本发明专利技术涉及一种文丘里管效应式纯无烟立式热水锅炉，属于热工设备，包括外壳、锅炉管组和燃烧装置，锅炉管组置于燃烧装置上方的热气体腔内，燃烧装置的燃烧炉膛下方为炉排，炉排的下方为灰室，与燃烧炉膛对应设有加煤炉门，与灰室对应设有出灰门，灰室配有一次助燃风口，其燃烧炉膛顶部设有缩小的高温烟气出口，高温烟气出口的上方设有二次燃烧炉膛，二次燃烧炉膛的横截面呈圆形，二次燃烧炉膛上设有二次助燃风口，二次燃烧炉膛的顶部设有高温气体出口，高温气体出口连通热气体腔。结构合理，能够解决燃煤黑烟排放问题，实现燃烧气体的纯无烟排放，热效率高，节约煤资源，保护环境。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种文丘里管效应式纯无烟立式热水锅炉，属于工业热工设备。
技术介绍
目前,立式手烧热水锅炉在人们的日常生活中已经普遍使用，国家标准有CLSG、 LSG型等， 热功率在0.07MW—1.4MW之间，形成若干不同功率的系列产品，其他传统型号的热水锅炉也 都基本上采用这种结构模式，主要包括夹层外壳、锅炉管组、吸热炉管和燃烧装置，锅炉管 组置于燃烧装置上方的热气体腔内，燃烧装置的燃烧炉膛下方为炉排，炉排的下方为灰室， 与燃烧炉膛对应设有加煤炉门，与灰室对应设有出灰门，灰室配有一次助燃风口，燃烧部分 采用的是一种叫做"上翻下烧式"的形式，也叫双层燃烧技术，也有一些是采用单层炉排燃 烧式的。这些锅炉功率虽小但市场容量却很大，用户很多，在实际运行中都是浓烟滚滚，即不节 能，又严重污染环境，热效率也很低，根本不适合目前节能环保社会的需要。图1所示的是立式手烧热水锅炉的结构示意图，燃烧时，首先是上煤层燃烧，然后是下 煤层燃烧，运行中加煤的顺序也是这样"先上后下"，上煤层燃烧产生的大量"挥发份"烟 气向下穿过吸热炉管，到达下炉膛的上部和下煤层产生的烟气混合，气流向上运行，设计意 愿是只从上边加煤，不给下边加煤，上面燃烧落下的余烬(焦碳碎沬)作为下炉膛的燃料， 因为这些碎焦碳己经经过干馏没有了"挥发份"，所以下面的燃烧是光有火没有烟，用这股比 较干净的火去烧从上面翻下来的"挥发份烟气"，实现烟气的二次燃烧，运行中的操作机制 是上炉门开，下炉门关，出灰门半开，认为这样就可以无烟燃烧了。事实上，这种结构的锅炉在运行中，个个都大冒黑烟和原始的单层炉排锅炉的效果进行 对比没有什么两样，那么问题的根源在哪里呢？锅炉在运行中，上炉排漏下的"余辉"数量很少，是些碎焦碳沫，下炉排根本不能连续 可靠的燃烧，又加上碎煤的透气性不好，光靠上炉膛那么点燃烧功率根本不能正常输出需要 的热能，所以操作工人就上边加煤，下边也同时加煤，这样上下同时放大火，成为了真正的 "双层燃烧"。可见设计效果和实践效果完全不能吻合，并且相差太远，并且操作起来要"勤 加煤，少加煤"，出渣时还要"先钩上，后钩下"，炉门还要"上门开，中门微开，下炉门微开或者半开，有时还要全开"，运行中还要根据上面和下面的煤量不同，再进行各个炉 门开启程度的调整等等，操作起来非常麻烦，极少数"智商高，干活勤快"的操作工，达到 最佳操作状态时，也只能是烟囱的黑烟稍小点，但是也不能从根本上消除烟的存在，只能是 有点效果而己。为什么会这样呢？我们知道，燃料燃烧完全必须具备四大要素:①必须的温度；②足够 的空气量；③良好的混合；④充分的燃烧时间。 而在该锅炉中① 首先没有必须的温度不管是上炉膛还是下炉膛，都是在水的冷却状态下进行燃烧， 整个锅筒里和上层炉排里面都通有冷水，虽然传热效果好了，但是对燃烧条件却极为不利， 顾此而失彼，固定碳本身和挥发份产生的浓浓烟气没有必须的温度(800—100(TC以上)，是 绝对不会达到完全燃烧的，所以要冒黑烟，烟煤中宝贵的燃料"挥发份"占30—35%比数，都 变成有毒气体和黑烟排到大气层中去了，既浪费了能源，又污染了环境。② 没有足够的空气量这种锅炉结构仍然是原始的手烧式固定炉排的层燃模式，间歇性加煤同时伴随的燃烧周 期和加煤周期性的缺氧现象丝毫没有改变，所不同的只是加了一层变成两层固定炉排而已， 所以缺氧导致冒黑烟。③ 没有良好的混合混合烟气直接进入到锅炉管里面去进行热交换，不但不会燃烧，反 而高浓度的烟气会急聚冷却，其中的焦油蒸汽和一些细小的蒸发起来的碳粒以及一些其它成 份，立刻析出"凝结成体积较大的碳链体"，粘在锅炉管上越积越厚，严重影响热交换效率， 另一部分则经过烟道去堵塞锅炉尾部的附机和排到空中污染大气层。所以这种结构尽管设计 时计算有足够的热交换面积，但是实际运行中的热效率却很低。④没有充分的燃烧时间燃烧中所产生的高浓度挥发物在锅炉里边一直是跑直道，并且 边走边冷却，没有足够的时间，更没有温度，所以肯定要冒黑烟。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种文丘里管效应式纯无烟立式热水锅炉，结构合理，能够解决 燃煤黑烟排放问题，实现燃烧气体的纯无烟排放，热效率高，节约煤资源，保护环境。本专利技术所述的文丘里管效应式纯无烟立式热水锅炉，包括外壳、锅炉管组和燃烧装置， 锅炉管组置于燃烧装置上方的热气体腔内，燃烧装置的燃烧炉膛下方为炉排，炉排的下方为 灰室，与燃烧炉膛对应设有加煤炉门，与灰室对应设有出灰门，灰室配有一次助燃风口，其 特征在于燃烧炉膛顶部设有缩小的高温烟气出口，高温烟气出口的上方设有二次燃烧炉膛，二次燃烧炉膛的横截面呈圆形，二次燃烧炉膛上设有二次助燃风口， 二次燃烧炉膛的顶部设 有高温气体出口，高温气体出口连通热气体腔。 本专利技术中二次燃烧炉膛的炉膛壁与高温烟气出口间呈斜面连接，整体形成散射圆锥状，防止死角，文丘里管效应更加显著。在高温烟气出口处也设二次助燃风口，加强助燃和搅动作用，促进漩流燃烧。 为了获得良好的燃烧气体的旋转效果，二次助燃风口最好对应圆形横截面的二次燃烧炉膛的切线方向。将高温气体出口设计为收縮口，可获得更好的文丘里管效应。 ,根据规模大小情况不等，二次助燃风口在二次燃烧炉膛的圆形横截面上可分布多个，2— IO个适宜，连通二次助燃风口的风道连通在环形布风盒上；同理，二次助燃风口在二次燃烧 炉膛的纵向上也可以分布多层，2—6层适宜。还可以在燃烧炉膛的炉膛壁上增设周围分布的一次助燃风辅助风口，促进燃烧，可以分 布2—10个一次助燃风辅助风口，可以分布在同一个横截面上，也可以分散在不同的横截面 上。环形布风盒，在燃烧装置的"腰间"形成"环形风道"，所有的二次助燃风都由"环形 风道"提供风源，风的压力由配装的风机提供，风机可连接三相交流电源，也可通过变频器 实现变频调速，完成风量调节。工作原理文丘里管也叫文氏管，在除尘器、气体、液体的流量计量"射流控制系统"及各种仪器 仪表中用于计量物理参数的取样，是组成传感器的重要组成部分，有空气动力"背风面吸附 效应"，我们正是利用文丘里管的"空气动力学效应"(也称"文丘里管效应")设计了本 专利技术文丘里管效应式纯无烟立式热水锅炉。正是由于文丘里管效应的"背风面吸附效应"，使得从高温烟气出口冲上来的高浓度烟气， 紧贴在二次燃烧火膛的圆形内壁上，形成一个中间空心状的气流分布，然而这种气流分布正 好受到以切线方向高速射入这个圆形分布的二次助燃风的"扰动"，使这个气流团迅速旋转 起来，产生猛烈地氧化燃烧，伴随着剧烈地可燃性气体和氧气的强烈搅拌和燃烧，"挥发份" 的化学内能被释放出来变成热能被利用，即消除了烟气，又获得了热能，在这种燃烧体制中， 二次燃烧火膛中的温度会迅速升高到1000度以上，这就为更加彻底的燃烧创造了极好的条件。 由于高温气流是螺旋形行走路线，又加上二次火膛里面高的温度，又有耐火衬里的保温作用，驻留时间和温度都得到了保证。完全燃烧的四大要素①必须的温度；②足够的助燃氧气； ③良好的搅拌和混合；④足够的驻留时间。在这种燃烧机制中，体现得恰到好处，完美无缺， 这个区域成为具有很高温度的强氧化"过滤网"，所有的可燃物全部燃尽，干净、无色、无 味、透明的洁净气体，最后靠高速气流的惯性以旋本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种文丘里管效应式纯无烟立式热水锅炉，包括外壳、锅炉管组和燃烧装置，锅炉管组置于燃烧装置上方的热气体腔内，燃烧装置的燃烧炉膛下方为炉排，炉排的下方为灰室，与燃烧炉膛对应设有加煤炉门，与灰室对应设有出灰门，灰室配有一次助燃风口，其特征在于燃烧炉膛顶部设有缩小的高温烟气出口，高温烟气出口的上方设有二次燃烧炉膛，二次燃烧炉膛的横截面呈圆形，二次燃烧炉膛上设有二次助燃风口，二次燃烧炉膛的顶部设有高温气体出口，高温气体出口连通热气体腔。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王树洲，
申请(专利权)人：王树洲，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
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