用于生物质锅炉的炉排 【技术领域】
本发明涉及一种锅炉上使用的炉排，更具体的说，尤其涉及一种可进行区别的供风和设置有增加氧化区域结构的用于生物质锅炉的炉排。
背景技术
目前我国生物质发电厂绝大部分采用技术引进的振动炉排锅炉，其基本结构可参见说明书附图中的图1，所示的一次风通过一风室4、二风室5和三风室7后穿过炉排3进入锅炉炉膛1，二次风由二次风喷口18直接进入锅炉炉膛1，但是生物质振动炉排锅炉的燃烧与普通的层燃锅炉和链条锅炉有较大差异，甚至与我国常用的燃煤振动炉排锅炉也有着很大区别，因此在运行方面基本没有什么经验可寻，引进的生物质振动炉排锅炉投产后普遍存在着可燃气体未燃尽损失和固体未燃尽损失所占的百分比较大的情况，导致锅炉效率较低。表1为某生物质发电厂可燃气体未燃尽损失和固体未燃尽损失两项损失的列表。
表1某生物质锅炉的重要热损失表
通过研究发现，生物质在振动炉排的燃烧状况可以分为五个区域：新燃料区域9、挥发份析出区域10、氧化区域11、还原区域12和燃尽区域13，其结构示意图可参见说明书附图中的图2。这几个区域对于空气的需求量是有很大差别的，在新燃料区域基本不需要氧气，仅需要少量一次风用来干燥生物质物料；挥发份析出区域主要是生物质析出可燃气体也不需要一次风供氧，主要有二次风供给氧气在炉膛内燃烧；在氧化区域需要一次风供给充足的氧气，使燃烧剧烈释放出大量的热量，并使床料中焦碳燃烧；而在还原区域是把二氧化碳还原成一氧化碳并吸收热量；在后面是燃尽区域主要是含有少量未燃尽碳的灰渣，这部分需要少量氧气，由此可看出氧化区域的大小对于燃烧效率至关重要，可在正常燃烧状况时，氧化区域并不大，尤其是在炉排振动后，新燃料区域和还原区域变大，氧化区域会进一步缩小，使炉排温度降低进而使炉膛温度也下降，此时生物质物料释放出大量可燃气体，而二次风量也没能及时增加使大量可燃气体白白浪费，使锅炉的化学未燃尽损失增加。
目前容量比较大的生物质锅炉的一次风室是根据燃烧区域分隔开的如说明书附图中的图1所示，一般分成一风室4、二风室5和三风室7，并通过一次风控制挡板6分别控制送风；比较小的生物质锅炉的一次风室不分开，统一送风，这样不能根据各个区域的需风量不同而有区别的送风，使需要大量氧气的燃烧区域(如氧化区域)，因供不上充足的氧气而达不到充分燃烧的目的，而基本不需要一次风供氧气的区域(新燃料区域和挥发份析出区域)，又供给了不少的空气而产生了一定的浪费。但问题是，即使分成三个风室后，在主要燃烧区域(如氧化区域)的一次风还是不足或是一次风不能够到达炉排上氧化区域的上部位置，从而造成氧化区域过小，还原区域过大，可燃气体未燃尽损失大，尤其是炉排刚振动完成时，大量新燃料的进入和铺开，使氧化区域进一步减少，这时燃烧状况接近生物质的气化过程，产生大量的CO和CmHn，而此时总风量并没有增加，所供给空气中的氧气量并不能使CO和CmHn完全燃尽，从而造成化学未完全燃烧损失大幅增加。还有就是目前的生物质振动炉排锅炉的各风室的控制挡板的调节特性比较差且容易出现故障，有些生物质电厂为了减少故障率，不得不将进风调节挡板拆除，这种情况更加加剧了生物质的热损失量。
通过以上分析可知，造成目前生物质锅炉热损失大的主要原因一个是供风量与各个燃烧区域不匹配，即不能根据不同燃烧区域需氧量的不同而有区别的供风；另一个是各个燃烧区域实际所占的空间比例与理想状态下的相比不均衡。
【发明内容】
本发明克服了上述技术问题的缺点，提供了一种可进行区别的供风和设置有增加氧化区域结构的用于生物质锅炉的炉排。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明地用于生物质锅炉的炉排，包括起支撑和通风作用的炉排体，其特别之处在于：所述的炉排体包括若干肋板和若干水冷壁管，所述的肋板和水冷壁管依次间隔排列，所述的肋板上设置有通风孔；所述的肋板靠近进料口和远离进料口部位上的通风孔的密度均小于肋板中间部位上的通风孔的密度，所述肋板的中间部位还设置有突出于肋板表面的若干内部为空腔的风帽，所述风帽的内部空腔连通于肋板的上侧和下侧。在炉排体的两端部位，即炉排体上靠近进料口和远离进料口的部位，在锅炉使用的过程中，这两个部位上的生物质所处的燃烧状态的需氧量较少，采用较小密度的通风孔即可满足供给氧气需求；所述肋板的中间部位对应的是氧化区域和位于氧化区域上部的还原区域，在肋板的中间部位设置突起的风帽，可使得还原区域得到较多的氧气，从而达到增加氧化区域和减小还原区域的目的，有益减少生物质的热量损失。
本发明的用于生物质锅炉的炉排，所述肋板上靠近进料口部位上的通风孔的间距是肋板中间部位上的通风孔间距的两倍，所述肋板上远离进料口部位上的通风孔的间距是肋板中间部位上的通风孔间距的1.5倍。肋板上靠近进料口的部位基本上与新燃料区域和挥发份析出区域相对应，这两个区域的需氧量最少，通风孔的密度选为最低；肋板中间部位的基本上与氧化区域和位于氧化区域上部的还原区域相对应，需氧量最大，通风孔的密度也最大；肋板上远离进料口所对应的区域基本上是全部燃尽区域和较少一部分的还原区域，需氧量居中，故采用如上所述的通风孔间距比例。
本发明的用于生物质锅炉的炉排，所述的风帽在肋板的中间部位均匀设置且垂直于肋板，所述风帽为内部为圆柱形空腔的圆筒体，所述风帽的上表面密封且在靠近上表面的侧面上设置有若干风帽通风孔。在风帽的侧面而不是上表面上设置风帽通风孔，可有效防止风帽通风孔被堵，使风帽的通风性能更好。
本发明的用于生物质锅炉的炉排，所述风帽通风孔在风帽的侧面上成环圈状分布，所述环圈的数量为2个或3个。
本发明的用于生物质锅炉的炉排，所述风帽内部空腔的直径大于通风孔的直径。风帽内部空腔采用较大的通风直径，可增加风帽的通风能力，更加有效的把空气送达还原层。
本发明的用于生物质锅炉的炉排，炉排体远离进料口的一侧设置有挡灰板，所述风帽的高度不高于挡灰板的高度。通常情况下，炉排体上部的生物质的高度不大于挡灰板的高度，保证风帽的高度不高于挡灰板可实现从风帽内部空腔传出的气体深入到生物质内，由于减小还原区域。
本发明的有益效果是：炉排体的肋板上中部通风孔的密度大于其两端部通风孔的密度，可使炉排上生物质燃烧时的氧化区域增大，从而提高生物质的燃烧效率；在炉排体的肋板的中部设置有用于把空气引到较高位置的风帽，有效地增大了生物质燃烧燃烧过程中的氧化区域和减小了其还原区域。
【附图说明】
图1为生物质振动炉排锅炉的结构示意图；
图2为振动炉排上生物质物料的燃烧过程分区示意图；
图3为本发明主视图的结构示意图；
图4为本发明的左视图的结构示意图；
图5为风帽的结构示意图。
图中：1锅炉炉膛，2给料装置，3炉排，4一风室，5二风室，6一次风控制挡板，7三风室，8挡灰板，9新燃料区域，10挥发份析出区域，11氧化区域，12还原区域，13燃尽区域，14水冷壁管，15通风孔，16风帽，17风帽通风孔，18二次风喷口，19肋板，20进料口，21炉排体。
【具体实施方式】
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
图1所示，所示的震动炉排锅炉包括设置于锅炉炉膛1下方的炉排3，炉排3的左侧设置有给料装置2和二次风喷口18，炉排3的下方为一次供风装置，所示的一次供风装置包括与给料装置2的进料口20相邻近的一风室，分别位于炉排3中部和右部正下方的二风室5和三风室7，所示的一风室4、二风室5和三风室7均设置有一次风控制板6，一次风控制板6均用于调节进入一风室4、二风室5和三风室7的风量。但是采用这种结构形式的锅炉的缺点一是一次风控制板6的调节性能比较差且容易出现故障，二是虽然一次风采用分室供风的形式，但生物质锅炉的热损失还比较大，不能达到理想效果。图2为振动炉排上生物质物料的燃烧过程分区示意图，由图2可知如果想要增大生物质的燃烧效率就需要增大位于炉排体中部上方的还原区域12，使尽可能多的还原区域12转化为氧化区域11。
图3和图4给出了本发明的用于生物质锅炉炉排的结构示意图，如图3所示，所示的炉排体21包括依次间隔设置的水冷壁管14和肋板19，水冷壁管14和肋板19组成一体的结构形式；所示的炉排体21上部靠近给料装置2的进料口20，所示的炉排体21的下部远离给料装置2的进料口20，如果一次供风采用分区的形式，则炉排体21的上部位置与一风室4区域相对应，炉排体21的下部位置与三风室7区域相对应，炉排体21的中部位置与二风室5区域相对应。所示的若干条肋板19上均设置有一定数量的通风孔15，肋板19上靠近进料口20和远离进料口20部位的通风孔15的密度均小于肋板19中部位置处的通风孔15的密度，如果一次供风进行分室的情况下，即炉排体21与一风室4区域和三风室7区域相对应的位置上通风孔15的密度均小于炉排体21与二风室5区域所对应的位置上的通风看空15的密度，肋板19上靠近进料口20的部位的通风孔15的间距是肋板19中部位置上的通风孔15的间距的两倍，所示的肋板19上远离进料口20部位上的通风孔15的间距是肋板19中部位置上的通风孔15的间距的1.5倍，通风孔15采用这种分布形式的设置，可合理的把一次供风的风量合理的分配到新燃料区域9、挥发份析出区域10、氧化区域11、还原区域12、燃尽区域13，可有效的增大生物质燃烧过程中的氧化区域11。
如图3和图4所示，所示的挡灰板8的中部位置(即肋板19的中部位置)上均匀的设置有若干风帽16，所示风帽16与位于该区域的通风孔15间隔设置，风帽16为内部为空腔的圆筒形状且与肋板相垂直，风帽16内部空腔下部与一次风的供风空腔相连通，风帽16远离肋板的表面为密封结构，风帽16侧面上靠近顶端位置处设置有若干风帽通风孔17，该若干通风孔17在风帽16上成环圈状分布，圈数为两圈或三圈，风帽通风孔17设置于风帽16的侧面上，可有效防止生物质进入风帽16内部的空腔而造成堵塞风帽16；所示的风帽16的内部空腔的直径大于通风孔15的孔径，以保证其有良好的通风性能；风帽的高度应保证不大于挡灰板8的高度，以便风帽16的高度不超过位于炉排3上的生物质的高度。在肋板19的中部位置处设置风帽16，可有效的把空气供到位于生物质氧化区域11上部的还原区域12处，可减小生物质在燃烧过称中的还原区域12，使其尽可能多的转化为氧化区域11，提高了生物质的燃烧效率。
本发明的用于生物质锅炉的炉排在使用的过称中，用于提供一次风的通道可以分区也可以不进行分区，均可达到较好的使用效果。有关实施例中所述的风帽16与肋板19垂直，只是优选的方案，风帽16不与肋板19垂直而采用其他形式的夹角也可。