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一種燃燒生物質成型燃料鍋爐的二次風結構的製作方法

2023-05-23 16:43:31 2

專利名稱:一種燃燒生物質成型燃料鍋爐的二次風結構的製作方法
技術領域:
本發明涉及鍋爐,尤其涉及燃燒生物質成型燃料鍋爐的二次風結構,適用於裝設在燃生物質成型燃料的鏈條爐排和固定爐排鍋爐。
背景技術:
燃用生物質成型燃料鍋爐,由於生物質成型燃料揮發分高,著火燃燒時需要大量空氣和強烈的混合,同時又需要有足夠高的溫度,才能完全燃燒。經查有ZL200810049852.4《高溫助燃器及倒燃式生物質燃料專用燃燒裝置》,其二次風機構垂直於爐壁,風向固定,導致燃料與二次風混合不均勻而影響燃燒效率,並產生黑煙。

發明內容
本發明的目的在於克服上述燃用生物質成型燃料鍋爐的二次風結構中存在的缺點,提供一種能有效提升生物質成型燃料的燃燒效率和消除黑煙的燃燒生物質成型燃料鍋爐的二次風結構。本發明技術方案是這樣實現的:一種燃燒生物質成型燃料鍋爐的二次風結構,其要點在於在鍋爐前牆的爐牆內中設置有橫置的風箱,二次風口與風箱相通,風箱上設置有兩個以上與爐膛相通的噴嘴。多個噴嘴的二次風結構使得二次風更加均勻,燃料與二次風混合更加均勻,有利於提高燃燒效率和消除黑煙。本發明還可進一步設計為噴嘴由噴嘴外殼、噴嘴旋流芯管、兩個以上噴嘴旋流葉片、噴嘴外封環片構成,噴嘴外殼為空心管,噴嘴旋流芯管為上端封閉的管,噴嘴外封環片固定在噴嘴的出口端,中間有通孔為噴嘴的出風口,噴嘴旋流葉片的下端固定於噴嘴外封環片上,一側邊固定噴嘴外殼內壁,另一側邊的上部與噴嘴旋流芯管相接,連接長度為噴嘴旋流芯管總長的三分之一到二分之一之間。有8個螺旋形的噴嘴旋流葉片切向固定於噴嘴外殼和噴嘴旋流芯管之間,噴嘴旋流芯管的直徑為噴嘴外殼內徑的三分之一到二分之一之間。噴嘴的工作原理:二次風進入噴嘴外殼後,到達噴嘴旋流芯管上端,由於噴嘴旋流芯管的存在使氣流通道變小,氣流沿軸向經過外殼和旋流芯管構成的環形通道,氣流方向不變,流速增大到原流速的1.2倍到1.4倍,產生局部氣流的擾動,經過前段的整流及穩流後,增速的氣流進入切向布置的噴嘴旋流葉片,通過噴嘴旋流葉片的結構改變氣體方向,使之產生旋轉,同時由於噴嘴外封環片的阻擋,氣流改變流動方向呈徑向沿8個噴嘴旋流葉片組成的通道向噴嘴旋流芯管中心匯集,匯集過程中由於通道變窄,氣流流通面積減少,氣流流速繼續提高到原來的2倍到3倍,同時形成高速旋轉氣流。進入噴嘴旋流芯管中心後,形成高速旋轉軸向流動氣流,軸向流速可達進入噴嘴初始流速的4倍到9倍,在一定的風壓下從噴嘴旋流芯管成一定角度(一般為8° )以一定的速度(大於20m/s)軸向旋轉噴入爐膛。
通過噴嘴內部螺旋風道的設計,使二次風旋轉噴入爐膛參與鍋爐燃燒,可以解決生物質燃燒初期缺氧、溫度偏低、揮發份燃燒不充分造成析碳的問題。在風箱內的每個噴嘴的前方固定有均風隔板,均風隔板的長度從二次風口起由高到低排列。風管進口處最近的隔板最長,最遠處的為最短。該布置可以使各噴嘴前的風壓平衡,達到各噴嘴均衡配風的目的。噴嘴傾斜向下,與水平線所成的夾角為5-15°。角度太高,則高溫卷吸作用減弱,擾動混合差;角度太低,則易把爐排上的燃料吹跑,使燃燒中斷,造成燃料揮發分析出後剩餘的焦炭無法停留在爐排上燃燒,飛灰量增大,機械不完全燃燒損失增大,燃燒效率反而降低。通常選擇:噴嘴傾斜向下,與水平線所成的夾角為8°。本發明可以使高揮發分的生物質成型燃料提前著火燃燒,儘早足量補充燃料燃燒所需要的空氣,提高揮發分燃燒段的溫度,加強燃料加熱後釋放的揮發分與空氣的強烈混合和燃燒,燃料燃燒效率高,可達98%以上,而且消煙除塵性能好,有害氣體和灰塵排放低,並且同時能克服生物質成型燃料點火燃燒過程中易產生的析碳引起的黑煙問題,環保效益顯著。


圖1為燃用生物質成型燃料鍋爐的二次風結構主視圖 圖2為圖1的俯視圖逆時針旋轉90°
圖3為噴嘴的結構圖 圖4為圖3的左視圖1爐牆2風箱3噴嘴31噴嘴外殼32噴嘴旋流芯管33噴嘴旋流葉片34噴嘴外封環片341通孔4均風隔板5 二次風進風管。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明,可以使本專業的技術人員更理解本發明,對下述的實施例進行修改,添加和替換都是可能的,都沒有超出本發明的保護範圍。如圖1、2、3、4所示,一種燃燒生物質成型燃料鍋爐的二次風結構,在2噸蒸汽/小時的鍋爐,鍋爐前牆的寬度為2米,在鍋爐前牆的爐牆I內中設置有橫置的風箱2,二次風口5與風箱2相通,風箱2上均勻設置五個與爐膛相通的噴嘴3,在風箱2內的每個噴嘴3的前方固定有均風隔板4,均風隔板4的長度從二次風口 5起由高到低排列,隔板的長度的高度差相同,呈等數差,據風管進口處最近的隔板最長,最遠處的為最短,該布置可以使各噴嘴前的風壓平衡,達到各噴嘴均衡配風的目的。風箱2埋藏在鍋爐前牆內具體寬度與鍋爐燃燒爐排寬度相同,噴嘴3由噴嘴外殼31、噴嘴旋流芯管32、兩個以上噴嘴旋流葉片33、噴嘴外封環片34構成,噴嘴外殼31為空心管,內徑為25-40mm,使用耐高溫不鏽鋼材料製作,噴嘴旋流芯管32為上端封閉的管,噴嘴外封環片34固定在噴嘴的出口端,中間有通孔341為噴嘴的出風口,直徑為15 — 25mm,噴嘴旋流葉片33的下端固定於噴嘴外封環片34上,一側邊固定噴嘴外殼31內壁,另一側邊的上部與噴嘴旋流芯管32相接,連接長度為噴嘴旋流芯管32總長的三分之一到二分之一之間。圖中有8個螺旋形的噴嘴旋流葉片33切向固定於噴嘴外殼31和噴嘴旋流芯管32之間,噴嘴旋流芯管32的直徑為噴嘴外殼31內徑的三分之一到二分之一之間。噴嘴3傾斜向下,與水平線所成的夾角為5-15°,最好為8。,角度太高,則高溫卷吸作用減弱,擾動混合差;角度太低,則易把爐排上的燃料吹跑,使燃燒中斷(也稱為一次風短路),造成燃料揮發分析出後剩餘的焦炭無法停留在爐排上燃燒,飛灰量增大,機械不完全燃燒損失增大,燃燒效率反而降低,其餘未述部分與現有技術相同。本發明的工作原理為:二次風進入風箱後,經均風隔板的作用均勻分配進入噴嘴,二次風進入噴嘴外殼31後,到達噴嘴旋流芯管32上端,由於噴嘴旋流芯管的存在使氣流通道變小,氣流沿軸向經過外殼和旋流芯管構成的環形通道,氣流方向不變,流速增大到原流速的1.2倍到1.4倍,產生局部氣流的擾動,經過前段的整流及穩流後,增速的氣流進入切向布置的噴嘴旋流葉片33,通過噴嘴旋流葉片的結構改變氣體方向,使之產生旋轉,同時由於噴嘴外封環片34的阻擋,氣流改變流動方向呈徑向沿8個噴嘴旋流葉片33組成的通道向噴嘴旋流芯管32中心匯集(見圖3、4),匯集過程中由於通道變窄,氣流流通面積減少,氣流流速繼續提高到原來的2倍到3倍,同時形成高速旋轉氣流。進入噴嘴旋流芯管32中心後,形成高速旋轉軸向流動氣流,軸向流速可達進入噴嘴初始流速的4倍到9倍,在一定的風壓下從噴嘴旋流芯管32成一定角度(最好為8° )以一定的速度(大於20m/s)軸向旋轉噴入爐膛。進入爐膛後通過高速氣流的強烈卷吸、擾動,加上兩個噴嘴之間形成的負壓渦流,可以使燃料燃燒初期析出的揮發分迅速與空氣混合及燃燒,並把爐膛內的高溫煙氣卷吸進來,保持燃料著火初期的高溫,揮發分來不及析碳就已燃燒完全,從而達到消煙除塵的目的。
權利要求
1.一種燃燒生物質成型燃料鍋爐的二次風結構,其特徵在於,在鍋爐前牆的爐牆(I)內中設置有橫置的風箱(2),二次風口(5)與風箱(2)相通,風箱(2)上設置有兩個以上與爐膛相通的噴嘴(3)。
2.根據權利要求1所述的燃燒生物質成型燃料鍋爐的二次風結構,其特徵在於,在2噸/小時的鍋爐內均勻設置五個噴嘴(3)。
3.根據權利要求1所述的燃燒生物質成型燃料鍋爐的二次風結構,其特徵在於,噴嘴(3)由噴嘴外殼(31)、噴嘴旋流芯管(32)、兩個以上噴嘴旋流葉片(33)、噴嘴外封環片(34)構成,噴嘴外殼(31)為空心管,噴嘴旋流芯管(32)為上端封閉的管,噴嘴外封環片(34)固定在噴嘴的出口端,中間有通孔(341)為噴嘴的出風口,噴嘴旋流葉片(33)的下端固定於噴嘴外封環片(34)上,一側邊固定噴嘴外殼(31)內壁,另一側邊的上部與噴嘴旋流芯管(32)相接,連接長度為噴嘴旋流芯管(32)總長的三分之一到二分之一之間。
4.根據權利要求3所述的燃燒生物質成型燃料鍋爐的二次風結構,其特徵在於,有8個螺旋形的噴嘴旋流葉片(33)切向固定於噴嘴外殼(31)和噴嘴旋流芯管(32)之間,噴嘴旋流芯管(32)的直徑為噴嘴外殼(31)內徑的三分之一到二分之一之間。
5.根據權利要求1所述的燃燒生物質成型燃料鍋爐的二次風結構,其特徵在於,在風箱(2)內的每個噴嘴(3)的前方固定有均風隔板(4),均風隔板(4)的長度從二次風口(5)起由高到低排列。
6.根據權利要求1所述的燃燒生物質成型燃料鍋爐的二次風結構,其特徵在於,噴嘴(3)傾斜向下,與水平線所成的夾角為5-15°。
7.根據權利要求1所述的燃燒生物質成型燃料鍋爐的二次風結構,其特徵在於,噴嘴(3)傾斜向下,與水平線所成的夾角為8°。
全文摘要
本發明涉及燃燒生物質成型燃料鍋爐的二次風結構,其要點在於在鍋爐前牆的爐牆內中設置有橫置的風箱,二次風口與風箱相通,風箱上設置有兩個以上與爐膛相通的噴嘴。通過噴嘴內部螺旋風道的設計,使二次風旋轉噴入爐膛參與鍋爐燃燒,可以解決生物質燃燒初期缺氧、溫度偏低、揮發份燃燒不充分造成析碳的問題。本發明可以使高揮發分的生物質成型燃料提前著火燃燒,儘早足量補充燃料燃燒所需要的空氣,提高揮發分燃燒段的溫度,加強燃料加熱後釋放的揮發分與空氣的強烈混合和燃燒,燃料燃燒效率高,可達98%以上,而且消煙除塵性能好,有害氣體和灰塵排放低,同時能克服生物質成型燃料點火燃燒過程中易產生的析碳引起的黑煙問題,環保效益顯著。
文檔編號B05B1/34GK103148501SQ20131008074
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月14日 優先權日2013年3月14日
發明者林祖順 申請人:福建綠源新能源科技有限公司

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