专利名称：避免热氮氧化物的锅炉炉膛的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于发电的锅炉炉膛。
背景技术：
通常，用于发电的锅炉炉膛都有水套壁，该水套壁由盛水的管和连接所述管的膜组成。
炉膛由四面水套壁组成矩形形状。
水套壁由锅炉管和膜组成。
每个角落有喷射燃料和空气混合物的燃料/空气喷嘴。对于一些煤粉锅炉而言，喷嘴以垂直方向向假设的球喷射燃料和空气，这个球燃烧时会变成火球。
另一方面，大多数锅炉采用在炉膛上方设置超级加热区域来吸收烟囱中火焰的热量。
但是，由于火焰的温度很高，火球会产生热Nox(氮氧化物)。超过1000℃的燃烧温度会产生热NOx(氮氧化物)。燃烧温度越高，产生的热NOx(氮氧化物)越多。
发明内容
因此，本发明的目的是避免热NOx(氮氧化物)。本发明的另外一个目的是提供一种高热效率的较小的锅炉。
为了达到上述目的，依照本发明的锅炉炉膛包括外水套壁，外水套壁在每个角上带有注入燃料和空气的喷嘴，特征在于，在由外水套壁包围的空间中设置辅助水套壁并位于假定火球位置。
由辅助水套壁包围的小块区域可作为有用的空间来利用，就像预热器、节能器。因此，本发明的锅炉炉膛避免了火球，使得火焰温度降低，避免了产生热NOx(氮氧化物)，还可向水传导更多的热量，由于提供了较大的接触面积，因此可导致较小的锅炉具有较高的效率。烧到外水套壁围成的大区域中心的火焰被内水套壁反射送回到外水套壁，加热外水套壁中的水。
在内水套壁反射的过程中，火焰热能传送到内水套壁中的水。传送到水套壁的更多的热量，可以通过缩短火焰到外水套壁间的距离和由内水套壁的附加热量实现。
通过防止火球，设置低火焰温度而具高燃烧效率的火道(fire pipe)，避免了热NOx(氮氧化物)。
图1是一种现有的煤粉锅炉炉膛的立体示意图；图2是本发明第一实施例的立体示意图；图3所示为垂直结构内水套壁和冷却空气孔的立体示意图；图4所示为水平结构内水套壁的立体示意图；图5所示为螺旋结构内水套壁的立体示意图；图6所示为垂直/离心结构内水套壁的立体示意图；图7所示为垂直交替结构内水套壁的立体示意图；图8所示为用于矩形锅炉的本发明的横截面图；图9所示为用于多边形锅炉的本发明的横截面图；图10所示为用于圆形锅炉的本发明的横截面11所示为漩涡燃料空气喷嘴头立体图；图12所示为漩涡燃料空气喷嘴头横截面图。
具体实施例方式
通过本发明可以解决前述的技术问题，达到发明目的。
在炉膛的每个角上安装有漩涡燃料空气喷嘴，漩涡燃料空气喷嘴喷射出的燃料空气混合物的覆盖范围更大，更接近外水套壁的空间。
火焰反射结构安装在外水套壁表面能提供最高的反射火焰温度的距离处。火焰反射结构由耐热材料构成，或者由耐热水套壁组成，耐热水套壁上具有空气孔，空气孔喷射出空气使内水套壁免受火焰冲击，并且可以有助燃烧。
外水套壁和内反射结构间的空间成为燃烧室，燃料和空气注入到该燃烧室中，形成具有高温高浓度的火道，提高了热量向水套壁的传送。
漩涡喷嘴喷射燃料空气混合物的角度相对水平方向倾斜，与假定火球相切。相对垂直方向的漩涡喷嘴喷射燃料空气混合物的角度可以调节，以控制炉膛中的温度。内水套壁的冷却空气孔以向上的角度呈螺旋分布，使火焰沿内水套壁表面得到螺旋状运动，穿过超级加热区、节能器、预热器和位于锅炉炉膛上方的烟囱。
内火焰反射结构的实际安装需要满足实地要求，如锅炉种类、近处结构、水套壁等。
下面是本发明优选实施例的详细描述。图1是现有锅炉的立体图，其外水套壁11，燃料空气喷嘴12、火球13。本发明的锅炉包括在外边界上的水套壁21、在每个角上的漩涡燃料空气喷嘴头22、和燃烧室中心的圆柱形火焰反射水套壁24，如图2所示。
漩涡燃料空气喷嘴的详细结构在图11、12中作了图示，并且在韩国实用新型0325948有描述。
图2中用于火焰反射的水套壁结构根据给定条件的不同而不同，如图3中的垂直结构、图4中的水平结构、图5中的螺旋结构、图6中的垂直/离心结构、图7中的垂直/交替结构等。
每根盛水管连接结构的膜用于制成反射火焰的内套水壁，该膜具有螺旋结构的空气孔241。空气注入孔241可以是圆形、矩形、或者是位于水套壁的间断之间的间歇形。用于火焰反射的水套壁24的盛水管的表面涂有防腐蚀材料，防止燃烧微粒夹杂具有高速冲击力的火焰对管子的高温腐蚀。
因此，外水套壁和内水套壁间的空间构成燃烧室，形成火道，由于短距离中的更大的导热面积，使得热传输率得到提高。
下面介绍的实例是对本发明上述结构的操作解释。首先，在盛水管中装水，加热炉膛内部，通过油料燃烧器喷射火焰，通过漩涡燃料空气喷嘴头22向火焰喷射粉煤，使煤粉燃烧，然后关上油料燃烧器。接下来，煤烧着的火苗自动增长，在空间中燃烧，助燃空气从内水套壁24中螺旋流出。
来自内水套壁(24)的所述助燃空气呈向上角度螺旋方向加至来自漩涡燃料空气喷嘴头22的火焰上，达到最佳混合率，然后绕内水套壁旋转，在两套壁间形成火道，更大地加热两个水套壁的面积，提高了热传输效率。由于上述原因，本发明使得水温得到协同升高，导致更多的水汽蒸发。
此处，如果外水套壁是多边形(如图5)而不是矩形(如图8)或圆形(如图10)，火焰更容易形成火道，变得更为高效。
根据本发明的另外一个实施例，锅炉炉膛包括具有难熔结构的外水套壁，是外水套壁而不是内水套壁反射火焰。这种结构同样增加了火焰的浓度，使得加热距离变短，提高锅炉的效率。
依照本发明的另外一个实施例，锅炉包括具有网格构造的外水套壁，是外水套壁而不是内水套壁反射火焰。在这种结构中，网格辐射热量，使火焰更多，增加了锅炉的效率。
至此，本发明已经通过具体实施例作了详细描述，但本发明不局限于这些实施例。因为，很显然本发明所属领域具有普通知识的人员在不偏离本发明技术思想的前提下就可以对本发明进行修改。本发明的技术范围不仅仅包含权利要求中的构造，它也包含与本发明关系同等的所有构造。
根据本发明，热NOx(氮氧化物)可以被显著地降低，锅炉构造的规模也可以显著降低，因为锅炉的效率通过较低的超级加热结构得到提高。
权利要求
1.锅炉炉膛，它能够产生火道(23)或圆柱形火焰。
2.锅炉炉膛，其包括外水套壁(21)和与之同轴设置的内水套壁(24)，两个水套壁之间的空间形成燃烧室。
3.锅炉炉膛，其包含外水套壁(21)和限制火焰的内火焰反射结构。
4.锅炉炉膛，其包括外水套壁和位于炉膛中央的内网格结构。
5.锅炉炉膛，其包括外水套壁，该外水套壁其形状为圆形或多边形而不是矩形。
6.锅炉炉膛，其包括内水套壁，该内水套壁上有热喷射涂层，用于防止腐蚀。
7.锅炉炉膛，其包括内水套壁，该内水套壁包含上螺旋角度的空气孔或者空气喷嘴。
8.锅炉炉膛，在其每个角上有漩涡燃料空气喷嘴头。
全文摘要
本发明涉及一种用于防止热NOx(氮氧化物)和用较小锅炉就可以提高热效率的锅炉炉膛。为此目的，依照本发明的锅炉炉膛具有一外水套壁和内水套壁。所有的水套壁都装有水，用来吸收火焰的热量和冷却作为容器、管道水蒸发器的装水管和冷却用膜彼此连接的水套壁。外水套壁和内水套壁之间形成的管状空间以容纳火，避免生成火球，因集中的火焰造成高温，火球会生成氮氧化物。
文档编号F22B7/08GK101091088SQ200580027664
公开日2007年12月19日 申请日期2005年9月7日 优先权日2004年9月7日
发明者金炳斗 申请人:金炳斗