專利名稱：分體式鍋爐的固體燃料燃燒系統(tǒng)和固體燃料的反燒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃燒加熱系統(tǒng)，具體來說是鍋爐用的固體燃料燃 燒系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)鍋爐中，用于燃料燃燒的"爐"與裝有水的"鍋"是一體的， 即通過在鍋爐內(nèi)設(shè)置爐膛用于裝煤等固體燃料，且燃料的燃燒是在該 爐膛內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)對(duì)于煤等固體燃料來說，"鍋"中水或蒸汽的溫度 不易穩(wěn)定控制，主要在于與燃油或燃?xì)忮仩t相比，由于燃油或燃?xì)饬?量容易控制，而固體燃料是間歇投料，燃燒和未燃燒的煤在一次投料 間隔內(nèi)始終是存在于爐膛內(nèi)，即使封火后爐膛內(nèi)炙熱的煤仍然產(chǎn)生大 量的熱輻射直接對(duì)"鍋"進(jìn)行輻射加熱，造成爐內(nèi)壓力升高，需要通 過安全閥泄壓來維持鍋爐的壓力穩(wěn)定，所以這種鍋爐不但安全系數(shù) 低。
目前的傳統(tǒng)鍋爐，由于要設(shè)置有獨(dú)立的燃燒室、燃料室、出灰室， 造成爐膛空間大，爐體高度高，使得鍋爐本身的材料成本以及鍋爐房 的建造成本高。而且造成的燃料的極大浪費(fèi)。
另外，這種直燃式鍋爐由于煤的燃燒不充分，所以還會(huì)產(chǎn)生黑煙 污染環(huán)境，且煤的利用率低。為此為達(dá)到環(huán)保要求還要安裝除塵系統(tǒng)， 造成設(shè)備成本和運(yùn)行成本的增加。
中國專利文獻(xiàn)CN2842207Y公開了本發(fā)明人開發(fā)的一種"反燒式煤氣化環(huán)保節(jié)能鍋爐"，在爐體的上頂面設(shè)有進(jìn)水口、出水口和帶電磁 閥的自然排氣口，在爐體上自上而下設(shè)置有進(jìn)料口、出渣口和兩個(gè)出 灰口，爐體一側(cè)設(shè)置有安裝鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口，另一側(cè)設(shè)置有反燒排氣 口與爐箅下的爐膛相通。這種反燒鍋爐，與傳統(tǒng)鍋爐相比徹底改變了 傳統(tǒng)的燃燒工況，使鍋爐中的固體燃料燃燒充分，大大節(jié)省了燃料且 無需專人看管。
然而，無論是傳統(tǒng)鍋爐還是CN2842207Y中的鍋爐，均必須設(shè)置有 爐排(或爐箅)，其作用一是要承托住煤等固體燃料，使燃料的燃燒 在爐排(或爐箅)上方進(jìn)行，而燃燼的灰渣要從爐排下部被清出，另 一個(gè)作用是使得傳統(tǒng)鍋爐的空氣能夠從爐排下進(jìn)入并向上貫通整個(gè) 燃料層，或者是在CN2842207Y中使得可燃的揮發(fā)份以及高溫氣體和火 焰向下排出。但是，這種帶有爐排的結(jié)構(gòu)，由于爐排要承受高溫結(jié)垢， 所以容易損壞，爐排壽命短，更換困難，維修維護(hù)成本高，這些不足 成為一直困擾鍋爐行業(yè)的難題。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)在的反燒式煤氣化環(huán)保鍋爐以及傳統(tǒng)鍋爐的上述不足，本 發(fā)明的目的在于對(duì)固體燃料燃燒系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，這種新型的燃燒系統(tǒng) 無需爐排，能夠提高其使用壽命降低成本。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種分體式鍋爐的固體燃料燃燒系 統(tǒng)，由具有燃料儲(chǔ)存和燃燒功能的無爐排的密閉爐膛以及高溫燃 燼室兩部分組成，爐膛下部有側(cè)向火口與所述的高溫燃燼室相 通，爐膛下部的一側(cè)設(shè)置安裝有鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口以向爐膛內(nèi)壓入空氣，爐膛從上到下還有多個(gè)配氣口與鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口相通以向爐 膛內(nèi)的燃料層供氣。
在所述的爐膛內(nèi)位于側(cè)向火口上方的位置可以有擋板以防止上 方的固體燃料或灰渣下落堵住出火口或進(jìn)入燃輝室。
在所述的擋板上可以開有配風(fēng)口以向側(cè)向火口送含氧空氣以助燃。
所述的燃燼室上方設(shè)置有出火口，以用于對(duì)燃燼室上方安裝的各 類鍋加熱，以產(chǎn)生熱水或蒸氣用于飲水、取暖或熱源，或者用于做飯 炒菜。
所述的燃燼室上方設(shè)置有鍋筒安裝平臺(tái)用于安裝鍋筒，形成"鍋" 和"爐"分體式結(jié)構(gòu)，以利于鍋和爐的分別制造，降低制造成本。 所述的燃燼室側(cè)向可以設(shè)置有出灰爐門。
所述的密閉爐膛側(cè)壁從上向下可以設(shè)置有加料口和出灰口。 所述的密閉爐膛頂部可以設(shè)置有安裝有電磁閥的排氣口。 本發(fā)明還提供了 一種固體燃料的反燒方法，固體燃料所用的燃料 系統(tǒng)包括具有燃料儲(chǔ)存和燃燒功能的無爐排密閉爐膛以及高溫 燃輝室兩部分；固體燃料添加在密閉爐膛內(nèi)，燃料的燃燒在爐膛
內(nèi)的固體燃料層底部進(jìn)行，通過鼓風(fēng)機(jī)將空氣壓入爐膛，在燃料 層內(nèi)各個(gè)區(qū)域供給不同比例的空氣，空氣與燃料燃燒生成的可燃 氣，混同燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庖?同從爐膛側(cè)下方的側(cè)向火口輸 出，進(jìn)入燃燼室充分燃燒。
燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的髙溫燃燒氣可以從燃燼室向上進(jìn)入鍋筒，與鍋筒受熱面進(jìn)行熱交換，然后排出。
本發(fā)明的這種燃燒系統(tǒng)和反燒方法，有益效果在于
(1) 爐膛完全密封，正壓燃燒，合理配風(fēng)，使燃料中的揮 發(fā)份按設(shè)定的路徑流動(dòng)，形成氣火一體化燃燒，通過燃燼室達(dá)到 完全燃燒，可實(shí)現(xiàn)固體燃料燃燒的自動(dòng)控制，無需專人長時(shí)間監(jiān) 守，進(jìn)而能夠有效控制鍋爐的壓力，提高的鍋爐的安全性。
(2) 固體燃料在密閉爐膛內(nèi)產(chǎn)生的可燃?xì)庀蛳聰U(kuò)散通過高 溫區(qū)與氧氣在燃燼室內(nèi)進(jìn)行充分燃燒，形成純凈的高溫火焰被
"鍋"或其它用熱設(shè)備使用，所以能夠消滅黑煙，提高了消煙除 塵效果。
(3) 由于燃料燃燒充分，與傳統(tǒng)鍋爐相比可實(shí)現(xiàn)節(jié)煤40%以上。
(4) 燃料適用范圍廣，可以用生物質(zhì)成型燃料(如秸桿壓
塊、生活垃圾等)，以及中、優(yōu)質(zhì)煙煤等。
(5) 爐膛內(nèi)不需爐排，使鍋爐沒有易損件，可靠性使用壽 命大大提咼。
(6) 只由爐膛和燃燼室構(gòu)成，結(jié)構(gòu)緊湊，體積減小，經(jīng)過 測(cè)算鋼材用量為傳統(tǒng)鍋爐的1/2左右、制造工時(shí)為傳統(tǒng)鍋爐的 1/3，鍋爐房造價(jià)為傳統(tǒng)鍋爐所用鍋爐房的1/2左右，還可實(shí)現(xiàn)節(jié) 電50%以上，極大地降低了設(shè)備成本和安裝運(yùn)行成本。
(7) 本燃燒系統(tǒng)可方便地與各種中小型鍋爐配套使用。
圖1為本發(fā)明的分體式鍋爐的固體燃料燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為圖1所示固體燃料燃燒系統(tǒng)的平面布置示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，以助于理解本 發(fā)明的內(nèi)容。
如圖1和圖2所示，本發(fā)明涉及的分體式鍋爐的固體燃料燃燒系 統(tǒng)，由具有燃料儲(chǔ)存和燃燒功能的無爐排的密閉爐膛1以及高溫 燃燼室2兩部分組成，爐膛1下部有側(cè)向火口 3與一側(cè)的高溫燃 燼室2相通。爐膛1下部的一側(cè)設(shè)置安裝有鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口 4以 向爐膛內(nèi)壓入空氣，爐膛從上到下還通過風(fēng)道5設(shè)置有多個(gè)配氣 口與鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口相通，以向爐膛內(nèi)裝填的燃料層供入空氣。
在爐膛1內(nèi)位于側(cè)向火口 3上方的位置有擋板6以防止上方的固 體燃料特別是燃燼后形成的細(xì)小灰渣在下落時(shí)壓堵在出火口位置或 者沖入燃燼室內(nèi)。在擋板6上開有配風(fēng)口 7，通過風(fēng)道與鼓風(fēng)機(jī)相連， 以向側(cè)向出火口 3處補(bǔ)充空氣，使可燃?xì)庠谌紶a室內(nèi)充分燃燒。
所述的燃燼室上方設(shè)置有出火口 8，火焰和高溫燃燒氣向上從出 火口排出，用于加熱待加熱的裝置。
由于用于產(chǎn)生熱水或蒸汽的換熱器即傳統(tǒng)意義是的"鍋"，為壓 力容器，對(duì)材料耐壓等條件要求較高，采用"鍋"與"爐" 一體結(jié)構(gòu)， 必須會(huì)增加"爐"即燃料系統(tǒng)部分的材料成本，因此本發(fā)明燃燼室上 方設(shè)置有鍋筒安裝平臺(tái)，用于安裝作為換熱器的鍋筒12，形成"鍋" 和"爐"分體式結(jié)構(gòu)，以利于鍋和爐的分別制造、運(yùn)輸和安裝，降低鍋爐的制造成本。
所述的燃燼室2設(shè)置有側(cè)向出灰爐門9，用于清理使用過程中燃 燼室內(nèi)少量積存的灰渣，也便于觀察火焰燃燒情況。
所述的密閉爐膛1側(cè)壁上部設(shè)置有加料口 10用于向爐膛內(nèi)加入 煤、生物質(zhì)燃料等固體燃料，下部有出灰口 11用于清理燃燒后產(chǎn)生 的灰渣。
所述的密閉爐膛頂部有帶電磁閥的排氣口 12，以在封火時(shí)可以 瞬間排出爐膛內(nèi)的可燃煙氣，防止?fàn)t膛內(nèi)壓力過高。
在使用時(shí)將煤、木柴、農(nóng)作物秸桿等固體燃料加入爐膛1內(nèi)，由 于沒有爐排，不但沒有易損件，而且整個(gè)爐膛從上到下的空間都可用 來存儲(chǔ)固體燃料，燃料的燃燒是在爐膛內(nèi)的固體燃料層底部位于
進(jìn)風(fēng)口4附近位置進(jìn)行，通過鼓風(fēng)機(jī)將空氣壓入爐膛，在燃料層
內(nèi)各個(gè)區(qū)域通過配風(fēng)管供給不同比例的空氣，空氣與燃料燃燒生 成一氧化碳、甲垸、氫等可燃?xì)?，由于爐膛上部排氣口可以通過 電磁閥關(guān)閉，形成上部封閉的空間，這些可燃性揮發(fā)份不能向上 排出，所以會(huì)逐漸向下部擴(kuò)散，至進(jìn)風(fēng)口附近的高溫燃燒區(qū)，混 同燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庖?同從爐膛側(cè)下方的側(cè)向火口輸出，進(jìn)入
燃燼室充分燃燒，火焰和髙溫氣體從燃燼室的出火口8排出。當(dāng)
燃燼室處安裝有產(chǎn)生熱水或蒸汽的"鍋筒"時(shí)，燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的 高溫燃燒氣可以從燃燼室進(jìn)入鍋筒，與鍋筒受熱面進(jìn)行熱交換， 然后排出。當(dāng)不需要加熱時(shí)停止鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，不但沒有火焰產(chǎn)生， 此時(shí)固體燃料由于與"鍋"隔離，而且不會(huì)產(chǎn)生對(duì)鍋的輻射加熱，因此便于實(shí)現(xiàn)燃燒的自動(dòng)控制，和維持"鍋"內(nèi)壓力和溫度的穩(wěn) 定，提高鍋爐的安全性。且在使用過程中可燃性揮發(fā)份被充分燃 燒，形成純凈火焰，減少煙塵的排放，提高了固體燃料的利用率。
權(quán)利要求
1、一種分體式鍋爐的固體燃料燃燒系統(tǒng)，其特征在于由具有燃料儲(chǔ)存和燃燒功能的無爐排的密閉爐膛以及高溫燃燼室兩部分組成，爐膛下部有側(cè)向火口與所述的高溫燃燼室相通，爐膛下部的一側(cè)設(shè)置安裝有鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口以向爐膛內(nèi)壓入空氣，爐膛從上到下還有多個(gè)配氣口與鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口相通以向爐膛內(nèi)的燃料層供氣。
2、 如權(quán)利要求1所述的固體燃料燃燒系統(tǒng)，其特征在于在所 述的爐膛內(nèi)位于所述側(cè)向火口上方的位置有擋板。
3、 如權(quán)利要求2所述的固體燃料燃燒系統(tǒng)，其特征在于在所 述的擋板上開有配風(fēng)口。
4、 如權(quán)利要求1至3中之一所述的固體燃料燃燒系統(tǒng)，其特征 在于所述的密閉爐膛側(cè)壁上從上向下依次設(shè)置有加料口和出灰口。
5、 如權(quán)利要求1至3中之一所述的固體燃料燃燒系統(tǒng)，其特征 在于所述的密閉爐膛頂部設(shè)置了安裝有電磁閥的排氣口。
6、 如權(quán)利要求1至3中之一所述的固體燃料燃燒系統(tǒng)，其特征 在于所述的燃燼室上方設(shè)置有出火口和鍋筒安裝平臺(tái)。
7、 如權(quán)利要求1至3中之一所述的固體燃料燃燒系統(tǒng)，其特征在于所述的燃燼室側(cè)向設(shè)置有出灰爐門。
8、 一種固體燃料的反燒方法，固體燃料所用的燃料系統(tǒng)包括具 有燃料儲(chǔ)存和燃燒功能的無爐排密閉爐膛以及高溫燃燼室兩部 分；固體燃料添加在密閉爐膛內(nèi)，燃料的燃燒在爐膛內(nèi)的固體燃料層底部進(jìn)行；通過鼓風(fēng)機(jī)將空氣壓入爐膛，在燃料層內(nèi)各個(gè)區(qū) 域供給不同比例的空氣，空氣與燃料燃燒生成的可燃?xì)?，混同?燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庖煌瑥臓t膛側(cè)下方的側(cè)向火口輸出，進(jìn)入燃燼 室充分燃燒。
9、如權(quán)利要求8所述的固體燃料的反燒方法，其特征在于: 燃燼室內(nèi)充分燃燒產(chǎn)生的髙溫燃燒氣從燃燼室向上進(jìn)入鍋筒，與 鍋筒受熱面進(jìn)行熱交換，然后排出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分體式鍋爐的固體燃料燃燒系統(tǒng)，由具有燃料儲(chǔ)存和燃燒功能的無爐排的密閉爐膛以及高溫燃燼室兩部分組成，爐膛下部有側(cè)向火口與所述的高溫燃燼室相通，爐膛下部的一側(cè)設(shè)置安裝有鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口以向爐膛內(nèi)壓入空氣，爐膛從上到下還有多個(gè)配氣口與鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口相通以向爐膛內(nèi)的燃料層供氣。燃料中的揮發(fā)份按設(shè)定的路徑流動(dòng)，形成氣火一體化燃燒，通過燃燼室達(dá)到完全燃燒，可實(shí)現(xiàn)固體燃料燃燒的自動(dòng)控制，無需專人長時(shí)間監(jiān)守，并提高消煙除塵效果和節(jié)能性。爐膛內(nèi)不需爐排，使鍋爐沒有易損件，可靠性使用壽命大大提高。本燃燒系統(tǒng)可方便地與各種中小型鍋爐配套使用。
文檔編號(hào)F23B10/02GK101526209SQ20091013610
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者孟慶忠 申請(qǐng)人:孟慶忠