专利名称：纯无烟节煤型外置单旋流导热油炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的纯无烟节煤型外置单旋流导热油炉。
背景技术：
导热油炉也称有机热载体锅炉，是最近几年才发展兴起的一种新型工业锅炉。导热油系列锅炉设备，由于体积小，安装和布置灵活，运行成本低，深受用户欢迎，市场前景广阔。
导热油炉的热能传递与循环的形式是以导热油为介质，利用循环油泵强制导热油进行液相循环，将热能通过管道输送给用热设备，经过热传递降温后的导热油再通过返回管道回到加热炉重新加热，形成闭路循环。
由于用油作为传热介质，能在较低压力下获得较高的工作温度(300℃左右)，可以精确的控制温度，无需水资源和水处理设备，对使用条件没有苛刻的需求，可以精确控制温度，并构造简单，维修和运行非常方便，是一种安全系数比较高的供热设备，被广泛的应用于纺织、印染、食品加工、油漆涂敷、化工设备、塑料建材、人造革、人造板、造纸、木材生产等行业。
导热油炉，绝大部分以煤为燃料，只有极少数在特殊条件下燃用天然气、液化石油气、轻质柴油，由于石油燃料价格高的问题，大部分用户还是多选用燃煤作燃料。烟煤中的可燃有效成份——挥发份(占30％-35％)，几乎全部都以黑烟的形式排向大气层，环境污染和能源浪费极为严重。对于立式手烧导热油炉来说，都是功率比较小的产品，但是市场容量却很大，品种型号也很多，各企业生产的设备对比之间都有一些差别，燃烧功率一般在125KW-2800KW之间(也称0.125-2.8MW)，前者耗煤量为1、5吨/24小时，后者的耗煤量为13-15吨/24小时(按工人上班三八制计算)。燃煤冒黑烟问题相当严重，煤资源浪费也是相当惊人。
本发明的目的在于提供一种改进的纯无烟节煤型外置单旋流导热油炉，能够解决燃煤冒黑烟问题，节约煤资源，保护环境。
本发明所述的无烟节煤型外置单旋流导热油炉，炉体的上部为加热区，炉体的下部为热气体供应区，加热区的炉体内配装有导热油管，加热区的顶部设有引风机，其特征在于热气体供应区的炉体上开设有热气体入口，炉体外设有单旋流燃烧装置，单旋流燃烧装置的高温气体出口与炉体的热气体入口对接；单旋流燃烧装置包括燃烧炉膛、炉排、加煤口和高温气体出口，炉膛横截面的顶部呈形成旋流燃烧的拱形，炉膛的侧壁配装有通向炉膛的助燃风口，助燃风口与炉膛顶部的拱形相切，炉膛的后部连通高温气体出口。
在从炉排进入的燃烧空气的作用下，炉排上的煤层在高温下进行燃烧，大量的焦油蒸汽、一氧化碳、由微小碳粒组成的黑烟和其他碳氢气体、形成不完全燃烧的产物，一起涌入到顶部或称上部的旋流燃烧区域，即上炉膛，可称“旋流炉膛”，迫使高温烟气形成旋转气流，这股可燃性旋转气流在快速旋转的过程中，又受到炉膛侧壁上助燃风道(称侧吹风道)的助燃风的助推，进一步被加速，把空气中的氧气和卷吸在漩涡里头的可燃性气体以及其他可燃物进行强烈地混合和搅拌，根据完全燃烧的四大要素①必需的温度，②足够的空气量，③良好的混合，④充分的燃烧时间。这4个条件在这里都非常具备，必然会引起猛烈的燃烧，产生大量热能，使得旋流炉膛里的温度更加提高，燃烧更加彻底完善，传统燃烧设备的滚滚黑烟，在这个“燃烧机制”里全部被彻底燃尽、变成热能释放出来，没有黑烟，只有热气体，节约了资源，保护了环境。
清洁干净的炽热气流在炉体的加热区内和导热油管进行热交换，导热油管的导热油被加热，由工作油泵提供动力将热能源源不断地送到用热设备上，释放热量后的导热油通过回油管道再回到导热油炉，被重新加热，形成闭路循环。
最好将炉膛分为上下相通的两部分，横截面呈R形，炉膛侧壁沿R形的两只管脚设有通向上炉膛的助燃风道，燃烧更加充分，最好沿两只管脚均设有通向上炉膛的助燃风道。所谓R形，也可以是反R形，可分别形成顺时针旋流燃烧和逆时针旋流燃烧。
沿R形的倾斜管脚增设通向下炉膛的助燃风道，进一步促进燃烧，最好沿两只管脚均设有通向下炉膛的助燃风道。
横截面呈R形结构也只是近似的象形描述，可以有一定程度的变形演变，如R形的两只管脚可以是对称倾斜的，沿两只倾斜管脚都可以增设通向下炉膛的助燃风道，旋流炉膛的横截面可以呈圆形或椭圆形等，炉膛可以位于炉体的中间部位，也可以位于炉体的中间部位，尤其是对称结构时，一般位于中间部位，此时，R形结构将演变成了近似的Ω形，等等。
在实际中，根据需要设置炉体的纵向长度和横向宽度，当炉体的纵向长度较大时，助燃风道可以在纵向长度上分布设置几个，保证充分燃烧。
在炉膛的后部设由阻隔墙分隔的高温湍流区，炉膛和高温湍流区在顶部相通，高温气体出口设在高温湍流区的下部，进一步促进充分燃烧。
在旋流炉膛内，可燃性气体边高速旋转边猛烈燃烧，由于气流具有从高压区向低压区扩散的特性，所以燃烧形成的高温炽热气流快速奔向高温湍流区，并且立即转变方向，发生激烈地撕扭粉碎和碰撞，形成若干不规则的气流，借助旋转气流的惯性，这些不规则的气流继续旋转碰撞，在高温湍流区内形成充满度很高并快速扰动的“湍流”，更加强化了燃烧。如果存在炉膛内或多或少地还有一些没有燃尽成份的话，在这里也会被彻底燃烧氧化，燃烧以后纯洁、干净、无色、无味的高温气流从高温气体出口高速喷射出来。
将阻隔墙的顶部向炉膛一侧探出，保证获得更加良好的旋流燃烧效果。
因为燃烧装置相对导热油炉来说，属于外置式配装燃烧装置，所以，可把两者单独在厂内做好，运到用户现场对接组装即可，这样运输和安装都非常方便。
本发明纯无烟节煤型外置单旋流导热油炉，结构简单，造价低廉，容易实施，可直接在现有导热油炉上进行改进，彻底解决了燃煤冒黑烟问题，排出的废气无色透明、干净、无污染，达到了纯无烟的效果，林格曼黑度为0，根据煤质的不同可节约燃煤15％-33％，既节约了煤资源，又保护了环境，经济效益和社会效益显著。
图1、本发明实施例1结构示意图。
图2、本发明中的单旋流燃烧装置结合在应用状态下的横截面结构示意图。
图3、单旋流燃烧装置结合在应用状态下的纵截面结构示意图。
图4、本发明实施例2单旋流燃烧装置结合在应用状态下的横截面结构示意图。
图5、本发明实施例3单旋流燃烧装置结合在应用状态下的横截面结构示意图。
图中1、引风机连接管 2、炉体 3、加热区 4、炉体金属外壳 5、导热油管6、热气体供应区 7、耐火内衬 8、人孔 9、热气体入口 10、高温气体出口 11、燃烧装置支承墙 12、炉渣口 13、炉排 14、燃煤层 15、加煤口 16、下炉膛 17、助燃风口 18、旋流炉膛 19、耐火材料 20、阻隔墙 21、高温湍流区 22、23、24、助燃风道 25、炉排 26、下炉膛 27、旋流炉膛 28、炉排 29、下炉膛 30、旋流炉膛 F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、助燃风。
具体实施例方式
下面结合实施例附图对本发明作进一步的说明。
如图1、图2和图3所示，本发明所述的纯无烟节煤型外置单旋流导热油炉，炉体的上部为加热区3，炉体的下部为热气体供应区6，加热区3的炉体内配装有导热油管5，加热区3的顶部通过引风机连接管口1连接引风机，其热气体供应区6的炉体上开设有热气体入口9，炉体外设有单旋流燃烧装置，单旋流燃烧装置的高温气体出口10与炉体的热气体入口9对接；单旋流燃烧装置包括燃烧炉膛、炉排13、加煤口15和高温气体出口10，炉膛横截面的顶部呈形成旋流燃烧的拱形，炉膛的侧壁配装有通向炉膛的助燃风口17，助燃风口17与炉膛顶部的拱形相切，炉膛分为上下相通的两部分，横截面呈R形，包括下炉膛16和上炉膛，上炉膛称为旋流炉膛18，炉膛侧壁沿R形的两只管脚分别设有通向上炉膛的助燃风道22、23，沿R形的倾斜管脚还设有通向下炉膛的助燃风道24，炉膛的后部连通高温气体出口10。
在炉膛的后部设有由阻隔墙20分隔的高温湍流区21，阻隔墙20的顶部向炉膛一侧探出，炉膛和高温湍流区21在顶部相通，高温气体出口10设在高温湍流区21的下部。
运行过程在从炉排13进入的助燃风F3的作用下，炉排13上的煤层14在高温下进行燃烧，大量的焦油蒸汽、一氧化碳、由微小碳粒组成的黑烟和其他碳氢气体、形成不完全燃烧的产物，一起涌入到顶部或称上部的旋流燃烧区域，即旋流炉膛18，迫使高温烟气形成旋转气流，这股可燃性旋转气流在快速旋转的过程中，又受到炉膛侧壁的侧吹风道来的助燃风F1、F2的助推，进一步被加速，把空气中的氧气和卷吸在漩涡里头的可燃性气体以及其他可燃物进行强烈地混合和搅拌，具备了燃烧的四大要素①必需的温度，②足够的空气量，③良好的混合，④充分的燃烧时间，燃煤猛烈的燃烧，产生大量热能，使得旋流炉膛里的温度更加提高，燃烧更加彻底完善，随后，燃烧形成的高温炽热气流快速奔向高温湍流区21，并且立即转变方向，发生激烈地撕扭粉碎和碰撞，形成若干不规则的气流，在高温湍流区21内形成充满度很高并快速扰动的“湍流”，更加强化了燃烧。如果存在炉膛内或多或少地还有一些没有燃尽成份的话，在这里也会被彻底燃烧氧化，燃烧以后纯洁、干净、无色、无味的高温气流从高温气体出口10高速喷射出来，被炉体的热气体入口9引入到热气体供应区6。在引风机的作用下，清洁干净的炽热气流和导热油管5进行热交换，导热油管5中的导热油被加热，由工作油泵提供动力将热能源源不断地送到用热设备上，释放热量后的导热油通过回油管道再回到导热油炉，被重新加热，形成闭路循环。
本发明中，可以根据需要预留人孔，方便检修、维护和清灰。各助燃风道可以通过布风盒，根据需要实现布风分布，由同一动力源提供布风动力，简化辅助设施。
供风系统可配装自动化变频控制系统，实现自动化操作。如供风量的调节可用变频调速的方式来解决，亦即通过改变风机电源的频率来改变风机的转速的方法控制供风量。利用烟气传感器(工业电子门市部都有市售)，如二氧化锆烟气传感器，它对一氧化碳呈现“气敏效应”，只要有烟气就是缺氧，只要缺氧就必然产生一氧化碳，所以，检测一氧化碳气体的含量多少，也就直接反映了燃烧设备内部的“配风系数”和燃烧工况。把一氧化碳气体的含量变成电压信号输入到变频器的电压信号输入端子上，即可利用电压信号控制频率变化，变频输出电源就是鼓风机的供电电源。
图4、图5所示的分别是横截面呈R形结构的两种变形演变结构，工况运行原理同上。
权利要求
1.一种纯无烟节煤型外置单旋流导热油炉，炉体的上部为加热区，炉体的下部为热气体供应区，加热区的炉体内配装有导热油管，加热区的顶部设有引风机，其特征在于热气体供应区的炉体上开设有热气体入口，炉体外设有单旋流燃烧装置，单旋流燃烧装置的高温气体出口与炉体的热气体入口对接；单旋流燃烧装置包括燃烧炉膛、炉排、加煤口和高温气体出口，炉膛横截面的顶部呈形成旋流燃烧的拱形，炉膛的侧壁配装有通向炉膛的助燃风口，助燃风口与炉膛顶部的拱形相切，炉膛的后部连通高温气体出口。
2.根据权利要求1所述的纯无烟节煤型外置单旋流导热油炉，其特征在于炉膛分为上下相通的两部分，横截面呈R形，炉膛侧壁沿R形的管脚设有通向上炉膛的助燃风道。
3.根据权利要求2所述的纯无烟节煤型外置单旋流导热油炉，其特征在于炉膛侧壁沿R形的两只管脚均设有通向上炉膛的助燃风道。
4.根据权利要求2所述的纯无烟节煤型外置单旋流导热油炉，其特征在于炉膛侧壁沿R形的倾斜管脚设有通向下炉膛的助燃风道。
5.根据权利要求4所述的纯无烟节煤型外置单旋流导热油炉，其特征在于炉膛侧壁沿R形的两只管脚均设有通向下炉膛的助燃风道。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的纯无烟节煤型外置单旋流导热油炉，其特征在于炉膛的后部设有由阻隔墙分隔的高温湍流区，炉膛和高温湍流区在顶部相通，高温气体出口设在高温湍流区的下部。
7.根据权利要求6所述的纯无烟节煤型外置单旋流导热油炉，其特征在于阻隔墙的顶部向炉膛一侧探出。
全文摘要
本发明涉及一种纯无烟节煤型外置单旋流导热油炉，炉体的上部为加热区，炉体的下部为热气体供应区，加热区的炉体内配装有导热油管，加热区的顶部设有引风机，其热气体供应区的炉体上开设有热气体入口，炉体外设有单旋流燃烧装置，单旋流燃烧装置的高温气体出口与炉体的热气体入口对接；单旋流燃烧装置包括燃烧炉膛、炉排、加煤口和高温气体出口，炉膛横截面的顶部呈形成旋流燃烧的拱形，炉膛的侧壁配装有通向炉膛的助燃风口，助燃风口与炉膛顶部的拱形相切，炉膛的后部连通高温气体出口。结构简单，造价低廉，容易实施，彻底解决了燃煤冒黑烟问题，林格曼黑度为0，既节约了煤资源，又保护了环境，经济效益和社会效益显著。
文档编号F23B80/02GK1873324SQ20061004519
公开日2006年12月6日 申请日期2006年6月29日 优先权日2006年6月29日
发明者王树洲 申请人:王树洲