生物质层燃锅炉之字形烟道的拱风组合制造技术

本实用新型专利技术涉及一种生物质层燃锅炉之字形烟道的拱风组合，生物质层燃锅炉包括炉膛和设置在炉膛底部的炉排(3)，拱风组合设置在炉膛内，拱风组合包括前拱(2)、后拱(4)和二次风管(9)，前拱(2)设置在炉排(3)前部上方的炉膛前墙处，后拱(4)设置在炉排(3)后部上方的炉膛后墙处，其中后拱(4)段为倒V形结构，前拱(2)、后拱(4)和炉排(3)形成Z型拱区，二次风管(9)设置在拱区上部的炉膛侧墙上，二次风管(9)、前拱(2)、后拱(4)和炉排(3)形成之字形烟道(10)。与现有技术相比，本实用新型专利技术之字形烟道能促进炉内烟气的混合，减少不完全燃烧产物降低燃烧所需空气量，降低氮氧化物的生成。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种生物质层燃锅炉中的拱分组合，尤其是涉及一种生物质层燃锅炉之字形烟道的拱风组合。
技术介绍
随着我国对能源与环保认识的加深，开发多种能源利用方式进行化石能源的替代已成为备受重视的技术路线，生物质作为一种可再生的清洁能源已在多数国家得到广泛的应用。在我国，生物质产量大，品种多样，可作为替代煤的经济性燃料，应用于工业锅炉的使用中，进行供暖等方式的利用。同煤相比，生物质的挥发分较高，煤的挥发分一般在30wt.％以下，而生物质的挥发分则通常高于70wt.％，在燃烧过程中，炉膛内的可燃气体的比重大，当炉膛内混合条件较差时，助燃的空气不能与可燃气体充分接触并反应，造成生物质燃料挥发份中的碳氢化合物聚合成炭黑(表现为冒黑烟)，同时一氧化碳排放浓度高，因混合条件差，又需要供给大量的过剩空气以促进燃尽，造成空气过量系数过大、锅炉效率降低、炉内部分区域氧化性气氛强，产生的氮氧化物浓度高。目前生物质层燃锅炉的设计方法大多由燃煤锅炉的设计方法演变而来，实际应用中多采用敞开式炉膛，自身的混合条件较差，受工业锅炉制造水平及制造成本的限制，炉排制造水平低，为保证床层生物质的燃尽，炉排供风量占绝大多数，二次风的使用又受到限制，导致炉内烟气的混合条件差，易形成类似“烟囱流”的烟气流动，经常出现上述黑烟、一氧化碳超标、空气过量系数高和氮氧化物排放浓度高等问题。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种生物质层燃锅炉之字形烟道的拱风组合。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种生物质层燃锅炉之字形烟道的拱风组合，所述的生物质层燃锅炉包括炉膛和设置在炉膛底部的炉排，所述的拱风组合设置在炉膛内，所述的拱风组合包括前拱、后拱和二次风管，所述的前拱设置在炉排前部上方的炉膛前墙处，所述的后拱设置在炉排后部上方的炉膛后墙处，所述的前拱、后拱和炉排形成Z型拱区，所述的二次风管设置在Z型拱区上部的炉膛侧墙上，所述的二次风管、前拱、后拱和炉排形成之字形烟道。所述的前拱包括压低段、水平前拱段和竖直段，所述的压低段设置在炉膛前墙下部，压低段下端与炉排之间留有料层空间，所述的竖直段设置在压低端上方并沿炉膛前墙设置，所述的水平前拱段设置在压低段和竖直段之间并向炉膛中心拱出。所述的后拱包括水平连接段和后拱段，所述的水平连接段平行于炉排设置，水平连接段一端垂直于炉膛后墙，另一端连接后拱段，所述的后拱段向炉膛中心拱出。所述的后拱段为倒V形结构。所述的水平前拱段水平中线距离炉排表面高度为后拱段水平中心线距离炉排表面高度的1.9～2.1倍。所述的二次风管设有多个，并均匀分布在的拱区上部炉膛侧墙上，二次风管的喷嘴由炉膛侧墙伸入炉膛内，且喷嘴对着炉排方向沿炉膛纵向分布。与现有技术相比，本技术具有如下优点：(1)本技术拱风组合中的后拱可对炉排后端燃尽区进行保温，将后部烟气加速输送到前端与可燃气体混合燃烧，可使炉排上方的温度提高，这样就减少了炉排燃烧所需要的空气量，前后拱及二次风管的布置使烟气处于“之”字形烟道中，形成强烈的混合效果，使可燃气体与氧气充分地混合反应，及时地将挥发分中的碳氢化合物氧化为小分子气体，减少了黑烟的产生，又降低了一氧化碳的生成，同时炉排区域的还原性加强、烟气的混合程度提高，可促进烟气中NH3、CO等还原已生成的NO，减少氮氧化物的生成；(2)本技术的拱风组合的前拱中设置的压低段能够减少生物质燃料刚进入炉膛中时吸收的热量，防止过早着火，同时前拱中设置的水平前拱段和后拱中设置的倒V形后拱段相互配合，使烟气进入前拱和后拱间空间狭小的烟气混合燃烧段，较小的空间可保持烟气的强烈混合状态，减少黑烟产生；(3)本技术拱风组合的二次风管的喷嘴伸入炉膛且喷嘴并沿炉膛纵向分布保证了供给的二次风与烟气的强烈混合，进一步减少了黑烟的产生。附图说明图1为本技术具有之字形烟道的拱风组合的生物质层燃锅炉的结构示意图。图中1为进料装置，2为前拱，3为炉排，4为后拱，5为除渣口，6为下锅筒，7为对流管束，8为上锅筒，9为二次风管，10为之字形烟道。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。实施例如图1所示为具有之字形烟道的拱风组合的生物质层燃锅炉的结构示意图，生物质层燃锅炉包括炉膛和设置在炉膛底部的炉排3，其中炉排3设置为移动炉排，炉膛上端设置上锅筒8，炉膛中部设置下锅筒6，上锅筒8和下锅筒6均平行于炉排3设置，且上锅筒8和下锅筒6之间设置对流管束7，炉膛外侧靠近炉排3前端处设有进料口，进料口通过进料装置1进行进料，炉排3后端还设有除渣口5。本技术的拱风组合设置在炉膛内，拱风组合包括前拱2、后拱4和二次风管9，前拱2设置在炉排3前部上方的炉膛前墙处，后拱4设置在炉排3后部上方的炉膛后墙处，前拱2、后拱4和炉排3形成Z型拱区，二次风管9设置在拱区上部的炉膛侧墙上，二次风管9设有多个，并均匀分布在的拱区上部炉膛侧墙上，二次风管9的喷嘴由炉膛侧墙伸入炉膛内，且喷嘴对着炉排3方向沿炉膛纵向分布，本实施例中二次风管9设有12个，两侧炉膛侧墙均匀分布6个。二次风管9、前拱2、后拱4和炉排3形成之字形烟道10。其中，前拱2包括压低段、水平前拱段和竖直段，所述的压低段设置在炉膛前墙下部，压低段下端与炉排3之间留有料层空间，所述的竖直段设置在压低端上方并沿炉膛前墙设置，所述的水平前拱段设置在压低段和竖直段之间并向炉膛中心拱出。后拱4包括水平连接段和后拱段，所述的水平连接段平行于炉排3设置，水平连接段一端垂直于炉膛后墙，另一端连接后拱段，所述的后拱段向炉膛中心拱出，后拱段为倒V形结构。水平前拱段水平中线距离炉排3表面高度为后拱段水平中心线距离炉排3表面高度的1.9～2.1倍，本实施例中水平前拱段水平中线距离炉排3表面高度为后拱段水平中心线距离炉排3表面高度的2倍。后拱4的水平连接段覆盖在燃尽区床层的上方，可对床层上需燃尽的固体进行保温和加热，促进其燃烧，后拱4的后拱段为倒V字形，在引风机的作用下，后拱段下的烟气向前流动，烟气量逐渐增加，在靠近后墙的部位拱高度较低，向前逐步增高，在后拱4的出口又设置一向下倾斜段，使烟气出口截面减少，流速与动能增加，增强与前部烟气的混合。前拱2靠近进料装置1的压低段高度较低，减少此处生物质燃料吸收的热量，防止过早着火，同时压低段坡度高，覆盖率低，使生物质燃料能够及时着火；在压低段上方设置一个水平前拱段，其高度高于后拱段，又将原本向前的烟气向后引导，进入前后拱4间空间狭小的烟气混合燃烧段，较小的空间可保持烟气的强烈混合状态。在此结构布置下，前拱2、后拱4与炉排3形成Z形拱区，加上其上方的二次风管9布置，形成之字形烟道10，烟气在此结构下强化了混合。生物质燃料由进料装置1送入炉排3后，随炉排3进入炉膛内，为防止燃料的燃烧过早，造成向进料装置1的回火，前拱2的压低段减少燃料在此处的受热，生物质燃料经过此段压低段后开始燃烧，在炉排3的前段析出大量的挥发分，氧气不足，NH3和可燃性气体的浓度高，在炉排3的后段为焦炭的燃尽区床层，燃尽区床层上方的氧气和NO浓度较高，生物质燃尽后灰渣由除渣口5排出。利用后拱4中水平连接段对炉排3后段的覆盖与热辐射，可提高炉排3后段的温度，减少所需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质层燃锅炉之字形烟道的拱风组合，所述的生物质层燃锅炉包括炉膛和设置在炉膛底部的炉排(3)，所述的拱风组合设置在炉膛内，其特征在于，所述的拱风组合包括前拱(2)、后拱(4)和二次风管(9)，所述的前拱(2)设置在炉排(3)前部上方的炉膛前墙处，所述的后拱(4)设置在炉排(3)后部上方的炉膛后墙处，所述的前拱(2)、后拱(4)和炉排(3)形成Z型拱区，所述的二次风管(9)设置在Z型拱区上部的炉膛侧墙上，所述的二次风管(9)、前拱(2)、后拱(4)和炉排(3)形成之字形烟道(10)。

【技术特征摘要】
1.一种生物质层燃锅炉之字形烟道的拱风组合，所述的生物质层燃锅炉包括炉膛和设置在炉膛底部的炉排(3)，所述的拱风组合设置在炉膛内，其特征在于，所述的拱风组合包括前拱(2)、后拱(4)和二次风管(9)，所述的前拱(2)设置在炉排(3)前部上方的炉膛前墙处，所述的后拱(4)设置在炉排(3)后部上方的炉膛后墙处，所述的前拱(2)、后拱(4)和炉排(3)形成Z型拱区，所述的二次风管(9)设置在Z型拱区上部的炉膛侧墙上，所述的二次风管(9)、前拱(2)、后拱(4)和炉排(3)形成之字形烟道(10)。2.根据权利要求1所述的一种生物质层燃锅炉之字形烟道的拱风组合，其特征在于，所述的前拱(2)包括压低段、水平前拱段和竖直段，所述的压低段设置在炉膛前墙下部，压低段下端与炉排(3)之间留有料层空间，所述的竖直段设置在压低端上方并沿炉膛前墙设置，所述的水平前拱段设置在压低...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗永浩，邓睿渠，曹阳，张敏，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：新型
国别省市：上海;31