专利名称：可变炉拱结构低氮氧化物生物质锅炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可变炉拱结构低氮氧化物生物质锅炉，应用于燃生物质工业锅炉，涉及环保、新能源等领域。
背景技术：
生物质能作为一种可再生能源越来越受到重视，现有的燃用生物质设备基本上是根据燃煤层燃锅炉为原型设计的，这种炉型一般采用通仓配风，炉拱只有前后拱且不可调节变动，炉排形式多样，没有降低氮氧化物(NOx)的措施。所以这种炉型不能适应生物质水分大、着火难、挥发份高及能源密度低的特点，在燃烧生物质过程中需掺烧煤或油等其它燃料，既污染环境又浪费能源。针对生物质的特点，设计出适合生物质燃烧的配风及炉拱结构是可以将这一可再生能源清洁高效利用的。
发明内容
本发明的目的在于针对生物质水分大、挥发份高及能源密度低的特点，提供一种可变炉拱结构低氮氧化物生物质锅炉，可以根据不同生物质的燃料特性方便地改变炉拱结构，使生物质在锅炉中可高效稳定燃烧及清洁排放，成为节能环保型生物质锅炉。
为实现这样的目的，本发明结合生物质的燃料特性，主要是生物质的挥发分和发热量，选用燃尽程度较好的往复炉排，采用前拱、后拱及上拱构成的组合拱，结合前后风室实现的分段配风，再配以组合拱之间的若干分段风喷嘴，来提高燃尽及减少氮氧化物排放。
本发明的具体结构包括前后分段风室，往复炉排，组合拱及分段风喷嘴。锅炉底部布置前段风室和后段风室实现分段配风，前后段风室上方布置往复炉排，往复炉排上方一侧的炉膛壁上安装的输送燃料铰龙与燃料料仓相连，炉膛中采用了前后拱和上拱构成的组合拱，炉膛前段安装倾斜的前拱，炉膛后段安装平直的或阶梯型的后拱，前拱上方布置与后拱平行的上拱。在上拱与后拱之间的炉膛墙内嵌有若干分段风喷嘴，分段风喷嘴的入口接主风道，出口在炉膛内与炉墙平齐，炉膛顶部开有烟囱。
本发明结合生物质的燃料及燃烧特性，采取了一系列措施，使锅炉达到适应生物质种类多，燃尽程度好，污染排放低的效果。
对于生物质的燃烧，本发明采用往复炉排可以提高炉排热负荷及燃料的掺混程度，有利于生物质的燃尽，而传统的链条炉排热负荷低，水分较大的生物质燃料不易着火燃尽。
配风系统中采用前后分段送风，根据生物质的挥发分及发热量调节前后段的风量比例，使配风符合生物质的燃烧。
炉拱采用前拱、后拱和上拱的组合拱。前拱促进燃料着火，使生物质一进入炉膛就受到前拱强烈辐射并马上着火；后拱稳燃并有利于燃尽，生物质难燃成分在后拱保温和辐射下能稳定燃烧并烧干净，后拱由成型耐火砖组成，可根据不同种类的生物质增加或减少，改变后拱长度，从而适应生物质燃烧及稳燃；上拱改变烟气流向，增加烟气在炉膛内的停留时间，有利于烟气的清洁排放。
分段风布置在上拱下方，它是根据空气分段的原理降低烟气中的氮氧化物排放，降低污染，实现清洁燃烧。
生物质储存在料仓中并通过铰龙进入炉膛，落在往复炉排上，在炉排上受到前拱和炉膛空间的辐射开始热解和燃烧，燃烧需要的空气来自往复炉排下的前段风室和后段风室，在燃烧的后半段由于可变后拱的保温促燃，使生物质燃烧干净。由于上拱的布置使生物质燃烧后的烟气在炉膛内停留时间大大增加，有利于烟气的燃尽，同时在烟气流程上布置有分段风喷嘴，可有效地降低燃烧生成的氮氧化物。最后烟气由烟囱排出。
图1为本发明可变炉拱结构低氮氧化物生物质锅炉侧剖视图。
图1中，1为上拱，2为前拱，3是燃料料仓，4为输送燃料的铰龙，5表示往复炉排，6为前段风室，7为后段风室，8为后拱，9表示分段风喷嘴，10为烟囱。
图2为前后段风室配风系统俯视剖图。
图2中，11为风道，12为调节风门挡板，6为前段风室，7为后段风室。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。
本发明的可变炉拱结构低氮氧化物生物质锅炉结构如图1所示，主要包括前段风室6、后段风室7，往复炉排5，前拱2、后拱8和上拱1构成的组合拱及分段风喷嘴9。锅炉底部布置前段风室6和后段风室7实现分段配风，前段风室6、后段风室7上方布置往复炉排5，往复炉排5采用常规结构。往复炉排5上为耐火砖砌成的炉膛，往复炉排5一侧炉膛壁上安装的输送燃料铰龙4与燃料料仓3相连。炉膛中布置了由前拱2、后拱8和上拱1构成的组合拱，炉膛前段安装倾斜的前拱2，炉膛后段安装平直的或阶梯型的后拱8，前拱2的上方布置与后拱8平行的上拱1。前拱2用耐火混凝土浇注而成，后拱8和上拱1用耐火砖拼搭而成，可根据燃料情况增减。在上拱1与后拱8之间的炉膛墙内嵌有分段风喷嘴9，分段风喷嘴9的入口接主风道，出口在炉膛内与炉墙平齐，炉墙由耐火砖和保温混凝土砌成，炉膛顶部开的烟囱10采用常规钢制烟囱。
生物质储存在料仓3中通过铰龙4进入炉膛，落在往复炉排5上，受到前拱2和炉膛空间的辐射开始热解和燃烧，燃烧需要的空气来自往复炉排5下的前段风室6和后段风室7，在燃烧的后半段由于可变后拱8的保温促燃，使生物质燃烧干净。由于上拱1的布置，使生物质燃烧后的烟气在炉膛内停留时间大大增加，有利于烟气的燃尽，同时在烟气流程上布置有分段风喷嘴9，可有效地降低燃烧生成的氮氧化物。最后烟气由烟囱10排出。
本发明中前段风室6及后段风室7的配风系统如图2所示，燃烧所需空气经风道11进入，分为左右两路，并分别经四个调节挡板门12进入前段风室6和后段风室7。
权利要求
1.一种可变炉拱结构低氮氧化物生物质锅炉，包括前段风室(6)、后段风室(7)，往复炉排(5)，烟囱(10)，其特征在于还包括由前拱(2)、后拱(8)和上拱(1)构成的组合拱及分段风喷嘴(9)，锅炉底部的前段风室(6)和后段风室(7)上方布置往复炉排(5)，往复炉排(5)上一侧的炉膛壁上安装输送燃料铰龙(4)与燃料料仓(3)相连，炉膛前段安装向上倾斜的前拱(2)，炉膛后段安装平直的或阶梯型的后拱(8)，前拱(2)的上方布置与后拱(8)平行的上拱(1)，在上拱(1)与后拱(8)之间的炉膛墙内嵌有分段风喷嘴(9)，分段风喷嘴(9)的入口接主风道(11)，出口在炉膛内与炉墙平齐。
全文摘要
一种可变炉拱结构低氮氧化物生物质锅炉，包括前后分段风室，往复炉排，由前拱、后拱和上拱构成的组合拱及分段风喷嘴。锅炉底部布置前段风室和后段风室实现分段配风，前后段风室上方布置往复炉排，炉膛前段安装向上倾斜的前拱，炉膛后段安装平直的或阶梯型的后拱，前拱上方布置与后拱平行的上拱。在上拱与后拱之间的炉膛墙内嵌有若干分段风喷嘴，分段风喷嘴的入口接主风道，出口在炉膛内与炉墙平齐。本发明结合生物质的燃料及燃烧特性，使锅炉达到适应生物质种类广，燃尽程度好，污染排放低的效果。
文档编号F23M3/00GK1488889SQ0315047
公开日2004年4月14日 申请日期2003年8月21日 优先权日2003年8月21日
发明者罗永浩, 陆方 申请人:上海交通大学