燃煤熱風爐的製作方法

2023-09-16 21:23:50

專利名稱：燃煤熱風爐的製作方法
技術領域：
本實用新型所提供的燃煤熱風爐是以煤為燃料，用其熾熱的高溫煙氣直接加熱冷空氣而獲得大量純淨熱風的生產裝置，屬於機械化烘於技術領域。
目前的烘乾介質主要有兩種一種是煙氣與空氣的混合氣；由天然氣或燃油燃燒而產生。另一種是熱空氣，一般是用煤燃燒所產生的煙氣去加熱空氣而製得。前者不僅燃料成本高，且因燃料的質量難以控制而導致煙氣對烘乾物品的汙染。後者燃料價格便宜，但因生產裝置性能不過關，周期性故障太多，不能長期連續、安全、穩定、可靠運行而生產效率低，還因產生換熱元件毀壞而導致煙氣洩漏汙染烘乾物品和燒毀生產裝置的事故。
本實用新型的目的在於克服現有燃煤熱風爐存在的上述缺點，提供一種無故障、高溫、高效、穩定運行的新型燃煤熱風爐。
具體技術方案結合
如下該燃煤熱風爐是由爐窯、防渣除塵室、換熱裝置和電器監控裝置組成，爐窯(4)與換熱裝置(19)之間為防渣除塵室(6)，它們均座落在水泥基座(15)上，爐窯(4)的底部為鏈條爐排(25)，垂直式上煤機(1)裝在鏈條爐排(25)的前方，爐窯(4)內砌有後拱(24)，它與前拱形成爐膛口，在前後拱牆上裝有雙面布置的高壓二次風噴咀(2)，在爐窯(4)的後牆(即防渣除塵室(6)的前牆)上開有收縮型爐膛出口(20)，防渣除塵室(6)的前後牆中間砌築一道吊式防渣除塵拱牆(18)，其下方為拱形煙道口，防渣除塵室(6)的頂蓋上裝有高溫煙氣傳感器(7)，換熱裝置是由多個單體子換熱器(19)構成，它們依其煙氣入口通流面積的由大到小為序串聯著固定在煙道隔牆(18)、(17)、(30)、(32)及後牆之間的鋼梁骨架上構成變流道換熱裝置，煙道隔牆(32)兩側的單體子換熱器為未級換熱器，在其上方配置有廢煙氣出口(10)，它通過中間煙道與旋風除塵器(14)、排煙機(13)及煙囪(11)相連接，在煙道的頂蓋上設有檢修口(9)，煙道隔牆(17)兩側的單體子換熱器為初級換熱器，它們的空氣側流道一端並聯著與熱風出口總管道(29)相連，另一端通過連接管道(16)分別與煙道隔牆(32)兩側的對應的單體子換熱器(即未級換熱器)的空氣側流道相接，未級換熱器空氣側流道的另一端，並聯著與冷風入口總管道(31)相連，總管道(31)與冷風鼓風(12)相連。
在爐窯(4)的兩面側牆上砌有撥火孔(23)、防爆窗口(3)、扒灰窗口(5)、點火孔(26)，助燃風機(27)與鏈條爐排(25)的風箱入口連接，出渣機(28)裝在鏈條爐排老鷹鐵下方的地坑中。
換熱裝置由四組換熱器構成，每組換熱器可由2～3個單體子換熱器組成，在單體子換熱器上，用隔板(5)將換熱空間垂直分隔成若干個水平通道和垂直通道，水平通道為空氣通道，垂直通道為煙氣通道，兩種通道相間排列，單體子換熱器內的通道數量第I組最多，II、III、IV組逐級減少構成變流道換熱裝置。
在單體子換熱器端部隔板(35)的內側面上和隔板(37)的兩個側面上，沿著通道氣流流向，成排的安裝有異型翅片(38)和(39)，構成異型板翅，在通道的兩側裝有封閉板(36)，封閉板(36)與端部隔板(35)的立邊均固定在框架(34)上，在框要(34)的外側固定安裝著集氣接口(33)，換熱裝置的煙氣流道與空氣流道均為變流道，煙氣側入口通流面積大於出口通流面積，空氣側入口通流面積小於出口通流面積，異型翅片(38)和(39)可採用直翅片或Z型翅片或正弦波翅片或凸型翅片。
爐窯(4)的爐膛採用大容積爐膛，爐膛容積負荷q≤230KW/m2，爐窯配風採用超過量空氣係數，爐膛出口的超過量空氣係數αpj＝2.1～2.9。
所說的高壓二次風噴咀在前後拱上同時布置，前後錯開，上下有高度差。
換熱裝置為逆流換熱裝置，冷風由III、IV組換熱器的空氣側流道鼓入，熱風從I、II組換熱器的熱風出口輸出，為正壓空氣流道，高溫煙氣從第I組換熱器煙氣側流道引入，低溫煙氣由第IV組換熱器的廢煙氣出口排出，為負壓煙氣流道。
本實用新型所提供的燃煤熱風爐是根據燃煤在無水冷壁的在絕熱燃燒條件下燃燒，易於大量生成熔態飛灰的機理，而採取相應的控制和淨化熔態氣灰的預處理措施來消除結渣的。又依據熾熱高溫煙氣與冷空氣間的一次性高溫高效直接換熱的相關理論，有效的解決了換熱元件的高溫熱補償問題(即消除高溫熱變形應力對換熱元件的毀壞作用)和消除低溫煙氣段管路內的嚴重結垢和堵垢問題，以及消除向烘乾介質中洩漏高溫煙氣、汙染烘乾物及引發火險隱患的根源。並通過由強化氣流的擾動效應和強化高溫煙氣段的熱交換能力，而大幅度提高換熱元件及熱風爐的熱效率。
由於該熱風爐可全天侯無故障經濟運行，輸出熱量大而穩定，熱風溫度高，可根據需要進行調控，對環境溫度變化的適應能力強。由於採用淨化熔飛灰技術，使窯內不結渣，爐膛出口和換熱器入口不堵渣；由於採用高溫熱補償技術換熱裝置耐熾熱高溫煙氣衝涮，可自動補償高溫熱變形，對換熱元件無熱應力損傷與毀壞；由於採用了防低溫結垢技術，該換熱裝置的低溫煙氣段不結垢不堵垢，熱傳導好；由於採用了變流道、逆流換熱系統和強化的高效換熱元件，在普遍提高熱效率的基礎上，又強化了高溫煙氣段的換熱能力和對低溫煙氣段富裕材料的有效利用。該換熱系統無負換熱損失，無結垢現象，無火險，無煙氣洩漏，熱風品質好，使用安全可靠。可實現電氣化監控。工人勞動條件改善。
以下結合附圖，進一步說明本實用新型的技術方案及實施例。
圖1為燃煤熱風爐的結構示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為變流道逆流換熱模型圖；圖4為單體子換熱器；圖5為圖4的剖面圖；圖6為圖5的I處放大圖。圖中(4)是爐窯，(6)是防渣除塵室，在防渣除塵室右側部分為換熱裝置，它們均座落在水泥基座(15)上。在爐窯(4)的底部為鏈條爐排(25)，在鏈條爐排(25)的裙板上焊接用於加固爐窯牆體的支撐鋼質骨架(21)，骨架(21)被砌築在爐窯(4)的外牆壁中，在爐窯(4)內用楔形耐火磚砌成後拱(24)，在爐窯兩側牆上砌有撥火孔(23)、防爆窗口(3)、扒灰窗口(5)、點火孔(26)等。助燃風機(27)與鏈條爐排的風箱入口用螺釘連結。選用垂直上煤機(1)，用螺栓固定在鏈條爐排的前方並與儲煤箱配合工作。出渣機(28)裝在鏈條爐排老鷹鐵下方的地坑中，在爐窯(4)的後牆(即防渣除塵室(6)的前牆)上開有窗式收縮型爐膛出口(20)。在防渣除塵室(6)的前牆和後牆(8)中間砌築一道吊式防渣除塵拱牆(18)，在拱牆的下配有拱形煙道口。在防渣除塵室(6)的兩側牆的前下方設置了二個安全爐門(22)，併兼做除渣清灰人孔，在頂蓋上安裝了高溫煙氣傳感器(7)。
換熱裝置是煙氣與空氣的換熱裝置，即熱風生產裝置。它可由12個單體子換熱器通過叉流、並聯、串聯方式構成一個變流道換熱系統。單體子換熱器(19)的數量可根據需要增減。它們依其換熱器煙氣側的入口通流面積大小為序串聯著焊接在煙道隔牆(8)、(17)、(30)、(32)及後牆之間的鋼梁骨架(帶地角螺栓)上。用煙道牆限制它們的煙氣總流向和彼此間的氣密性連接。在未級換熱器上方配置著廢煙氣出口(10)，它通過中間煙道與旋風除塵器(14)、排煙機(13)及煙囪(11)相連接。在煙道的頂蓋上設有檢修人孔(9)。
在煙道隔牆(17)兩側的單體子換熱器(本實施例中採用6個)被稱為初級換熱器，它們的空氣側流道的一端並聯著與熱風口總管道(29)相連，另一端通過三層內外連接管道(16)分別與煙道隔牆(32)兩側的6個對應的單體子換熱(被稱做未級換熱器)的空氣側流道連接，未級換熱器空氣側流道的另一端，並聯著與冷風入口總管道(31)相連接，冷風入口總管道(31)與冷風鼓風機(12)相連。
換熱裝置為圖3所示的變流道、逆流、異型板翅式煙氣一空氣換熱系統。它主要由I、II、III、IV組換熱器構成。每組換熱器又製成2～3個單體子換熱器。圖4為單體子換熱器。在單體子換熱器內，用隔板(37)分隔成若干水平通道和垂直通道。水平通道中流空氣，垂直通道中流煙氣。兩種通道相間排列。單體子換熱器內部的通道數量第I組最多，其累計寬度也最大，II III IV組的則逐級減少，從而構成變流道換熱系統。變流道的入出口通流面積比例可取煙氣側通流面積比為Fr入/Fr出＝1/(0.5～0.7)，空氣側通流面積比為FK入/FK出＝1/(1.1～1.2)。由於熾熱的高溫煙氣是從第I組換熱器的煙氣側入口，依次穿過II、III、IV組換熱器的煙氣側流道，最後由廢煙氣出口排出，而冷空氣是由鼓風機從第III、IV組換熱器的空氣側流道進入系統，先與III、IV組換熱器煙氣側流道內的低溫煙氣換熱，經預熱後再進入I、II組換熱器的空氣側流道與I、II組換熱器煙氣側流道中的高說煙氣換熱，生產熱風，因此，該系統內的煙氣與空氣的換熱屬於逆流換熱。不存在負換熱效應。
在隔板(3)的兩個側面上，沿著通道的氣流流向，成排地焊接著異型翅片(38)和(29)，在通道的兩側還焊有封閉板(36)，封閉板(36)與端部隔板(35)的立邊均焊接在固定框架(34)上。集氣接口(33)通過螺栓連接到固定框架(34)上。
隔板(37)與異型翅片(38)及(39)的焊合體簡稱為異型板翅，它是換熱裝置的基礎換熱元件。除第I組的第一個單體子換熱器的異型板翅和封閉板使用3mm耐熱鋼板製做外，其餘的均用2.5～3mm的碳素鋼板製做。
權利要求1.一種燃煤熱風爐是由爐窯、防渣除塵室、換熱裝置和電器監控裝置組成，其特徵是在爐窯(4)與換熱裝置之間為防渣除塵室(6)，它們均座落在水泥基座(15)上，爐窯(4)的底部為鏈條爐排(25)，垂直上煤機(1)裝在鏈條爐排(25)的前方，爐窯(4)內砌有後拱(24)，它與前拱形成爐膛口在前後拱牆上裝有雙面布置的高壓二次風噴咀(2)，在爐窯(4)的後牆(即防渣除塵室(6)的前牆)上開有收縮型爐膛出口(20)，防渣除塵室(6)的前後牆中間砌築一道吊式防渣除塵拱牆(18)，其下方為拱形煙道口，防渣除塵室(6)的頂蓋上裝有高溫煙氣傳感器(7)，換熱裝置是由多個單體子換熱器(19)構成，它們依其換熱器煙氣入口通流面積由大到小為序串聯著固定在煙道隔牆(18)、(17)、(30)、(32)及後牆之間的鋼梁骨架上構成變流道換熱裝置，在煙道隔牆(32)兩側的單體子換熱器為未級換熱器在其上方配置有廢煙氣出口(10)，它通過中間煙道依次與旋風除塵器(14)、排煙機(13)及煙囪(11)相連接，在煙道的頂蓋上設有檢修口(9)，在煙氣隔牆(17)兩側的單體子換熱器為初級換熱器，它們的空氣側流道的一端並聯著與熱風出口總管道(29)相連，另一端通過連接管道(16)分別與煙道隔牆(32)兩側的對應的單體子換熱器(即未級換熱器)的空氣側流道相接，未級換熱器空氣側流道的另一端，並聯著與冷風入口總管道(31)相連，總管道(31)與冷風鼓風機(12)相連。
2.根據權利要求1所述的一種燃料熱風爐，其特徵是在爐窯(4)的兩側牆上砌有拔火孔(23)、防爆窗口(3)、扒灰窗口(5)、點火孔(26)，助燃風機(27)與鏈條爐排(25)的風箱入口連接，出渣機(28)裝在鏈條爐排老鷹鐵下方的地坑中。
3.根據權利要求1所述的一種燃料熱風爐，其特徵是換熱裝置由四組換熱器組成，每組熱器可由2～3個單體子換熱器構成，在單體子換熱器上，用隔板(5)將換熱空間垂直分隔成若干個水平通道和垂直通道，水平通道為空氣通道，垂直通道為煙氣通道，兩種通道相間排列，單體子換熱器內的通道數量第I組最多，II、III、IV組逐級減少，構成變流道換熱裝置。
4.根據權利要求1或3所述的一種燃料熱風爐，其特徵是在單體子換熱器端部隔板(35)的內側面上和隔板(37)的兩個側面上，沿著通道氣流流向，成排的裝有異型翅片(38)和(39)，構成異型板翅，在通道的兩側裝有封閉板(36)，封閉板(36)與端部隔板(35)的立邊均固定在框架(34)上，在框架(34)的外側固定安裝集氣接口(33)，換熱裝置的煙氣流道與空氣流道均為變流道，煙氣側入口通流面積大於出口通流面積，空氣側入口通流面積小於出口通流面積，異型翅片(38)和(39)可採用直翅片或Z型翅片或正弦波翅片或凸型翅片。
5.根據權利要求1所述的一種燃料熱風爐，其特徵是爐窯(4)的爐膛容積採用大容積爐膛，爐膛容積負荷q≤230kw/m2，爐窯配風採用超過量空氣係數，爐膛出口的超過量空氣係數αpj＝2.1～2.9。
6.根據權利要求1或3所述的一種燃煤熱風爐，其特徵是換熱裝置為逆流換熱裝置冷風由III、IV組換熱器的空氣側流道鼓入，熱風從I、II組換熱器的熱風出口輸出，為正壓空氣流道，高溫煙氣從第I組換熱器煙氣側流道引入，低溫煙氣由第IV組換熱器的廢煙氣出口排出，為負壓煙氣流道。
專利摘要燃煤熱風爐屬於機械化烘乾技術領域，它由爐窯(4)、防渣除塵室(6)和換熱室組成。爐窯(4)內配風採用超過量空氣係數；爐膛採用大容積；其出口為收縮式窗口型，在爐膛內加裝雙面布置的高壓二次風噴嘴；採用變流道、逆流異型板翅式換熱裝置，其空氣側流道內為正壓空氣，煙氣側流道內為正壓煙氣。該熱風爐可有效避免現有熱風爐中存在的結渣、堵渣、結垢、煙氣洩漏汙染烘乾物、換熱器易燃損等問題。是一種連續穩定、安全、高效、出風大無事故、經濟的烘乾設備。
文檔編號F24H3/02GK2256085SQ9522591
公開日1997年6月11日 申請日期1995年12月11日 優先權日1995年12月11日
發明者於承福 申請人:長春華聯農牧工程設備技術開發公司