爐的製作方法

2023-06-15 01:44:11 2

專利名稱:爐的製作方法
本發明涉及爐底送風或側向送風爐(不論是工業加熱或廢料燃燒用的大型工業爐還是小型民用爐)，其中，固體燃料或可燃廢料向下移動到達燃燒區。
現有的爐底送風爐或側向送風爐要求裝有下爐排，用以把燃燒室的燃料塊託住在位，這是因為它們通常都依靠料鬥或其類似物，以使燃料下落到下爐排上面的有限的燃燒區。實際上在該領域的大多數專利都和下爐排的設計有關。這種爐的實例包括美國專利US4，278，067-派克美國專利US4，194，487-卡德瓦拉德等人美國專利US4，102，318-朗德奎斯特美國專利US4，441，436-海薩命(Haysahi)然而，這些爐排會被生成的爐渣(特別是在過去的爐中燃燒廢料時的不可燃燒物質)所堵塞。因此需要頻繁停車以清理爐排。這些爐還存在著煙和未燃氣從燃燒室逸出的問題，而這是不希望的。
本發明的目的是提供一種改進的爐底送風爐，或者至少為公眾提供一種可供選擇的爐。
本發明的一個方面提供了一種爐底送風爐，在其燃燒室的上方有固體燃料供應裝置，在燃燒室的高度上有燃氣出口。其中出灰口在使用時不被爐排所阻塞，有調節裝置在使用時用以調節(a)燃燒室下面的灰堆與(b)出灰口之間的關係，使燃燒室下面的灰堆可被調節，以控制燃料通過燃燒室的流通。
燃氣出口是燃氣離開爐的區域，它們可直接通向大氣，或者進入煙囪或其它風道，也可進入熱交換器或其它設備中。
爐最好有一次和二次燃燒區，由一次和二次進氣口供氣，一次進氣口位於二次進氣口之上，該一次進氣口能夠比二次進氣口提供更多的空氣，使得在爐工作時，二次燃燒區總是由該一次燃燒區供給煤。
最好該二次進氣口靠近該燃氣出口。
本發明的另一方面提供了一種操作爐底送風爐的方法。該爐在其燃燒室的上方有固體燃料供應裝置，在燃燒室下面有出灰口，在燃燒室的高度或低於燃燒室的高度上有燃氣出口。在操作方法中，使出灰口不被爐排所阻塞，使物料堆保持在出灰口的下面並至少局部阻塞出灰口，以致熱煤層可以保持在燃燒室內，通過調節物材料堆相對於出灰口的高度，至少可以局部控制燃燒，使燃氣出口被燃燒室內的熱煤所復蓋，使得所有的燃氣在經過燃燒室到達燃氣出口以前，必須經過熱煤過濾層。
下面通過實例並結合附圖來敘述本發明的最佳型式。圖面說明如下圖1是本發明設備第一實施例的正剖視圖;
圖2是圖1中設備的變型形式的局部視圖;
圖3是圖1中設備的另一種變型的示意圖;
圖4是圖1中設備的又一種變型形式的局部視圖;
圖5是本發明第二實施例的側剖視圖;
圖6是本發明第三實施例的側剖視圖。
參照圖1-4說明第一實施例。依照本發明，爐底送風爐有燃燒室10(最好是長槽形，並可有任意長度)，出灰口11沿著燃燒室底部長度方向布置，燃氣出口(在本實施例中同時也是出灰口11)，底室20，用於調節(a)底室20內的灰堆21與(b)出灰口11之間的關係的裝置。在燃燒室10的上方設有固體燃料供應裝置，它最好是料鬥35的型式(圖1隻表示出其一部分)，儘管也可採用其它的輸送燃料到燃燒室的裝置。
燃燒室10底部有第二燃燒區即主燃燒區(工作時保持熱煤層)，燃燒室10上部有第一燃燒區即予燃燒區(根據設計要求，它也可以出現在料鬥的底部)。除室10與20之外，還可以有多個熱交換和過濾間，以及風道。
爐子的設計可使其是組合結構，以使燃燒室可有任意長度，需要時多個爐子可以並排配置。參照圖1，固體燃料52通過頂開口11a供給上燃燒室10。可以用轉軸12(裝有插杆)來耙松燃燒室10內的燃料，以防止燃料架在燃燒室10的口部而發生堵塞。可以安裝有滑動閘門13，當爐子停用，或當爐體被移出，例如修理時，可以用來關閉對燃燒室的燃料供應。
供給燃燒室10上部的空氣是由旁室15通過通風口14導入。一次空氣可由風扇吹入或抽入，或靠燃燒時產生的吸力及用來把燃氣抽入室20的風扇的作用來引入。因為在燃燒室10頂部的一次燃燒區的容積要大於向著燃燒室10底部的二次燃燒區，一次空氣的輸入要比二次空氣更多。
可以選擇使用液體燃料，如圖1所示，可以從中空的並帶有孔口的轉軸12供應液體燃料。液體燃料流過軸12時被加熱，落入燃燒室時，通常使用情況下它與來自通風口14的空氣接觸而點燃，並在燃燒室10內燃燒，充分燒盡後再在燃燒室10底部過濾。也可以考慮，把氣體燃料在壓力下從歧管16經由旁室15供入燃燒室10。還可以在旁室15把水加入空氣中，以控制燃燒溫度，從而防止其升到產生一氧化二氮的溫度。
爐子工作時，上燃燒室10底部的出灰口11被打開，雖然，也考慮安裝滑動閘門17，在爐子停工，即沒有產生灰堆時，用以防止燃料的散失。
燃燒室10內的爐灰從出灰口11落下，產生的乾淨燃氣也由此通道逸出室10。而煙則留在室10內重新燃燒。不燃燒的固體物質(例如巖石或金屬碎屑)落到底室20的材料堆頂上，在爐子工作時，該材料堆將是灰堆21。不過，在冷起動時，該材料堆則可以用砂堆或其它不它可燃物料堆來提供。這樣，堆21頂部為燃燒室10提供了一個可控制的「樓面」51。如果「樓面」51落到低於室10底部的下面位置，圍繞堆21頂部就可形成燃氣出口。
熱煤層53可以被維持在燃燒室10內，因此，由旁室18經過通風口19流入的二次空氣可以促進燃燒。而總的空氣則從室10流出並進入室20。可以使用風扇或鼓風機(圖中未示)把空氣吹入或抽入燃燒室內，或者從室20抽吸燃氣。
安裝在室20底部的空心軸上的錐形螺旋器22，沿著燃燒室長度方向布置，可從灰堆底把灰抽走並將之排出，從而調節灰堆21的高度位置，使灰堆21頂部上的任何未燃燒物或局部燃燒物保持在空氣流中。調節灰堆高度通常是很方便的，以致其高度保持在圖1所示的恆定位置上。
通入室18的開口處可設有重力作用的或彈簧加載的擋板(圖中未示)，當通向爐子的通風減小時擋板可自動減小其開口面積。這樣將改變一次燃燒區對二次燃燒區的空氣比例，在不同的燃燒速率下使該比例達最佳值。該擋板最好永遠不把開口關死，以使一次空氣入口總是比二次空氣入口得到更多的空氣，並使兩燃燒區在各種燃燒條件下總是可以得到空氣。
從螺旋器的中空軸經過通風口23可以提供附加空氣以燃燒灰中的碳。該空氣同時還冷卻螺旋器，並流過灰堆以幫助移動過程。螺旋器的錐度使灰沿著室20一直處在同樣的高度。
如圖4所示，錐形螺旋器22的兩側可設有附加螺旋器40，其作用是以比螺旋器22快得多的速度移動灰，以便立即把與之接觸的灰有效地移去，藉此，由於防止稜錐體底部寬度超過一定的限度，就可使灰錐體的高度受到控制。中部的錐形螺旋器22在該設備中的作用是把任何大塊的不可燃燒物移走，這些不可燃燒物直接下沉到灰錐體下面而不是下滑下到兩側邊，螺旋器還對灰鼓風以保證完整連續地迴轉。在該設備中的螺旋器22的旋轉速度要比例如圖1中所示設備的螺旋器慢些，這是因為不需要用它保持灰堆高度的恆定，從而不需要從灰堆底部移去同加到灰堆頂部一種多的灰。
空氣和燃氣通過排氣口24離開室20，再導入熱交換器和/或過濾器25。過濾器25最好是石灰石過濾器，它與燃氣中的氧化硫反應形成硫化鈣，從而把氧化硫從燃氣中除去。石灰石是靠頂上的螺旋器27填入過濾器箱26內，而硫化鈣則由底部的另一個螺旋器28除去。燃氣由側面的排氣口29排出。
由於菸灰在燃燒室10底部重燃而燒盡，並且氧化硫由過濾作用除去，在正常運轉情況下，可以期望排出爐子的燃氣比較「乾淨」。
爐子最好有雙層壁，在內壁30和外壁31之間有間隔空間。進入爐子的冷空氣由爐底的通風口32進入，經過壁30和31之間的空間、再進入旁室15和18。空氣在流過兩壁之間時被加熱，因此在進入內室時已經是熱的，從而可加速燃燒。
如圖2所示，在一次燃燒室10上部(或燃料鬥的底部)可裝有附加爐排33，它包括多根間距較大的棒料，其中心空氣通道上有多個孔，空氣可以直接提供給放置在爐排33上的燃料。這些附加的空氣入口供燃燒室頂上附近的予燃區之用。
爐排可以支持大塊燃料進行予燃，並對上室的燃料提供附加鼓風。爐排間隔最好小於或等於爐灰出口，以便在爐子工作時，由於有爐排存在，固體廢料可以在予燃區的爐排上面局部燃燒，並且可以防止任何大塊的不可燃材料落到燃燒區去。
沿著上室10的錐形壁可以設有向下的類似的肋條，支撐燃料脫離爐壁並使空氣圍繞和穿過燃料而環流。與爐排33的棒條一樣，這些肋條的中心可以有通空氣的通道，它們也可能不需要，因為燃燒室10的這些部分已經由通風口14供有空氣。
整個燃燒器可以安裝在軌道34內的支撐上，使之可在裝料鬥即料鬥35的下面滑進和滑出，以便於清理。料鬥可以設有耙子，安裝在轉軸36上，把燃料向前推以保證對爐子連續供料。不過，只是某些種類的燃料在某些應用下才需要，並不是所有的爐子都需要這樣做。
圖3中的設備具有滑塊37或其它輸送裝置，安裝在燃料鬥35的底部，使用時它可以向前滑移，把一堆燃料通過門38推入燃燒室，然後再滑回原位，使另一堆燃料落到其前面。
只要燃料高度總是保持在輸送裝置37高度以上，基本上沒有空氣或煙可從該通道逸出，設備的運轉可以正常進行。如果滑塊37的原動力足夠大，並且通道足夠牢固並有適當的尺寸，大塊的燃料就可在該通道被擠碎，變成更適合於燃燒的小塊。這對某些燃料在某些應用下可能需要，並非所有的爐子都需要。
同樣地，可移動的軌式爐並非一定適用於所有的用途，本發明設備的一些特徵也可應用於定位式爐、小爐等等，它們仍然屬於本發明的範圍之內。
通常，室10的上部最好向底部傾斜，使局部消耗的燃料慢慢卸放到底室去。不過，也可以是室10的上部是直壁，而底部有較小的直徑，也可獲得同樣的結果。通風口和風道不需要如圖所示那樣配置，而可供選擇的方案對那些熟悉技術的專業人員是顯而易見的。
各個室和風道的大小和形狀也可以變換，儘管所示的比例在目有來看是較佳的。
參照圖5說明第二實施例。
可以如圖5所示那樣建造較大的爐子，用以燃燒廢屑、類似的混合物和原燃料，它們可能含有較大比例的不可燃材料。燃燒室及其相關通風口在圖中被省略，但應該理解它們可以和圖1中的燃燒室的結構相似。
和圖2所示的實施例一樣，設有由中空棒條33構成的爐排(其中之一以側視圖而不是端視圖表示出來)，其斷面最好是盒形或矩形的，而不是圓形的，其局部填滿水41或某些其它冷卻液，以防止在受熱和重力應力作用下翹曲。類似的充水棒條在圖6中以端視圖表示)。在棒條33的正上方區域進行予燃，而在室10的下部區域和區域20進行二次燃燒。
把固體燃料43填入室10，它們匯集在棒條33上面並燃燒。移動推塊44，使其在棒條33上表面上移動以推動燃料堆43，使小塊燃燒燃料在棒條33之間落入室10的底部，而大塊不可燃材料則不會落下，被推到棒條33一端而落入室42，不燃廢屑也都落入室42內。
空氣可以通過壁上的單一通風口45或者通過螺旋器47的中空軸上的孔口46而進入室42內。螺旋器47是輸送裝置，可以把不燃燒碎屑從室42排出。進入室42的空氣被熱碎屑加熱之後，直接通過開口48，或者間接通過中空棒條33的內部及其上的孔49而進入燃燒室10的頂上。還可通過螺旋器22供應二次燃燒空氣，用於燃燒所有的可燃物，然後才離開室20，通過側面出口進入室20兩側的排出室。
參照圖6說明第三實施例。較小的爐子60具有複合的料鬥62和燃燒室70，有上蓋61以便通向料鬥。上料鬥部分有儲放未燃燒固體燃料63的槽，燃料63向下落到上爐排65上的予燃區，爐排65由大間隔的各通水67的盒形斷面棒66和空氣管68組成，空氣管有上通風口，對予燃區供風。較大塊的燃料被這些上爐排65攔住，先燃燒到一定程度，直至足以通過棒條66之間而落到燃燒室70內的燃燒熱煤層75上面。
圍繞燃燒室70的側面有多個進氣口71，由風扇72供氣，某些進氣口圍繞著爐子垂直壁上由多個孔口所構成的燃氣出口74。雖然這裡沒有表示出來，進氣口還可以穿插到燃氣出口的各孔口之間。已燃氣出口處可以裝上煙囪(圖中未示)。
燃燒室70底部設有出灰口76，使灰落到室78內的灰堆77上。灰堆的高低由螺旋器80或其它輸送裝置來調節。
改變供應給予燃區和燃燒區的空氣比例，就可能調節熱煤層形成或消失的速率。
發明的優點如下在出灰口下面設有可移動物料堆(如灰堆)，就有可能調節燃燒室內材料的燃燒和去除，同時可以避免爐渣或不可燃物(例如巖石或金屬屑等)集結，它們往往形成於在過去的爐底送風爐內位於燃燒室下面的爐排上。
在本發明爐子的設計構造中，其燃氣出口設在燃燒室的高度或低於燃燒室的高度上，還提供了「乾淨燃燒」操作，因為從較冷的予燃區產生的煙或燃氣，在到達燃氣出口之前都必須先通過燃燒室熱煤的過濾。我在本發明申請中的全部設計的優點是，所有的煙和可燃氣，當它們仍在熱過濾材料之內時竟先氧化，這是因為在這熱煤過濾的輸出區均勻地供應有二次空氣的緣故。
本發明的各種變型說明如下。
最好使中部螺旋器沿燃燒室長度方向布置(使設計不同長度的爐子變得簡單)，也可採用其它的裝置，例如一個或多個螺旋器或其它輸送裝置可以垂直於出灰口而延伸。可以用其它任意的裝置代替中部螺旋器來調節出灰口與有關的灰堆的相互關係。例如，底室可以有傾斜底板，一般可把灰堆推向底室一端的出口。但這不是較佳的裝置，因為巖石或爐渣落下後要滑下斜坡有一定困難。用振動裝置作用在傾斜底板上，可以減少這種困難的可能性。
可以採用另外的往返推料器或刮板鏈條輸送器，或者一個或多個較高速的螺旋器和一個開/關轉換開關裝置聯用，當灰堆達到一特定高度，螺旋器開動，使灰堆高度降低至予定水平以下，這時再使螺旋器停轉。可以選用多種轉換開關裝置。其中一種裝置可以用熱傳感器，把它放置在從上室通向底室20(見圖1)的空氣流通道上，當灰堆高度達到一個高度而使空氣流明顯堵塞時，燃燒速率降低，轉換開關裝置就被觸動，於是灰堆高度降低。
在不脫離權利要求
所廣泛限定的本發明的範圍內，可以進行上述的許多改變。
權利要求
1.一種爐，在其燃燒室(10、70)的上方有固體燃料供應裝置(35、62)，在燃燒室(10、70)的下面有出灰口(11、76)，在燃燒室(10、70)的高度或低於燃燒室的高度上有燃氣出口(11、74)，本發明的特徵在於出灰口(11、76)在爐工作時不被爐排所阻塞，有裝置(22、40、80)在爐工作時用以調節(a)燃燒室下面的灰堆(21、77)與(b)出灰口(11、76)之間的關係，使燃燒室(10、70)下面的灰堆(21、77)可被調節，以控制燃料(52、63)穿過燃燒室的流通。
2.根據權利要求
1的爐，其特徵在於具有一次進氣口(14、33、68)和二次進氣口(19、71)，該一次進氣口位於該二次進氣口之上，該一次進氣口能夠比二次進氣口提供更多的空氣。
3.根據權利要求
2的爐，其特徵在於所述二次進氣口(19、71)靠近所述燃氣出口(11、74)。
4.根據權利要求
3的爐，其特徵在於調節灰堆的裝置在出灰口(11、76)下面的室(20、78)內。
5.根據權利要求
4的爐，其特徵在於燃氣出口(11、74)設有多個在至少一個燃燒室壁上的孔口(74)。
6.根據權利要求
3的爐，其特徵在於予燃區(64)設在燃燒室(10、70)的上方，設立在所述予燃區上的所述一次進氣口是由多個位於予燃區上的進氣通道構成的。
7.根據權利要求
6的爐，其特徵在於進氣通道採取在予燃區底部上的爐排(33、65)的形式，所述爐的間隔小於或等於出灰口(11、76)的大小，以致在爐工作時，固體廢料可以在予燃區的爐排上局部燃燒，並且由於爐排的存在，可以防止任何大塊的不可燃材料堵塞出灰口(11、76)。
8.根據權利要求
7的爐，其特徵在於它還含有裝置(44)，用以把材料輸送橫過爐排(33)的表面，把大的不可燃材料從其上移去。
9.一種操作爐的方法，該爐在其燃燒室(10、70)的上方有固體燃料供應裝置(35、62)，在燃燒室(10、70)的下面有出灰口(11、76)，在燃燒室(10、70)的高度或低於燃燒室的高度上有燃氣出口(11、74)，本發明的特徵在於使出灰口(11、76)不被爐排所阻塞，使物料堆(21、77)保持在出灰口(11、76)的下面並至少局部阻塞出灰口，以致熱煤層(53、75)可以保持在燃燒室(10、70)內，通過調節物料堆(21、77)相對於出灰口(11、76)的高度，使燃燒至少可以被局部控制，由於使燃氣出口(11、74)被燃燒室(10、70)內的熱煤(53、75)所復蓋，使得所有的燃氣在經過燃燒室(10、70)到達燃氣出口以前，必須經過熱煤(53、75)過濾層。
專利摘要
一種爐底送風爐，在燃燒室10上方有固體燃料鬥35，下面有出灰口11，在燃燒室高度或低於燃燒室高度上的燃氣出口11，在灰室20的出灰口下面的螺旋器22，可調節燃燒室10下面的灰堆21高度，從而控制灰或燃料或不可燃物料從出灰口的逸出。這樣，可使燃氣出口11被燃燒室10內的熱煤所覆蓋，以致所有的來自燃燒室或予燃燒區的燃氣，在到達燃氣出口11之前必須經過熱煤53過濾層。
文檔編號F27D99/00GK87105538SQ87105538
公開日1988年3月23日 申請日期1987年8月8日
發明者柯林頓·巴傑爾·派克 申請人:柯林頓·巴傑爾·派克導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan