純無煙節煤型立式有機熱載體鍋爐的製作方法
2023-09-23 19:50:10 4
專利名稱：純無煙節煤型立式有機熱載體鍋爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種改進的純無煙節煤型立式有機熱載體鍋爐，屬於熱工設備。
背景技術：
有機熱載體鍋爐也稱導熱油爐，是最近幾年才發展興起的一種新型工業鍋爐，由於體積小，安裝和布置靈活，運行成本低，深受用戶歡迎，市場前景廣闊。
有機熱載體鍋爐以燃煤為燃料，以導熱油為介質，利用循環油泵強制導熱油進行液相循環，將熱能通過管道輸送給用熱設備，經過熱傳遞降溫後的導熱油再通過返回管道回到加熱爐重新加熱，形成閉路循環。
由於用油作為傳熱介質，能在較低壓力下獲得較高的工作溫度(300℃左右)，可以精確的控制溫度，無需水資源和水處理設備，對使用條件沒有苛刻的需求，可以精確控制溫度，並構造簡單，維修和運行非常方便，是一種安全係數比較高的供熱設備，被廣泛的應用於紡織、印染、食品加工、油漆塗敷、化工設備、塑料建材、人造革、人造板、造紙、木材生產等行業。
有機熱載體鍋爐同通常的燃煤設備一樣，煙煤中的可燃有效成份——揮發份(佔30％-35％)，幾乎全部都以黑煙的形式排向大氣層，環境汙染和能源浪費極為嚴重。對於立式手燒有機熱載體鍋爐來說，都是功率比較小的產品，但是市場容量卻很大，品種型號也很多，各企業生產的設備對比之間都有一些差別，燃燒功率一般在125KW-2800KW之間(也稱0.125-2.8MW)，前者耗煤量為1、5噸/24小時，後者的耗煤量為13-15噸/24小時(按工人上班三八制計算)。燃煤冒黑煙問題相當嚴重，煤資源浪費也是相當驚人。
發明內容
本發明的目的在於提供一種改進的純無煙節煤型立式有機熱載體鍋爐，能夠解決燃煤冒黑煙問題，節約煤資源，提高熱效率，保護環境。
本發明所述的純無煙節煤型立式有機熱載體鍋爐，爐體的上部為加熱區，加熱區的爐體內配裝有導熱油管，加熱區的頂部設有引風機，爐體的下部為燃煤區，燃煤區配裝有燃煤裝置，燃煤裝置有爐膛、爐排和加煤口，其爐膛的頂部連通有煙氣燃燒通道，煙氣燃燒通道中設有圓形水平旋流燃燒區，圓形水平旋流燃燒區上面連通高溫氣體出口，下面連通爐膛，與圓形水平旋流燃燒區的旋流方向相切設助燃風口。
在從爐排進入的燃燒空氣的作用下，爐排上的煤層在高溫下進行燃燒，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氫氣體、形成不完全燃燒的產物，一起湧入到圓形水平旋流燃燒區，在助燃風的助推下，使高溫煙氣以高速射流的形式切線進入圓形水平旋流燃燒區，射流的結果使煙氣和助燃風(氧氣)攪拌混合，引發猛烈燃燒，形成高溫。經過徹底燃燒氧化後獲得的乾淨的高溫氣體，經過出口被引風機引出，流經爐體加熱區時，將導熱油管加熱。
將圓形水平旋流燃燒區與爐膛間的連通通道設計呈曲線狀，連通通道的上口與圓形水平旋流燃燒區的旋流方向相切，促進旋流燃燒，優選螺旋曲線狀。連通通道的橫截面最好呈橢圓形、圓形等，也可以呈方形或矩形，但是後者因為機械角應力原因，容易產生斷裂。煙氣燃燒通道可以用不定形耐火料澆注製成一體式的整體結構，也可以分段製作，製成定型的異形耐火磚，使用時，直接組裝即可。
在高溫氣體出口的上方架設有導流錐體，為了與導流錐體形狀相適應，高溫氣體出口最好呈逐漸擴大的敞口狀。可使高溫氣體擴展、旋流上升，讓爐體內周邊的導熱油管得到均勻加熱，避免加熱死角，使熱能的分布和傳遞更加高效合理，同時這種螺旋形的高溫氣體氣流很大程度上強化了熱力傳遞性能，提高了熱效率。
本發明使煙煤中所佔成分30％-35％的揮發份全部氧化(形成產物是二氧化碳和水的幹蒸汽)變成熱能，實現燃煤的100％燃燒，節煤達30％-35％。
在這種燃燒體制中，沒有任何煙氣排出，排出的廢氣無色、無味、透明，用肉眼根本看不到，林格曼黑度已經不復存在。高溫煙氣的傳統之說也已是名不副實，所以我們稱為純無煙燃燒法。
清潔乾淨的熾熱氣流在爐體的加熱區內和導熱油管進行熱交換，導熱油管的導熱油被加熱，由工作油泵提供動力將熱能源源不斷地送到用熱設備上，釋放熱量後的導熱油通過回油管道再回到有機熱載體鍋爐，被重新加熱，形成閉路循環。
本發明純無煙節煤型立式有機熱載體鍋爐，結構簡單，造價低廉，容易實施，可直接在現有有機熱載體鍋爐上進行改進，徹底解決了燃煤冒黑煙問題，排出的廢氣無色透明、乾淨、無汙染，達到了純無煙的效果，林格曼黑度為0，既節約了煤資源，提高了熱效率，又保護了環境，經濟效益和社會效益顯著。
圖1、本發明一實施例結構示意圖。
圖2、燃煤裝置部分運行工況原理示意圖。
圖3、圓形水平旋流燃燒區定型異形耐火磚橫截面結構示意圖。
圖中1、落灰池 2、出渣口 3、爐排 4、爐膛 5、助燃風道 6、螺旋連通通道 7、圓形水平旋流燃燒區 8、高溫氣體出口 9、支承架 10、導向錐體 11、爐體加熱區 12、引風機連接管口 13、導熱油管 14、爐體 15、高溫氣體出口耐火磚16、旋流燃燒區耐火磚 17、連通通道耐火磚 18、加煤口 F1、F2、F3、F4、助燃風。
具體實施例方式
下面結合實施例附圖對本發明作進一步的說明。
如圖1所示，本發明所述的純無煙節煤型立式有機熱載體鍋爐，爐體14的上部為加熱區11，加熱區11的爐體內配裝有導熱油管13，加熱區11的頂部通過引風機連接管口12連接引風機，爐體14的下部為燃煤區，燃煤區配裝有燃煤裝置，燃煤裝置有爐膛4、爐排3和加煤口18，其爐膛4的頂部連通有煙氣燃燒通道，煙氣燃燒通道中設有圓形水平旋流燃燒區7，圓形水平旋流燃燒區7上面連通高溫氣體出口8，下面連通爐膛4，與圓形水平旋流燃燒區7的旋流方向相切設助燃風口，由助燃風道5提供助燃風。
圓形水平旋流燃燒區7與爐膛4間的連通通道6呈螺旋曲線狀，連通通道6的上口與圓形水平旋流燃燒區7的旋流方向相切。高溫氣體出口8的上方通過支承架9架設有導流錐體10，與導流錐體10形狀相適應，高溫氣體出口8呈逐漸擴大的敞口狀。
如圖2所示，運行過程如下在從爐排3進入的燃燒風F3的作用下，爐排3上的煤層在高溫下進行燃燒，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氫氣體、形成不完全燃燒的產物，一起湧入到圓形水平旋流燃燒區7，在助燃風道5射進的助燃風F4助推下，使高溫煙氣以高速射流的形式切線進入圓形水平旋流燃燒區7，射流的結果使煙氣和助燃風(氧氣)攪拌混合，引發猛烈燃燒，形成高溫。經過徹底燃燒氧化後獲得的乾淨的高溫氣體，在高溫氣體出口8處，在導向錐體10的導向作用下，使高溫氣體擴展、旋流上升，讓爐體內周邊的導熱油管13得到均勻加熱，最後高溫氣體經過高溫氣體出口8被引風機引出，流經爐體加熱區11時，將導熱油管13加熱，導熱油管13中的導熱油被加熱，由工作油泵提供動力將熱能源源不斷地送到用熱設備上，釋放熱量後的導熱油通過回油管道再回到有機熱載體鍋爐，被重新加熱，形成閉路循環。
本發明中，各助燃風道可以通過布風盒，根據需要實現布風分布，由同一動力源提供布風動力，簡化輔助設施。
供風系統可配裝自動化變頻控制系統，實現自動化操作。如供風量的調節可用變頻調速的方式來解決，亦即通過改變風機電源的頻率來改變風機的轉速的方法控制供風量。利用煙氣傳感器(工業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「氣敏效應」，只要有煙氣就是缺氧，只要缺氧就必然產生一氧化碳，所以，檢測一氧化碳氣體的含量多少，也就直接反映了燃燒設備內部的「配風係數」和燃燒工況。把一氧化碳氣體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機的供電電源。
權利要求
1.一種純無煙節煤型立式有機熱載體鍋爐，爐體的上部為加熱區，加熱區的爐體內配裝有導熱油管，加熱區的頂部設有引風機，爐體的下部為燃煤區，燃煤區配裝有燃煤裝置，燃煤裝置有爐膛、爐排和加煤口，其特徵在於爐膛的頂部連通有煙氣燃燒通道，煙氣燃燒通道中設有圓形水平旋流燃燒區，圓形水平旋流燃燒區上面連通高溫氣體出口，下面連通爐膛，與圓形水平旋流燃燒區的旋流方向相切設助燃風口。
2.根據權利要求1所述的純無煙節煤型立式有機熱載體鍋爐，其特徵在於圓形水平旋流燃燒區與爐膛間的連通通道呈曲線狀，連通通道的上口與圓形水平旋流燃燒區的旋流方向相切。
3.根據權利要求2所述的純無煙節煤型立式有機熱載體鍋爐，其特徵在於圓形水平旋流燃燒區與爐膛間的連通通道呈螺旋曲線狀。
4.根據權利要求1、2或3所述的純無煙節煤型立式有機熱載體鍋爐，其特徵在於高溫氣體出口的上方架設有導流錐體。
5.根據權利要求4所述的純無煙節煤型立式有機熱載體鍋爐，其特徵在於與導流錐體形狀相適應，高溫氣體出口呈逐漸擴大的敞口狀。
全文摘要
本發明涉及一種純無煙節煤型立式有機熱載體鍋爐，爐體的上部為加熱區，加熱區的爐體內配裝有導熱油管，加熱區的頂部設有引風機，爐體的下部為燃煤區，燃煤區配裝有燃煤裝置，燃煤裝置有爐膛、爐排和加煤口，其爐膛的頂部連通有煙氣燃燒通道，煙氣燃燒通道中設有圓形水平旋流燃燒區，圓形水平旋流燃燒區上面連通高溫氣體出口，下面連通爐膛，與圓形水平旋流燃燒區的旋流方向相切設助燃風口。結構簡單，造價低廉，容易實施，徹底解決了燃煤冒黑煙問題，排出的廢氣無色透明、乾淨、無汙染，達到了純無煙的效果，林格曼黑度為0，既節約了煤資源，提高了熱效率，又保護了環境，經濟效益和社會效益顯著。
文檔編號F23B80/02GK1873321SQ20061004517
公開日2006年12月6日 申請日期2006年6月29日 優先權日2006年6月29日
發明者王樹洲 申請人:王樹洲