煤产煤气一体化链条炉排锅炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种煤产煤气一体化链条炉排锅炉，其包括炉膛和链条炉排，炉膛的前方设有由水冷壁与炉膛前墙围成的气化室，炉膛前墙的底部开设煤焦入口，煤焦入口上安装有水冷煤闸门；气化室的底部安装有往复炉排，往复炉排上安装有推焦器，往复炉排的后端与炉膛前墙之间形成落焦口；炉膛前墙上安装有煤气燃烧器且该煤气燃烧器的前端与气化室连通、后端与炉膛连通，炉膛内在煤焦入口的上部设有连接在炉膛前墙上且向后上方倾斜设置的高温辐射拱。本实用新型是燃煤锅炉的二次革命，其能大幅度提高燃烧效率和换热效率并能有效降低环境污染，硫硝环保达标省去了脱硫脱硝设备，节省了脱硫脱硝运行费用，彻底解决了燃煤锅炉积灰问题。
【专利说明】煤产煤气一体化链条炉排锅炉
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及燃煤链条炉排锅炉领域，具体的说是一种煤产煤气一体化链条炉排锅炉。
【背景技术】
[0002]目前的大型工业锅炉仍然是以煤炭作为主要的能源，以燃煤链条炉排锅炉为例，其主要结构包括前部的煤斗、后部的炉膛和下部的链条炉排，煤从煤斗添入并落到链条炉排的起始端，随链条炉排自前向后移动，经由炉膛入口进入炉膛，链条炉排的下部设置送风室，煤在炉膛内受到辐射加热，依次完成预热、干燥、着火、燃烧，直到燃尽，灰渣则随链条炉排移动到后端并最终落入灰渣斗。
[0003]现有的链条炉排锅炉使用的煤全部是以固态煤的形式燃烧供热，该种结构的链条炉排在使用中存在如下缺陷:1)固态煤不易点燃，容易造成点火失败；2)固态煤在燃烧时与氧气接触不完全，影响煤的燃烧效率，造成了能源的浪费；3)固态的煤在燃烧时产生大量粉尘，锅炉积灰严重，造成严重的环境污染；3)固态煤直接燃烧产生二氧化硫、硝等大量有害物质，造成大气污染，对有害物质的处理费用高、投资大；4)煤全部在链条炉排上燃烧，大部分热量集中在炉排的中部，炉膛内热量分布不均匀，容易造成局部高温。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种能大幅度提高燃烧效率和换热效率并能有效降低环境污染且整体结构简单，使用安全方便的煤产煤气一体化链条炉排锅炉。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型的煤产煤气一体化链条炉排锅炉包括炉膛和炉膛下部的链条炉排，其结构特点是所述炉膛的前方设有由常压水冷壁或膜氏水冷壁与炉膛前墙围成的气化室，炉膛前墙的底部开设煤焦入口，煤焦入口上安装有水冷煤闸门，上述常压水冷壁或膜氏水冷壁内的水冷管路与水冷煤闸门内的水冷管路连通；所述气化室的底部安装有往复炉排，往复炉排上安装有推焦器，往复炉排的后端与炉膛前墙之间形成落焦口且该落焦口与链条炉排的起始端对应；所述炉膛前墙上安装有煤气燃烧器且该煤气燃烧器的前端与气化室连通、后端与炉膛连通，炉膛内在煤焦入口的上部设有连接在炉膛前墙上且向后上方倾斜设置的高温辐射拱。
[0006]采用上述结构，煤料自上而下加入气化室，煤层从下部引燃，在气化室缺氧条件下燃烧和气化热解，自下而上形成氧化层、还原层气化过程的主要反应在这里进行。气化室底部的煤燃烧生成煤焦，随着气化室内的煤层逐渐加厚，煤在缺氧环境下气化产生煤气，煤气通过煤气燃烧器进入炉膛明火燃烧，在气化室底部，往复炉排往复动作并带动推焦器开始推焦，煤焦不断地落到链条炉排上，链条炉排运转向炉膛内输送煤焦，送入炉膛内的煤焦在高温辐射拱的作用下很快升温燃烧，炉膛内的温度迅速升高，煤焦则随着链条炉排向后运动并逐渐燃尽，燃烧后产生的灰渣从灰渣口排出。
[0007]上述结构中，利用煤分相燃烧的原理，煤气在炉膛上部燃烧，明火引燃，点火方便，安全可靠，不会发生煤气爆炸事故，煤焦在下部的链条炉排上燃烧，提高了煤的燃烧效率，消除了黑烟和锅炉积灰问题，降低了烟气的有害成分，无需增加脱硫脱硝设备，节约了运行成本；采用常压水冷壁或膜式水冷壁，方便了气化室内的温度控制，有利于煤气的产生，同时，利用水冷壁吸收热量，使得在气化室产生的热量也得到了利用，可以供给生活用水或给锅炉补水，提高了热量利用率；由于在气化箱的底部煤已经开始燃烧，因此煤闸门也采用水冷式的结构，可有效避免高温对煤闸门的损害，增加其使用寿命；设置高温辐射拱，高温辐射拱位于煤气燃烧器出口的下方，温度高，引燃快，提高了底部煤焦的升温速度，可将炭黑和煤焦油一起燃尽，提高了热效率，降低了对煤品质的要求，使得锅炉可以燃用各种烟煤、劣质煤和工业型煤。上述结构的气化室也可用于生物质燃料，和煤产煤气的原理一样，该结构的锅炉可使生物质燃料充分气化分相燃烧燃尽，避免焦油粘液粘附在锅炉内部的管壁上。
[0008]所述往复炉排包括设在气化室底部的固定炉排箱和滑动安装在固定炉排箱上的活动炉排，固定炉排箱与锅炉送风室连通，活动炉排的前端连接有往复驱动机构，活动炉排上间隔安装有多片炉排片；所述推焦器包括竖直连接在炉排片上的中心管和连接在中心管前后两侧的加强筋板，中心管的顶部封闭、底部敞口，中心管的管段上间隔开设有多个吹风孔。往复炉排向气化室的底部送风，利用中心管上开设吹风孔的结构，可使得送风均匀，保证煤的初步燃烧产焦效果；加强筋板一方面可加固中心管与炉排片的连接，另一方面，加强筋板还可将煤焦块切开，并利用往复炉排的往复动作将煤焦粉碎，产生颗粒状煤焦，保证了煤焦的燃烧效果且避免大块结焦现象。
[0009]所述往复驱动机构包括与活动炉排前端铰接的往复推杆，该往复推杆滑动安装在一推杆支座上且该往复推杆的前端铰接在一偏心轮，偏心轮与一电机动力连接。所述往复驱动机构为液压油缸，该液压油缸的活塞杆与活动炉排的前端铰接。上述为两种结构的往复驱动机构，一种是采用电机驱动偏心轮式的结构，一种是直接采用液压油缸驱动的结构，两种结构均十分简单且实现方便，能够保证往复炉排的安全稳定运行。
[0010]所述常压水冷壁或膜式水冷壁内的水路通过进水管和回水管与一软水箱连通，进水管或回水管上安装有循环泵。采用该种结构，水冷壁的水冷管内通入循环水，提高了热交换效率，保证了水冷效果。
[0011]所述煤气燃烧器包括穿装在炉膛前墙中的筒体和套设在筒体外部的环形套，环形套与筒体之间形成朝向炉膛开口的环形进风腔，上述环形进风腔通过风管与锅炉送风室连通。利用该种送风结构，使得煤气燃烧器与锅炉同步进风，利用环形风腔的环形结构，使得吹风更加均匀，提高了煤气的燃烧效率且有助于调节炉膛内热量的分布和流动。
[0012]所述煤气燃烧器的筒体前端连接有用于阻挡大块煤进入筒内的水冷栅栏板，该水冷栅栏板内的水冷管路与所述常压水冷壁或膜式水冷壁的水冷管路连通。所述水冷栅栏板包括间隔设置的主进水管和主回水管，主进水管和主回水管之间连接有多根间隔设置的连接管。设置栅栏板可避免大块煤进入煤气燃烧器内，使得仅煤气和粉状煤能通过筒体进入炉膛燃烧。同时，利用水冷式的结构，避免了高温损害，增加了栅栏板的使用寿命。
[0013]综上所述，本实用新型是燃煤锅炉的二次革命，其能大幅度提高燃烧效率和换热效率并能有效降低环境污染，硫硝环保达标省去了脱硫脱硝设备，节省了脱硫脱硝运行费用，彻底解决了燃煤锅炉积灰问题，且整体结构简单，使用安全方便。【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明:
[0015]图1为本实用新型的整体结构示意图；
[0016]图2为本实用新型中往复炉排的结构示意图；
[0017]图3为本实用新型中推焦器的结构示意图；
[0018]图4为图3中沿A-A方向的结构示意图；
[0019]图5为本实用新型中煤气燃烧器的结构示意图；
[0020]图6为本实用新型中水冷栅栏板的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]参照附图，本实用新型的煤产煤气一体化链条炉排锅炉包括炉膛I和炉膛下部的链条炉排2，炉膛I的前方设有由常压水冷壁或膜氏水冷壁24与炉膛前墙3围成的气化室4，炉膛前墙3的底部开设煤焦入口 5，煤焦入口 5上安装有水冷煤闸门6，上述常压水冷壁或膜氏水冷壁24内的水冷管路与水冷煤闸门6内的水冷管路连通。其中，常压水冷壁和膜式水冷壁24的结构均为现有技术，在此不再赘述。常压水冷壁或膜式水冷壁24内的水冷管路通过进水管19和回水管20与一软水箱21连通，进水管19或回水管20上安装有循环泵22。
[0022]参照附图，气化室4的底部安装有往复炉排7，往复炉排7上安装有推焦器8，往复炉排7的后端与炉膛前墙3之间形成落焦口 9且该落焦口 9与链条炉排2的起始端对应。炉膛前墙3上安装有煤气燃烧器10且该煤气燃烧器10的前端与气化室4连通、后端与炉膛I连通，炉膛I内在煤焦入口 5的上部设有连接在炉膛前墙3上且向后上方倾斜设置的高温辐射拱11。
[0023]上述结构中，利用煤分相燃烧的原理，煤气在炉膛I上部燃烧，明火引燃，点火方便，安全可靠，不会发生煤气爆炸事故，煤焦在下部的链条炉排2上燃烧，提高了煤的燃烧效率，消除了黑烟和锅炉积灰问题，降低了烟气的有害成分，无需增加脱硫脱硝设备，节约了运行成本。采用常压水冷壁或膜式水冷壁24，方便了气化室4内的温度控制，有利于煤气的产生，同时，利用水冷壁吸收热量，使得在气化室4产生的热量也得到了利用，可以供给生活用水或给锅炉补水，提高了热量利用率。由于在气化箱4的底部煤已经开始燃烧，因此煤闸门6也采用水冷式的结构，可有效避免高温对煤闸门6的损害，增加其使用寿命。设置高温辐射拱11，高温辐射拱11位于煤气燃烧器10出口的下方，温度高，引燃快，提高了底部煤焦的升温速度，可将炭黑和煤焦油一起燃尽，提高了热效率，降低了对煤品质的要求，使得锅炉可以燃用各种烟煤、劣质煤和工业型煤。在本实用新型中，气化室4也可用于生物质燃料，和煤产煤气的原理一样，该结构的锅炉可使生物质燃料充分气化燃尽，避免焦油粘液粘附在锅炉内部的管壁上。
[0024]参照图2，往复炉排7包括设在气化室4底部的固定炉排箱12和通过滑动架15滑动安装在固定炉排箱12上的活动炉排13，固定炉排箱12与锅炉送风室连通，活动炉排13的前端连接有往复驱动机构，活动炉排13上间隔安装有多片炉排片14 ;所述推焦器8包括竖直连接在炉排片14上的中心管81和连接在中心管81前后两侧的加强筋板82，中心管81的顶部封闭、底部敞口，中心管81的管段上间隔开设有多个吹风孔810。往复炉排由下至上向气化室4的底部送风，由于中心管81的底部敞口，底部的风可以直接进入中心管的内腔，利用中心管81上开设的吹风孔810的结构，可向两侧送风，使得气化箱4底部的送风更加均匀，保证煤的初步燃烧产焦效果。加强筋板82 —方面可加固中心管81与炉排片14的连接，另一方面，加强筋板82还可将煤焦块切开，并利用往复炉排7的往复动作将煤焦粉碎，产生颗粒状煤焦，保证了煤焦的燃烧效果且避免大块结焦现象。其中，上述往复炉排7的结构可采用现有的各种往复炉排，本实用新型的改进点是在往复炉排的活动炉排片上安装推焦器。
[0025]对于往复驱动机构，其作用是驱动活动炉排前后往复运动，其可以直接采用液压油缸来完成，液压油缸的活塞杆与活动炉排的前端铰接，通过控制液压油缸活塞杆的伸缩来驱动活动炉排，该种结构在附图中未示出。往复驱动机构还可采用电机驱动偏心轮式的结构，如图1所示，往复驱动机构包括与活动炉排13前端铰接的往复推杆16,该往复推杆16滑动安装在一推杆支座161上且该往复推杆16的前端铰接在一偏心轮17上，偏心轮17与一电机18动力连接。
[0026]参照附图，煤气燃烧器10包括穿装在炉膛前墙3中的筒体101和套设在筒体101外部的环形套102，环形套102与筒体101之间形成朝向炉膛I开口的环形进风腔103，上述环形进风腔103通过风管104与锅炉送风室连通。该种送风结构可使得煤气燃烧器与锅炉同步进风，利用环形风腔103的环形结构，使得吹风更加均匀，提高了煤气的燃烧效率且有助于调节炉膛内热量的分布和流动。
[0027]参照附图，煤气燃烧器10的筒体101前端连接有用于阻挡大块煤进入筒内的水冷栅栏板23，该水冷栅栏板23内的水冷管路与所述常压水冷壁或膜式水冷壁24的水冷管路连通。栅栏板的设置可避免大块煤进入煤气燃烧器内，使得仅煤气和粉状煤能通过筒体进入炉膛燃烧。同时，利用水冷式的结构，避免了高温损害，增加了栅栏板的使用寿命。水冷栅栏板23包括间隔设置的两根横向水管231，两横向水管231之间连接有多根间隔设置的纵向连接管232。两根横向水管231通过水管路与常压水冷壁或膜式水冷壁24内的水冷管路连通，使得各水冷部件的管路均连通，形成水冷循环通路。
[0028]综上所述，本实用新型不限于上述【具体实施方式】。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本实用新型的保护范围应以本实用新型的权利要求为准。
【权利要求】
1.一种煤产煤气一体化链条炉排锅炉，包括炉膛(I)和炉膛下部的链条炉排(2)，其特征是所述炉膛(I)的前方设有由常压水冷壁或膜氏水冷壁(24)与炉膛前墙(3 )围成的气化室(4)，炉膛前墙(3 )的底部开设煤焦入口( 5 )，煤焦入口( 5 )上安装有水冷煤闸门(6 )，上述常压水冷壁或膜氏水冷壁内的水冷管路与水冷煤闸门(6)内的水冷管路连通；所述气化室(4)的底部安装有往复炉排(7)，往复炉排(7)上安装有推焦器(8)，往复炉排(7)的后端与炉膛前墙(3)之间形成落焦口(9)且该落焦口(9)与链条炉排(2)的起始端对应；所述炉膛前墙(3)上安装有煤气燃烧器(10)且该煤气燃烧器(10)的前端与气化室(4)连通、后端与炉膛(I)连通，炉膛(I)内在煤焦入口(5)的上部设有连接在炉膛前墙(3)上且向后上方倾斜设置的高温辐射拱(11)。
2.如权利要求1所述的煤产煤气一体化链条炉排锅炉，其特征是所述往复炉排(7)包括设在气化室(4)底部的固定炉排箱(12)和滑动安装在固定炉排箱(12)上的活动炉排(13)，固定炉排箱(12)与锅炉送风室连通，活动炉排(13)的前端连接有往复驱动机构，活动炉排(13)上间隔安装有多片炉排片(14);所述推焦器(8)包括竖直连接在炉排片(14)上的中心管(81)和连接在中心管(81)前后两侧的加强筋板(82)，中心管(81)的顶部封闭、底部敞口，中心管(81)的管段上间隔开设有多个吹风孔(810)。
3.如权利要求2所述的煤产煤气一体化链条炉排锅炉，其特征是所述往复驱动机构包括与活动炉排(13)前端铰接的往复推杆(16)，该往复推杆(16)滑动安装在一推杆支座(161)上且该往复推杆(16)的前端铰接在一偏心轮(17)上,偏心轮(17)与一电机(18)动力连接。
4.如权利要求2所述的煤产煤气一体化链条炉排锅炉，其特征是所述往复驱动机构为液压油缸，该液压油缸的活塞杆与活动炉排的前端铰接。
5.如权利要求1所述的煤产煤气一体化链条炉排锅炉，其特征是所述常压水冷壁或膜式水冷壁(24)内的水冷管路通过进水管(19 )和回水管(20 )与一软水箱(21)连通，进水管(19)或回水管(20)上安装有循环泵(22)。
6.如权利要求1-5中任一项所述的煤产煤气一体化链条炉排锅炉，其特征是所述煤气燃烧器(10)包括穿装在炉膛前墙(3)中的筒体(101)和套设在筒体(101)外部的环形套(102)，环形套(102)与筒体(101)之间形成朝向炉膛(I)开口的环形进风腔(103)，上述环形进风腔(103)通过风管(104)与锅炉送风室连通。
7.如权利要求6所述的煤产煤气一体化链条炉排锅炉，其特征是所述煤气燃烧器(10)的筒体(101)前端连接有用于阻挡大块煤进入筒内的水冷栅栏板(23)，该水冷栅栏板(23)内的水冷管路与所述常压水冷壁或膜式水冷壁(24)的水冷管路连通。
8.如权利要求7所述的煤产煤气一体化链条炉排锅炉，其特征是所述水冷栅栏板(23)包括间隔设置的两根横向水管(231)，两横向水管(231)之间连接有多根间隔设置的纵向连接管(232)。
【文档编号】F23B90/06GK203744230SQ201420163343
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】韩秋成, 韩方亮, 孙保柱, 孙强强, 刘国强 申请人:韩秋成