专利名称：单旋流燃煤装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种改进的燃煤装置，属于热工设备。
背景技术：
燃煤装置司空见惯，用燃煤提供热能的地方处处可见，包括生活锅炉、工业锅炉、导热油炉和工业窑炉等。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，解决燃煤污染问题是多少年来人们一直在竭力解决和渴望解决的问题，但是一直没有很好地解决。例如燃烧功率一般在125KW-2800KW之间的燃煤装置(也称0.125-2.8MW)，前者耗煤量达1、5吨/24小时，后者的耗煤量达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。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种改进的单旋流燃煤装置，结构简单合理，能够解决燃煤冒黑烟问题，节约煤资源，保护环境。
本实用新型所述的单旋流燃煤装置，包括燃烧炉膛、炉排、上煤装置和高温气体出口，其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，又受到炉膛侧壁助燃风道(称侧吹风道)来的助燃风的助推，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，具备了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，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。
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，即两侧均设侧吹风道，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。
对于较大的燃煤装置，R形炉膛可以并列两个，两个R形炉膛的下炉膛相通，并分别与高温湍流区相通，实现双道燃烧，提高燃烧能力，特别适合大型的链条式炉排的燃煤装置。对于大型的燃煤装置，为了加强结构强度，可增加支承筋。在支承筋附近再增加循环冷却通道，通循环冷却水，避免支承筋的温度过高，保证运行安全可靠。
本实用新型中的上煤装置包括从加煤口的手动加煤和上煤机自动加煤装置等。
本实用新型单旋流燃煤装置，结构简单合理，造价低廉，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、本实用新型实施例1结合在应用状态下的横截面结构示意图。
图2、本实用新型实施例1结合在应用状态下的纵截面结构示意图。
图3、本实用新型实施例2结合在应用状态下的横截面结构示意图。
图4、本实用新型实施例3结合在应用状态下的横截面结构示意图。
图5、本实用新型实施例4结合在应用状态下的横截面结构示意图。
图中1、炉排 2、燃煤层 3、下炉膛 4、8、9、助燃风道 5、助燃风口 6、旋流炉膛 7、耐火材料 10、加煤口 11、阻隔墙 12、高温湍流区 13、高温气体出口 14、炉排 15、下炉膛 16、旋流炉膛 17、炉排 18、下炉膛 19、旋流炉膛 20、链条式炉排 21、下炉膛 22、旋流炉膛 23、循环冷却通道 24、通道隔板25、支承筋 26、旋流炉膛 27、下炉膛 F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10、F11、F12、F13、助燃风。
具体实施方式
下面结合实施例附图对本实用新型作进一步的说明。
如图1、图2所示，本实用新型所述的单旋流燃煤装置，包括燃烧炉膛、炉排1、加煤口10和高温气体出口13，其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5，助燃风口7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3和上炉膛，上炉膛称为旋流炉膛6，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4、8，沿R形的倾斜管脚还设有通向下炉膛的助燃风道9，炉膛的后部连通高温气体出口13。
在炉膛的后部设有由阻隔墙11分隔的高温湍流区12，阻隔墙11的顶部向炉膛一侧探出，炉膛和高温湍流区12在顶部相通，高温气体出口13设在高温湍流区12的下部。
运行过程在从炉排1进入的助燃风F3的作用下，炉排1上的煤层2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6，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12，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12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13高速喷射出来，被需要热的加热设备引用。
本实用新型中，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3、图4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。
图5所示的是有并列的两个R形炉膛的横截面结构，有两个旋流炉膛22、26和两个相通的下炉膛27、27，炉排为链条式炉排20，应用时，最好在循环冷却通道23内通循环冷却水，下面由通道隔板24相隔，防止支承筋25处等温度过高，影响支承强度。中间的助燃风道可以集中引入，助燃风F4可以分别向两边的旋流炉膛22、26中射入，工况运行原理同上，不再赘述。
权利要求1.一种单旋流燃煤装置，包括燃烧炉膛、炉排、上煤装置和高温气体出口，其特征在于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所述的单旋流燃煤装置，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所述的单旋流燃煤装置，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所述的单旋流燃煤装置，其特征在于炉膛侧壁沿R形的管脚设有通向下炉膛的助燃风道。
5.根据权利要求2所述的单旋流燃煤装置，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2、3、4或5所述的单旋流燃煤装置，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所述的单旋流燃煤装置，其特征在于阻隔墙的顶部向炉膛一侧探出。
8.根据权利要求7所述的单旋流燃煤装置，其特征在于R形炉膛有并列的两个，两个R形炉膛的下炉膛相通，并分别与高温湍流区相通。
专利摘要本实用新型涉及一种单旋流燃煤装置，包括燃烧炉膛、炉排、上煤装置和高温气体出口，其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。本实用新型单旋流燃煤装置，结构简单合理，造价低廉，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。
文档编号F23M5/06GK2919051SQ20062008630
公开日2007年7月4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