煤產煤氣一體化鏈條爐排鍋爐的製作方法

2023-09-24 01:08:50 5

煤產煤氣一體化鏈條爐排鍋爐的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種煤產煤氣一體化鏈條爐排鍋爐，其包括爐膛和鏈條爐排，爐膛的前方設有由水冷壁與爐膛前牆圍成的氣化室，爐膛前牆的底部開設煤焦入口，煤焦入口上安裝有水冷煤閘門；氣化室的底部安裝有往復爐排，往復爐排上安裝有推焦器，往復爐排的後端與爐膛前牆之間形成落焦口；爐膛前牆上安裝有煤氣燃燒器且該煤氣燃燒器的前端與氣化室連通、後端與爐膛連通，爐膛內在煤焦入口的上部設有連接在爐膛前牆上且向後上方傾斜設置的高溫輻射拱。本發明是燃煤鍋爐的二次革命，其能大幅度提高燃燒效率和換熱效率並能有效降低環境汙染，硫硝環保達標省去了脫硫脫硝設備，節省了脫硫脫硝運行費用，徹底解決了燃煤鍋爐積灰問題。
【專利說明】煤產煤氣一體化鏈條爐排鍋爐
【技術領域】
[0001]本發明涉及燃煤鏈條爐排鍋爐領域，具體的說是一種煤產煤氣一體化鏈條爐排鍋爐。
【背景技術】
[0002]目前的大型工業鍋爐仍然是以煤炭作為主要的能源，以燃煤鏈條爐排鍋爐為例，其主要結構包括前部的煤鬥、後部的爐膛和下部的鏈條爐排，煤從煤鬥添入並落到鏈條爐排的起始端，隨鏈條爐排自前向後移動，經由爐膛入口進入爐膛，鏈條爐排的下部設置送風室，煤在爐膛內受到輻射加熱，依次完成預熱、乾燥、著火、燃燒，直到燃盡，灰渣則隨鏈條爐排移動到後端並最終落入灰渣鬥。
[0003]現有的鏈條爐排鍋爐使用的煤全部是以固態煤的形式燃燒供熱，該種結構的鏈條爐排在使用中存在如下缺陷:1)固態煤不易點燃，容易造成點火失敗；2)固態煤在燃燒時與氧氣接觸不完全，影響煤的燃燒效率，造成了能源的浪費；3)固態的煤在燃燒時產生大量粉塵，鍋爐積灰嚴重，造成嚴重的環境汙染；3)固態煤直接燃燒產生二氧化硫、硝等大量有害物質，造成大氣汙染，對有害物質的處理費用高、投資大；4)煤全部在鏈條爐排上燃燒，大部分熱量集中在爐排的中部，爐膛內熱量分布不均勻，容易造成局部高溫。

【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種能大幅度提高燃燒效率和換熱效率並能有效降低環境汙染且整體結構簡單，使用安全方便的煤產煤氣一體化鏈條爐排鍋爐。
[0005]為解決上述技術問題，本發明的煤產煤氣一體化鏈條爐排鍋爐包括爐膛和爐膛下部的鏈條爐排，其結構特點是所述爐膛的前方設有由常壓水冷壁或膜氏水冷壁與爐膛前牆圍成的氣化室，爐膛前牆的底部開設煤焦入口，煤焦入口上安裝有水冷煤閘門，上述常壓水冷壁或膜氏水冷壁內的水冷管路與水冷煤閘門內的水冷管路連通；所述氣化室的底部安裝有往復爐排，往復爐排上安裝有推焦器，往復爐排的後端與爐膛前牆之間形成落焦口且該落焦口與鏈條爐排的起始端對應；所述爐膛前牆上安裝有煤氣燃燒器且該煤氣燃燒器的前端與氣化室連通、後端與爐膛連通，爐膛內在煤焦入口的上部設有連接在爐膛前牆上且向後上方傾斜設置的高溫輻射拱。
[0006]採用上述結構，煤料自上而下加入氣化室，煤層從下部引燃，在氣化室缺氧條件下燃燒和氣化熱解，自下而上形成氧化層、還原層氣化過程的主要反應在這裡進行。氣化室底部的煤燃燒生成煤焦，隨著氣化室內的煤層逐漸加厚，煤在缺氧環境下氣化產生煤氣，煤氣通過煤氣燃燒器進入爐膛明火燃燒，在氣化室底部，往復爐排往復動作並帶動推焦器開始推焦，煤焦不斷地落到鏈條爐排上，鏈條爐排運轉向爐膛內輸送煤焦，送入爐膛內的煤焦在高溫輻射拱的作用下很快升溫燃燒，爐膛內的溫度迅速升高，煤焦則隨著鏈條爐排向後運動並逐漸燃盡，燃燒後產生的灰渣從灰渣口排出。
[0007]上述結構中，利用煤分相燃燒的原理，煤氣在爐膛上部燃燒，明火引燃，點火方便，安全可靠，不會發生煤氣爆炸事故，煤焦在下部的鏈條爐排上燃燒，提高了煤的燃燒效率，消除了黑煙和鍋爐積灰問題，降低了煙氣的有害成分，無需增加脫硫脫硝設備，節約了運行成本；採用常壓水冷壁或膜式水冷壁，方便了氣化室內的溫度控制，有利於煤氣的產生，同時，利用水冷壁吸收熱量，使得在氣化室產生的熱量也得到了利用，可以供給生活用水或給鍋爐補水，提高了熱量利用率；由於在氣化箱的底部煤已經開始燃燒，因此煤閘門也採用水冷式的結構，可有效避免高溫對煤閘門的損害，增加其使用壽命；設置高溫輻射拱，高溫輻射拱位於煤氣燃燒器出口的下方，溫度高，引燃快，提高了底部煤焦的升溫速度，可將炭黑和煤焦油一起燃盡，提高了熱效率，降低了對煤品質的要求，使得鍋爐可以燃用各種煙煤、劣質煤和工業型煤。上述結構的氣化室也可用於生物質燃料，和煤產煤氣的原理一樣，該結構的鍋爐可使生物質燃料充分氣化分相燃燒燃盡，避免焦油粘液粘附在鍋爐內部的管壁上。
[0008]所述往復爐排包括設在氣化室底部的固定爐排箱和滑動安裝在固定爐排箱上的活動爐排，固定爐排箱與鍋爐送風室連通，活動爐排的前端連接有往復驅動機構，活動爐排上間隔安裝有多片爐排片；所述推焦器包括豎直連接在爐排片上的中心管和連接在中心管前後兩側的加強筋板，中心管的頂部封閉、底部敞口，中心管的管段上間隔開設有多個吹風孔。往復爐排向氣化室的底部送風，利用中心管上開設吹風孔的結構，可使得送風均勻，保證煤的初步燃燒產焦效果；加強筋板一方面可加固中心管與爐排片的連接，另一方面，加強筋板還可將煤焦塊切開，並利用往復爐排的往復動作將煤焦粉碎，產生顆粒狀煤焦，保證了煤焦的燃燒效果且避免大塊結焦現象。
[0009]所述往復驅動機構包括與活動爐排前端鉸接的往復推桿，該往復推桿滑動安裝在一推桿支座上且該往復推桿的前端鉸接在一偏心輪，偏心輪與一電機動力連接。所述往復驅動機構為液壓油缸，該液壓油缸的活塞杆與活動爐排的前端鉸接。上述為兩種結構的往復驅動機構，一種是採用電機驅動偏心輪式的結構，一種是直接採用液壓油缸驅動的結構，兩種結構均十分簡單且實現方便，能夠保證往復爐排的安全穩定運行。
[0010]所述常壓水冷壁或膜式水冷壁內的水路通過進水管和回水管與一軟水箱連通，進水管或回水管上安裝有循環泵。採用該種結構，水冷壁的水冷管內通入循環水，提高了熱交換效率，保證了水冷效果。
[0011]所述煤氣燃燒器包括穿裝在爐膛前牆中的筒體和套設在筒體外部的環形套，環形套與筒體之間形成朝向爐膛開口的環形進風腔，上述環形進風腔通過風管與鍋爐送風室連通。利用該種送風結構，使得煤氣燃燒器與鍋爐同步進風，利用環形風腔的環形結構，使得吹風更加均勻，提高了煤氣的燃燒效率且有助於調節爐膛內熱量的分布和流動。
[0012]所述煤氣燃燒器的筒體前端連接有用於阻擋大塊煤進入筒內的水冷柵欄板，該水冷柵欄板內的水冷管路與所述常壓水冷壁或膜式水冷壁的水冷管路連通。所述水冷柵欄板包括間隔設置的主進水管和主回水管，主進水管和主回水管之間連接有多根間隔設置的連接管。設置柵欄板可避免大塊煤進入煤氣燃燒器內，使得僅煤氣和粉狀煤能通過筒體進入爐膛燃燒。同時，利用水冷式的結構，避免了高溫損害，增加了柵欄板的使用壽命。
[0013]綜上所述，本發明是燃煤鍋爐的二次革命，其能大幅度提高燃燒效率和換熱效率並能有效降低環境汙染，硫硝環保達標省去了脫硫脫硝設備，節省了脫硫脫硝運行費用，徹底解決了燃煤鍋爐積灰問題，且整體結構簡單，使用安全方便。【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明:
圖1為本發明的整體結構示意圖；
圖2為本發明中往復爐排的結構示意圖；
圖3為本發明中推焦器的結構示意圖；
圖4為圖3中沿A-A方向的結構示意圖；
圖5為本發明中煤氣燃燒器的結構示意圖；
圖6為本發明中水冷柵欄板的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]參照附圖，本發明的煤產煤氣一體化鏈條爐排鍋爐包括爐膛I和爐膛下部的鏈條爐排2，爐膛I的前方設有由常壓水冷壁或膜氏水冷壁24與爐膛前牆3圍成的氣化室4，爐膛前牆3的底部開設煤焦入口 5，煤焦入口 5上安裝有水冷煤閘門6，上述常壓水冷壁或膜氏水冷壁24內的水冷管路與水冷煤閘門6內的水冷管路連通。其中，常壓水冷壁和膜式水冷壁24的結構均為現有技術，在此不再贅述。常壓水冷壁或膜式水冷壁24內的水冷管路通過進水管19和回水管20與一軟水箱21連通，進水管19或回水管20上安裝有循環泵22。
[0016]參照附圖，氣化室4的底部安裝有往復爐排7，往復爐排7上安裝有推焦器8，往復爐排7的後端與爐膛前牆3之間形成落焦口 9且該落焦口 9與鏈條爐排2的起始端對應。爐膛前牆3上安裝有煤氣燃燒器10且該煤氣燃燒器10的前端與氣化室4連通、後端與爐膛I連通，爐膛I內在煤焦入口 5的上部設有連接在爐膛前牆3上且向後上方傾斜設置的高溫輻射拱11。
[0017]上述結構中，利用煤分相燃燒的原理，煤氣在爐膛I上部燃燒，明火引燃，點火方便，安全可靠，不會發生煤氣爆炸事故，煤焦在下部的鏈條爐排2上燃燒，提高了煤的燃燒效率，消除了黑煙和鍋爐積灰問題，降低了煙氣的有害成分，無需增加脫硫脫硝設備，節約了運行成本。採用常壓水冷壁或膜式水冷壁24，方便了氣化室4內的溫度控制，有利於煤氣的產生，同時，利用水冷壁吸收熱量，使得在氣化室4產生的熱量也得到了利用，可以供給生活用水或給鍋爐補水，提高了熱量利用率。由於在氣化箱4的底部煤已經開始燃燒，因此煤閘門6也採用水冷式的結構，可有效避免高溫對煤閘門6的損害，增加其使用壽命。設置高溫輻射拱11，高溫輻射拱11位於煤氣燃燒器10出口的下方，溫度高，引燃快，提高了底部煤焦的升溫速度，可將炭黑和煤焦油一起燃盡，提高了熱效率，降低了對煤品質的要求，使得鍋爐可以燃用各種煙煤、劣質煤和工業型煤。在本發明中，氣化室4也可用於生物質燃料，和煤產煤氣的原理一樣，該結構的鍋爐可使生物質燃料充分氣化燃盡，避免焦油粘液粘附在鍋爐內部的管壁上。
[0018]參照圖2，往復爐排7包括設在氣化室4底部的固定爐排箱12和通過滑動架15滑動安裝在固定爐排箱12上的活動爐排13，固定爐排箱12與鍋爐送風室連通，活動爐排13的前端連接有往復驅動機構，活動爐排13上間隔安裝有多片爐排片14 ;所述推焦器8包括豎直連接在爐排片14上的中心管81和連接在中心管81前後兩側的加強筋板82，中心管81的頂部封閉、底部敞口，中心管81的管段上間隔開設有多個吹風孔810。往復爐排由下至上向氣化室4的底部送風，由於中心管81的底部敞口，底部的風可以直接進入中心管的內腔，利用中心管81上開設的吹風孔810的結構，可向兩側送風，使得氣化箱4底部的送風更加均勻，保證煤的初步燃燒產焦效果。加強筋板82 —方面可加固中心管81與爐排片14的連接，另一方面，加強筋板82還可將煤焦塊切開，並利用往復爐排7的往復動作將煤焦粉碎，產生顆粒狀煤焦，保證了煤焦的燃燒效果且避免大塊結焦現象。其中，上述往復爐排7的結構可採用現有的各種往復爐排，本發明的改進點是在往復爐排的活動爐排片上安裝推焦器。
[0019]對於往復驅動機構，其作用是驅動活動爐排前後往復運動，其可以直接採用液壓油缸來完成，液壓油缸的活塞杆與活動爐排的前端鉸接，通過控制液壓油缸活塞杆的伸縮來驅動活動爐排，該種結構在附圖中未示出。往復驅動機構還可採用電機驅動偏心輪式的結構，如圖1所示，往復驅動機構包括與活動爐排13前端鉸接的往復推桿16,該往復推桿16滑動安裝在一推桿支座161上且該往復推桿16的前端鉸接在一偏心輪17上，偏心輪17與一電機18動力連接。
[0020]參照附圖，煤氣燃燒器10包括穿裝在爐膛前牆3中的筒體101和套設在筒體101外部的環形套102，環形套102與筒體101之間形成朝向爐膛I開口的環形進風腔103，上述環形進風腔103通過風管104與鍋爐送風室連通。該種送風結構可使得煤氣燃燒器與鍋爐同步進風，利用環形風腔103的環形結構，使得吹風更加均勻，提高了煤氣的燃燒效率且有助於調節爐膛內熱量的分布和流動。
[0021]參照附圖，煤氣燃燒器10的筒體101前端連接有用於阻擋大塊煤進入筒內的水冷柵欄板23，該水冷柵欄板23內的水冷管路與所述常壓水冷壁或膜式水冷壁24的水冷管路連通。柵欄板的設置可避免大塊煤進入煤氣燃燒器內，使得僅煤氣和粉狀煤能通過筒體進入爐膛燃燒。同時，利用水冷式的結構，避免了高溫損害，增加了柵欄板的使用壽命。水冷柵欄板23包括間隔設置的兩根橫向水管231，兩橫向水管231之間連接有多根間隔設置的縱向連接管232。兩根橫向水管231通過水管路與常壓水冷壁或膜式水冷壁24內的水冷管路連通，使得各水冷部件的管路均連通，形成水冷循環通路。
[0022]綜上所述，本發明不限於上述【具體實施方式】。本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的前提下，可做若干的更改和修飾。本發明的保護範圍應以本發明的權利要求為準。
【權利要求】
1.一種煤產煤氣一體化鏈條爐排鍋爐，包括爐膛(I)和爐膛下部的鏈條爐排(2)，其特徵是所述爐膛(I)的前方設有由常壓水冷壁或膜氏水冷壁(24)與爐膛前牆(3 )圍成的氣化室(4)，爐膛前牆(3 )的底部開設煤焦入口( 5 )，煤焦入口( 5 )上安裝有水冷煤閘門(6 )，上述常壓水冷壁或膜氏水冷壁內的水冷管路與水冷煤閘門(6)內的水冷管路連通；所述氣化室(4)的底部安裝有往復爐排(7)，往復爐排(7)上安裝有推焦器(8)，往復爐排(7)的後端與爐膛前牆(3)之間形成落焦口(9)且該落焦口(9)與鏈條爐排(2)的起始端對應；所述爐膛前牆(3)上安裝有煤氣燃燒器(10)且該煤氣燃燒器(10)的前端與氣化室(4)連通、後端與爐膛(I)連通，爐膛(I)內在煤焦入口(5)的上部設有連接在爐膛前牆(3)上且向後上方傾斜設置的高溫輻射拱(11)。
2.如權利要求1所述的煤產煤氣一體化鏈條爐排鍋爐，其特徵是所述往復爐排(7)包括設在氣化室(4)底部的固定爐排箱(12)和滑動安裝在固定爐排箱(12)上的活動爐排(13)，固定爐排箱(12)與鍋爐送風室連通，活動爐排(13)的前端連接有往復驅動機構，活動爐排(13)上間隔安裝有多片爐排片(14);所述推焦器(8)包括豎直連接在爐排片(14)上的中心管(81)和連接在中心管(81)前後兩側的加強筋板(82)，中心管(81)的頂部封閉、底部敞口，中心管(81)的管段上間隔開設有多個吹風孔(810)。
3.如權利要求2所述的煤產煤氣一體化鏈條爐排鍋爐，其特徵是所述往復驅動機構包括與活動爐排(13)前端鉸接的往復推桿(16)，該往復推桿(16)滑動安裝在一推桿支座(161)上且該往復推桿(16)的前端鉸接在一偏心輪(17)上,偏心輪(17)與一電機(18)動力連接。
4.如權利要求2所述的煤產煤氣一體化鏈條爐排鍋爐，其特徵是所述往復驅動機構為液壓油缸，該液壓油缸的活塞杆與活動爐排的前端鉸接。
5.如權利要求1所述的煤產煤氣一體化鏈條爐排鍋爐，其特徵是所述常壓水冷壁或膜式水冷壁(24)內的水冷管路通過進水管(19 )和回水管(20 )與一軟水箱(21)連通，進水管(19)或回水管(20)上安裝有循環泵(22)。
6.如權利要求1-5中任一項所述的煤產煤氣一體化鏈條爐排鍋爐，其特徵所述煤氣燃燒器(10)包括穿裝在爐膛前牆(3)中的筒體(101)和套設在筒體(101)外部的環形套(102)，環形套(102)與筒體(101)之間形成朝向爐膛(I)開口的環形進風腔(103)，上述環形進風腔(103)通過風管(104)與鍋爐送風室連通。
7.如權利要求6所述的煤產煤氣一體化鏈條爐排鍋爐，其特徵所述煤氣燃燒器(10)的筒體(101)前端連接有用於阻擋大塊煤進入筒內的水冷柵欄板(23)，該水冷柵欄板(23)內的水冷管路與所述常壓水冷壁或膜式水冷壁(24)的水冷管路連通。
8.如權利要求7所述的煤產煤氣一體化鏈條爐排鍋爐，其特徵所述水冷柵欄板(23)包括間隔設置的兩根橫向水管(231)，兩橫向水管(231)之間連接有多根間隔設置的縱向連接管(232)。
【文檔編號】F23B90/06GK103939890SQ201410135314
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】韓秋成, 韓方亮, 孫保柱, 孫強強, 劉國強 申請人:韓秋成