳設(shè)有通向下爐膛的助燃風(fēng)道。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單旋流燃煤裝置，其特征在于爐膛側(cè)壁沿R形的兩只管腳均設(shè)有通向下爐膛的助燃風(fēng)道。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4或5所述的單旋流燃煤裝置，其特征在于爐膛的后部設(shè)有由阻隔墻分隔的高溫湍流區(qū)，爐膛和高溫湍流區(qū)在頂部相通，高溫氣體出口設(shè)在高溫湍流區(qū)的下部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單旋流燃煤裝置，其特征在于阻隔墻的頂部向爐膛一側(cè)探出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的單旋流燃煤裝置，其特征在于R形爐膛有并列的兩個，兩個R形爐膛的下爐膛相通，并分別與高溫湍流區(qū)相通。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單旋流燃煤裝置，包括燃燒爐膛、爐排、上煤裝置和高溫氣體出口，其爐膛橫截面的頂部呈形成旋流燃燒的拱形，爐膛的側(cè)壁配裝有通向爐膛的助燃風(fēng)口，助燃風(fēng)口與爐膛頂部的拱形相切，爐膛的后部連通高溫氣體出口。本發(fā)明單旋流燃煤裝置，結(jié)構(gòu)簡單合理，造價低廉，徹底解決了燃煤冒黑煙問題，排出的廢氣無色透明、干凈、無污染，達(dá)到了純無煙的效果，林格曼黑度為0，根據(jù)煤質(zhì)的不同可節(jié)約燃煤15％－33％，既節(jié)約了煤資源，又保護(hù)了環(huán)境，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。
文檔編號F23M5/00GK1873330SQ200610045190
公開日2006年12月6日 申請日期2006年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月29日
發(fā)明者王樹洲 申請人:王樹洲