专利名称：生物质热水锅炉及其炉膛的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种生物质热水锅炉的炉膛，属于生物质能源及节能技术领域。
背景技术：
以生物质秸秆为燃料的生物质锅炉可全面代替木材、煤炭、石油和天然气，具有高效、环保、节能及燃料可再生利用等特点，在国家大力支持发展可再生能源的背景下具有广阔的市场前景。相比于传统燃煤锅炉所使用的燃料煤，生物质燃料具有挥发分含量高、固定碳含量低、灰熔点低等特点。目前，生物质锅炉种类很多，小型生物质锅炉大部分采用圆筒型炉膛结构，在应用时会存在以下几个方面的问题。首先是热效率低、燃料消耗量高，生物质锅炉普遍存在着可燃挥发分气体未燃尽损失和固定碳未燃尽损失所占比例较大的情况， 导致锅炉效率较低，在得到所需热量的同时增加了燃料的消耗量，浪费了燃料增加了开支。 其次是燃料燃烧不充分，冒烟现象无法得到根本解决，生物质燃料进入锅炉后，燃料中所含有的挥发分被快速热解，此时如果没有足够量的空气参与燃烧就会产生冒烟的现象，解决锅炉冒烟的问题需要解决好空气的配送问题。再者生物质燃料着火条件差，导致炉内着火无法达到理想效果。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种可以增加燃烧效率，解决生物质锅炉燃烧不充分及着火差等问题的生物质热水锅炉的炉膛。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种炉膛，其特征是所述炉膛采用中部容积大两端缩小的结构，炉膛水平截面为方形，炉膛壁包括倾斜的前拱和后拱，炉膛顶部设置有带有缩口的烟气出口，在前拱上部的炉膛上设置有二次风管和三次风管。后拱倾角A的范围是8° 12°。本方案的具体特点还有，为了达到辐射和对流在前拱处提供更好的着火条件，前拱高度H1= (1.5 2)后拱高度Iv前拱高度hi为MOmm，后拱高度h2为130mm，在后拱的布置形式上，将后拱的出口部分设计成下倾斜或水平的形状，这种后拱形式可以有效的促使高温烟气流向前拱下部流动，增加了前拱的辐射和对流传热过程。后拱倾角A为10. 5°。二次风管的方向是水平布置且与炉膛壁成30°夹角。三次风管设置于二次风管上方，垂直距离为200mm，水平布置且与炉膛壁成30°夹角。本实用新型在炉膛内部增加了二次风和三次风。在前拱顶端增加了二次风，二次风的引入极大地增强了燃料的燃烧效果。在炉膛腔两侧的炉墙上增加了水平方向进风并与炉墙法面成60°角且方向相同的三次风，其作用是进一步强化炉膛内气流的扰动与混合，增加未燃尽颗粒在炉膛内的停留时间，促使烟气中为燃尽气体和固体颗粒的充分燃烧。三次风量通常控制在总风量的109Γ15%。二次风和三次风风量为总进风量的 509^60%。[0010]一种生物质热水锅炉，它包括内置炉膛的炉体，其特征是所述炉膛采用中部容积大两端缩小的结构，炉膛水平截面为方形，炉膛壁包括倾斜的前拱和后拱，炉膛顶部设置有带有缩口的烟气出口，在前拱上部的炉膛上设置有二次风管和三次风管；前拱高度hi= (1. 5^2)后拱高度h2 ；在后拱的布置形式上，将后拱的出口部分设计成下倾斜或水平的形状；后拱倾角A的范围是8° ^12°。本方案的具体特点还有与所述炉体并列设置有料仓，在炉体和料仓的下方还设置有炉底座，在炉底座的内部设置链条炉排和一次风进口 ；一次风进口包括均勻布置于链条炉排中间的三个进风口 ；前拱高度hi为240mm，后拱高度h2为130mm，后拱倾角A为 10.5° ；二次风管的方向是水平布置且与炉膛壁成30°夹角；三次风管设置于二次风管上方，垂直距离为200mm，水平布置且与炉膛壁成30°夹角。本实用新型的有益效果是，炉膛采用中部容积大两端缩小的结构。中间的大容积可以促使烟气中所含的固体颗粒在重力作用下落回到炉排上，减少后部换热管内的积灰。 为使热烟气在炉膛出口处形成强烈旋转的气流，增强烟气在后部换热管内的换热效果，锅炉炉膛顶部出口采用了缩口处理，如图1所示。使用本炉膛的小型常压热水锅炉的热效率可以达到85%，燃料着火燃烧迅速，炉膛内燃料着火面积增大，并有效地减少了进入锅炉后部换热器的灰尘量，降低了因生物质灰所产生的腐蚀，增加了锅炉的使用寿命。本实用新型可应用于容量不大于lt/h的生物质热水锅炉。
图1是本实用新型的结构示意图。图2炉膛水平截面图。图中1 一炉体；2—料仓；3—炉底座；4一一次风进口 ；5—链条炉排；6—前拱； 7—三次风管；8-炉膛壁；9一二次风管；10—后拱；A—后拱倾角；hi—前拱高度；h2—后拱尚度。
具体实施方式
下面结合图1和图2对本实用新型进行阐述。它是一种生物质成型燃料链条炉排锅炉，炉体1内部是本实用新型所阐述的炉膛8，炉膛8水平截面为方形，炉底座3位于料仓2和炉体1底部，内部设置链条炉排5和一次风进口 4，一次风进口 4均勻布置于链条炉排5中间共有三个进风口，料仓2与炉体1平行布置，炉膛8主要由前拱6、后拱10、二次风管9及三次风管7等结构组成，炉拱分为前拱6和后拱10，前拱6对新燃料进行预热，并促进新燃料迅速燃烧。后拱10的主要作用是将大量的高温烟气和炽热的焦炭产生的热量输送到主燃烧区和准备区，以维持那里的高温，后拱10中部的强烈燃烧区所形成的高温以及后拱10本身对燃尽区的保温作用，都对炉排尾部残碳的燃尽起到促进作用。在本实例中前拱高度hi为MOmm，后拱高度h2为130mm，后拱倾角A为10.5°，二次风管9位于前拱上部 IOOmm处，方向水平布置且与炉膛壁成30°角，三次风管7与二次风管垂直距离为200mm，水平布置且与炉膛壁成30°角，如图2。炉膛顶部设有缩口并与后部换热管相连。经过测试得到锅炉正平衡热效率为85. 08%。
权利要求1.一种炉膛，其特征是所述炉膛采用中部容积大两端缩小的结构，炉膛水平截面为方形，炉膛壁包括倾斜的前拱和后拱，炉膛顶部设置有带有缩口的烟气出口，在前拱上部的炉膛上设置有二次风管和三次风管，后拱倾角A的范围是8° ^12°。
2.根据权利要求1所述的炉膛，其特征是所述前拱高度Ii1等于1.5^2倍后拱高度h2。
3.根据权利要求2所述的炉膛，其特征是前拱高度hi为MOmm，后拱高度h2为130mm。
4.根据权利要求1所述的炉膛，其特征是在后拱的布置形式上，将后拱的出口部分设计成下倾斜或水平的形状。
5.根据权利要求1所述的炉膛，其特征是后拱倾角A为10.5°。
6.根据权利要求1所述的炉膛，其特征是二次风管的方向是水平布置且与炉膛壁成 30°夹角。
7.根据权利要求1所述的炉膛，其特征是三次风管设置于二次风管上方，垂直距离为200mm，水平布置且与炉膛壁成30°夹角。
8.—种生物质热水锅炉，它包括内置炉膛的炉体，其特征是所述炉膛采用中部容积大两端缩小的结构，炉膛水平截面为方形，炉膛壁包括倾斜的前拱和后拱，炉膛顶部设置有带有缩口的烟气出口，在前拱上部的炉膛上设置有二次风管和三次风管；前拱高度hi等于 1. 5^2倍后拱高度h2 ；在后拱的布置形式上，将后拱的出口部分设计成下倾斜或水平的形状；后拱倾角A的范围是8° ^12°。
9.根据权利要求8所述的生物质热水锅炉，其特征是与所述炉体并列设置有料仓，在炉体和料仓的下方还设置有炉底座，在炉底座的内部设置链条炉排和一次风进口 ；一次风进口包括均勻布置于链条炉排中间的三个进风口 ；前拱高度hi为MOmm，后拱高度h2为 130mm，后拱倾角A为10. 5° ；二次风管的方向是水平布置且与炉膛壁成30°夹角；三次风管设置于二次风管上方，垂直距离为200mm，水平布置且与炉膛壁成30°夹角。
专利摘要一种生物质热水锅炉，它包括内置炉膛的炉体，其特征是所述炉膛采用中部容积大两端缩小的结构，炉膛水平截面为方形，炉膛壁包括倾斜的前拱和后拱，炉膛顶部设置有带有缩口的烟气出口，在前拱上部的炉膛上设置有二次风管和三次风管；前拱高度h1=(1.5~2)后拱高度h2；在后拱的布置形式上，将后拱的出口部分设计成下倾斜或水平的形状；后拱倾角A的范围是8°~12°。可以增加燃烧效率，解决生物质锅炉燃烧不充分及着火差等问题的生物质热水锅炉的炉膛。
文档编号F23M5/06GK202040835SQ20112007455
公开日2011年11月16日 申请日期2011年3月21日 优先权日2011年3月21日
发明者伊晓路, 孟光范, 张晓东, 赵保峰, 陈雷 申请人:山东省科学院能源研究所