一种偏心炉胆式逐层燃烧生物质锅炉.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103423733 A (43)申请公布日 2013.12.04 CN 103423733 A *CN103423733A* (21)申请号 201310371197.5 (22)申请日 2013.08.22 F23B 50/04(2006.01) F24H 1/22(2006.01) (71)申请人 郑州豫懒环保锅炉有限公司 地址 450142 河南省郑州市荥阳市王村镇西 大村 (72)发明人 秦秋阳 王新合 刘尊娃 崔逢红 周艳红 (74)专利代理机构 北京联瑞联丰知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 11411 代理人 郑自群 (54) 发明名称 一种偏心炉胆。

2、式逐层燃烧生物质锅炉 (57) 摘要 本发明涉及一种偏心炉胆式逐层燃烧生物质 锅炉， 包括底座和锅筒， 所述的锅筒设置在底座 上， 所述的锅筒内部设有一个炉胆， 所述的炉胆的 中心和所述的锅筒的中心相偏离， 所述的炉胆和 所述的锅筒所形成的空间为水腔， 所述的炉胆的 上端设置有上集烟箱， 所述的上集烟箱包括一个 突出的突出部， 所述的突出部设置有若干根主烟 火管， 所述的主烟火管一端与上集烟箱相连通， 所 述的主烟火管的另一端与下集烟箱相连通， 所述 的下集烟箱与辅机相连通， 所述的锅筒上还设置 有燃料从下层到上层逐层燃烧的逐层燃烧式燃烧 室。 本发明的生物质锅炉采用偏心式炉胆结构， 炉 胆偏。

3、向了锅筒的一侧， 入燃料更加方便， 使得锅炉 的进料口位置的水套夹层厚度减少 50以上。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103423733 A CN 103423733 A *CN103423733A* 1/1 页 2 1. 一种偏心炉胆式逐层燃烧生物质锅炉， 包括底座和锅筒， 所述的锅筒设置在底座上， 其特征在于 ： 所述的锅筒内部设有一个炉胆， 所述的炉胆的中心和所述的锅筒的中心相偏 离， 所述的炉胆和所述的锅筒所形成的空间。

4、为水腔， 所述的炉胆的上端设置有上集烟箱， 所 述的上集烟箱包括一个突出的突出部， 所述的突出部设置有若干根主烟火管， 所述的主烟 火管一端与上集烟箱相连通， 所述的主烟火管的另一端与下集烟箱相连通， 所述的下集烟 箱与辅机相连通， 所述的锅筒上还设置有燃料从下层到上层逐层燃烧的逐层燃烧式燃烧 室。 2. 根据权利要求 1 所述的一种偏心炉胆式逐层燃烧生物质锅炉， 其特征在于 ： 所述的 逐层燃烧式燃烧室包括设置在炉胆内部的水套， 所述的水套的顶端设置有将炉胆与水套密 封的水套挡板， 所述的水套上端的炉胆上设置有进料口， 所述的水套下端的炉胆上设置有 进风口， 所述的进风口与所述的水套之间设置。

5、有若干炉排， 所述的炉排将进风口到水套之 间的缺口密封， 所述的炉排下端设置有出灰口。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种偏心炉胆式逐层燃烧生物质锅炉， 其特征在于 ： 所 述的辅机包括壳体， 所述的壳体的内部设置有若干根辅机烟火管， 所述的辅机烟火管的上 端设置有将各个辅机烟火管烟气收集在一起的辅机上集烟箱， 所述的辅机烟火管的下端设 置有将烟气分配到各个辅机烟火管的辅机下集烟箱， 所述的辅机下集烟箱通过连接弯头与 所述的下集烟箱相连通， 所述的壳体的上部与锅筒相连通。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种偏心炉胆式逐层燃烧生物质锅炉， 其特征在于 ： 所 述的上集烟箱的顶端设。

6、置有检修口。 5. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种偏心炉胆式逐层燃烧生物质锅炉， 其特征在于 ： 所 述的锅筒的上端设置有排汽管。 6. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种偏心炉胆式逐层燃烧生物质锅炉， 其特征在于 ： 所 述的炉胆的中心和所述的锅筒的中心相偏离 10-20cm。 7. 根据权利要求 6 所述的一种偏心炉胆式逐层燃烧生物质锅炉， 其特征在于 ： 所述的 炉胆的中心和所述的锅筒的中心相偏离 16cm。 权 利 要 求 书 CN 103423733 A 2 1/4 页 3 一种偏心炉胆式逐层燃烧生物质锅炉 技术领域 0001 本发明涉及一种生物质锅炉， 具体涉及一种偏心炉胆。

7、式逐层燃烧生物质锅炉。 背景技术 0002 众所周知， 生物质是农业、 林业生产的废弃物， 如果任意丢弃焚烧， 会严重污染环 境， 利用生物质在锅炉中焚烧， 所产生的蒸汽用于发电或供汽， 具有节约能源、 减少环境污 染的社会效益， 也有很好的经济效益。 0003 随着诸如石油、 煤炭、 天然气和海洋冰之类的不可再生能源的锐减， 并且价格不断 上升， 以及随着人类对环保意识的不断增强， 以往视为 “鸡肋” 的嚼之无味而弃之可惜的前 述生物燃料得到了空前的重视。据我国农业部门统计， 全国仅农作物如稻草、 麦秸、 高梁、 玉米、 棉花和大豆秸秆的年产出量将近十亿吨， 以 90% 至 95% 的获得系。

8、数计算， 可获得 9 至 9.5亿吨， 相当于获得4.5亿至4.75亿吨标准煤 （1吨秸秆的能量相当于0.5吨标准煤） 。 所 谓的标准煤即为人们习惯称为的标煤， 依据中国国家标准 GB2589-81， 每千克标煤的热值为 29271 千焦， 即 7000 千卡。由上述可知， 有效地利用生物燃料， 不仅可以减少对不可再生的 自然资源的依赖性， 而且具有理想的经济廉价性。 0004 生物质锅炉是一种以生物质能源做为燃料的锅炉， 其具有结构合理， 受热面积大， 热效率高， 燃烧充分， 无污染， 低排放等特点， 各类排放指标均低于国家 (GB13271-2001) 锅 炉大气污染物排放标准 规定， 。

9、是替代电、 燃油、 燃气、 燃煤蒸汽锅炉最佳产品。生物质锅炉 运行成本低， 比燃油、 燃气、 电加热锅炉可节省 40 50运行成本， 是一种高效节能环保 的热能设备。 0005 现在市场上出现了很多生物质锅炉， 但是普遍存在以上问题 ： 0006 1、 现在的立式生物质锅炉一般采用中心对称式炉胆结构， 烟管排列数目受限， 如 果加大烟管数量， 则势必就要加大锅炉体积， 这样对锅炉经济性和性价比造成很大的影响。 0007 2、 现在市场上大部分的生物质锅炉都是直燃式卧式锅炉， 燃料在炉胆里面通过一 次风从炉排底部配风进行燃烧， 高温烟气冲刷炉排和出风口， 甚至 4、 5 回程的烟气管作为 主要换。

10、热面， 最后烟气经最后一回程， 排出炉外。 这样的燃烧室燃料利用率不高而且产生的 烟气污染比较严重。 0008 3、 现在市场上大部分的生物质锅炉都是直燃式卧式锅炉， 一般采用传统的反烧方 式是燃烧强制从上往下燃烧， 燃料经过干燥， 干馏， 氧化的过程是从上往下依次进行， 经过 水管炉排， 在这折向旁边的烟气通道， 高温烟气进入上面的炉胆进行换热， 最后排出炉体。 燃料层受到燃料产生的灰烬的影响， 燃烧层的燃烧阻力过大， 如果减少燃料层厚度， 则加料 频繁且整个燃烧生成热量有限， 往往达不到既定功率， 如果要达到既定功率， 往往要加大炉 排尺寸和锅炉体积， 这种做法很不经济， 升温也慢。 发明。

11、内容 0009 本发明提供了一种偏心炉胆式逐层燃烧生物质锅炉， 解决了现有生物质锅炉结构 说 明 书 CN 103423733 A 3 2/4 页 4 不合理， 燃料利用率低和环境污染严重等问题。 0010 为解决上述技术问题， 本发明采用的技术方案为 ： 0011 一种偏心炉胆式逐层燃烧生物质锅炉， 包括底座和锅筒， 所述的锅筒设置在底座 上， 其中， 所述的锅筒内部设有一个炉胆， 所述的炉胆的中心和所述的锅筒的中心相偏离， 所述的炉胆和所述的锅筒所形成的空间为水腔， 所述的炉胆的上端设置有上集烟箱， 所述 的上集烟箱包括一个突出的突出部， 所述的突出部设置有若干根主烟火管， 所述的主烟火 。

12、管一端与上集烟箱相连通， 所述的主烟火管的另一端与下集烟箱相连通， 所述的下集烟箱 与辅机相连通， 所述的锅筒上还设置有燃料从下层到上层逐层燃烧的逐层燃烧式燃烧室。 0012 进一步， 本发明的一种优选方案为 ： 所述的逐层燃烧式燃烧室包括设置在炉胆内 部的水套， 所述的水套的顶端设置有将炉胆与水套密封的水套挡板， 所述的水套上端的炉 胆上设置有进料口， 所述的水套下端的炉胆上设置有进风口， 所述的进风口与所述的水套 之间设置有若干炉排， 所述的炉排将进风口到水套之间的缺口密封， 所述的炉排下端设置 有出灰口。采用这样的燃烧室结构， 锅炉燃烧更加容易， 使燃烧层的灰分不影响锅炉燃烧， 减少燃烧。

13、阻力， 并且由于燃烧层逐层， 逐级， 逐步燃烧， 使燃料能够充分燃尽， 到燃烧层底部 时， 已经完全成为灰烬， 达到了燃料的充分完全燃烧， 由于燃烧阻力减少， 燃烧层旺火和微 火层次分明， 整个燃烧层燃烧面积加大体积加大， 燃烧速率加快， 使锅炉的整个体积减少， 节省了锅炉用料， 并且升温更快， 由于燃烧强度更大， 炉胆辐射然换热效率更高。 0013 进一步， 本发明的一种优选方案为 ： 所述的辅机包括壳体， 所述的壳体的内部设置 有若干根辅机烟火管， 所述的辅机烟火管的上端设置有将各个辅机烟火管烟气收集在一起 的辅机上集烟箱， 所述的辅机烟火管的下端设置有将烟气分配到各个辅机烟火管的辅机下 。

14、集烟箱， 所述的辅机下集烟箱通过连接弯头与所述的下集烟箱相连通， 所述的壳体的上部 与锅筒相连通。采用辅机这样的结构， 可以充分利用燃烧热能， 提高燃料的利用率， 并且安 装、 检修方便。 0014 进一步， 本发明的一种优选方案为 ： 所述的上集烟箱的顶端设置有检修口。 设置检 修口便于对炉胆进行检修和清理。 0015 进一步， 本发明的一种优选方案为 ： 所述的锅筒的上端设置有排汽管。 设置排汽管 便于将水腔里面的水汽排出。 0016 进一步， 本发明的一种优选方案为 ： 所述的炉胆的中心和所述的锅筒的中心相偏 离10-20cm， 更优选 ： 所述的炉胆的中心和所述的锅筒的中心相偏离16c。

15、m。 炉胆的中心和所 述的锅筒的中心相偏离 10-20cm， 这样使炉胆和锅筒的比例达到最优， 可以提高效率。 0017 本发明的有益效果 ： 0018 本发明的生物质锅炉采用偏心式炉胆结构， 锅炉有限的容积内可以设置更多的烟 气管束， 燃料产生的高温烟气可以通过这些烟气管束进行换热， 可以增大锅炉的效率， 在实 际的运行中， 与和本发明具有同样锅炉体积的锅炉相比， 锅炉的功率提高 10-20%， 而锅炉的 热效率并没有减少。 0019 本发明的生物质锅炉采用偏心式炉胆结构， 由于炉胆偏向了锅筒的一侧， 入燃料 更加方便， 使得锅炉的进料口位置的水套夹层厚度减少 50以上， 这样， 投放燃料、。

16、 清灰清 渣更加方便。 0020 本发明的生物质锅炉采用逐层燃烧式燃烧室， 燃料从进料口直接进入， 直至填满 说 明 书 CN 103423733 A 4 3/4 页 5 整个燃料储存室， 燃料在和储存室的氧化室燃烧， 从下到上依次是灰层， 燃尽层， 氧化层， 干 馏层， 干燥层， 由于氧化层至灰层有一定的高度， 燃料在氧化层开始燃烧， 燃烧方向是水平 方向向炉胆， 而在垂直方向， 随着燃料的逐步燃尽， 到达底部炉排位置， 燃料已经完全燃尽， 这样， 就极大地增加了燃料燃尽率， 提高了效率。 燃烧产生的高温烟气经过炉胆、 上集烟箱、 烟火管、 下集烟箱、 连接弯头、 辅机下集烟箱、 辅机烟火管。

17、和辅机上集烟箱， 最后经排烟口排 出锅炉。 0021 采用这样的燃烧室， 燃烧层的灰分不影响锅炉燃烧， 减少燃烧阻力并且由于燃烧 层逐层， 逐级， 逐步燃烧， 使燃料能够充分燃尽， 到燃烧层底部时， 已经完全成为灰烬， 达到 了燃料的充分完全燃烧， 燃烧剩余物几乎全部为灰烬， 从而节省了燃料用量， 增大了换热面 积。 另外由于燃烧阻力减少， 燃烧层旺火和微火层次分明， 整个燃烧层燃烧面积加大体积加 大， 燃烧速率加快， 使锅炉的整个体积减少， 节省了锅炉用料， 并且升温更快， 由于燃烧强度 更大， 炉胆辐射然换热效率更高。 其次， 炉胆结构为偏心式结构， 这样， 换热烟管管束的换热 更加集中，。

18、 换热效率更大， 更好， 比传统换热提高 20以上， 效率直逼燃气锅炉。 0022 采用辅机作为省煤器， 使锅炉的排烟温度降到最低， 只有不到 75， 使热量几乎完 全吸收， 从而达到了节能的目的。 附图说明 0023 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。 0024 图 1 为本发明的生物质锅炉的一个实施例的结构示意简图。 0025 图 2 为图 1 的 A-。

19、A 向结构示意图。 0026 图中 1 为底座， 2 为出灰口， 3 为进风口， 4 为炉排， 5 为炉胆， 6 为水套， 7 为进料口， 8 为水套挡板， 9 为锅筒， 10 为上集烟箱， 11 为检修口， 12 为排汽管， 13 为出水口， 14 为突出 部， 15 为主烟火管， 16 为排烟口， 17 为辅机上集烟箱， 18 为辅机烟火管， 19 为壳体， 20 为进 水管， 21 为辅机下集烟箱， 22 为连接弯头， 23 为下集烟箱， 24 烟灰筒。 具体实施方式 0027 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例。

20、仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0028 如图 1 和 2 所示一种偏心炉胆式逐层燃烧生物质锅炉， 包括底座 1 和锅筒 9， 所述 的锅筒 9 设置在底座 1 上， 所述的锅筒 9 的上部设置有出水管， 所述的锅筒 9 内部设有一个 炉胆 5， 所述的炉胆 5 的中心和所述的锅筒 9 的中心相偏离， 所述的炉胆 5 和所述的锅筒 9 所形成的空间为水腔， 所述的炉胆 5 的上端设置有上集烟箱 10， 所述的上集烟箱 10 包括一 个突出的突出部 14， 。

21、所述的突出部 14 设置有若干跟主烟火管 15， 所述的主烟火管 15 一端 与上集烟箱 10 相连通， 所述的主烟火管 15 的另一端与下集烟箱 23 相连通， 所述的下集烟 说 明 书 CN 103423733 A 5 4/4 页 6 箱23与辅机相连通， 所述的锅筒9上还设置有燃料从下层到上层逐层燃烧的逐层燃烧式燃 烧室。 0029 所述的逐层燃烧式燃烧室包括设置在炉胆5内部的水套6， 所述的水套6的顶端设 置有将炉胆 5 与水套 6 密封的水套挡板 8， 所述的水套 6 上端的炉胆 5 上设置有进料口 7， 所述的水套6下端的炉胆5上设置有进风口3， 所述的进风口3与所述的水套6之间设。

22、置有 若干炉排 4， 所述的炉排 4 将进风口 3 到水套 6 之间的缺口密封， 所述的炉排 4 下端设置有 烟灰筒 24， 所述的烟灰筒 24 上设置有出灰口 2。 0030 所述的辅机包括壳体19， 所述的壳体19的内部设置有若干根辅机烟火管18， 所述 的辅机烟火管 18 的上端设置有将各个辅机烟火管 18 的烟气收集在一起的辅机上集烟箱 17， 所述的辅机上集烟箱17的顶部设置有排烟口16， 所述的辅机烟火管21的下端设置有将 烟气分配到各个辅机烟火管 18 的辅机下集烟箱 21， 所述的辅机下集烟箱 21 通过连接弯头 22 与所述的下集烟箱 23 相连通， 所述的壳体 19 的上部。

23、与所述的锅筒 9 的下部通过管道相 连通， 所述的壳体 19 的上部设置有进水管 20。 0031 优选地 ： 所述的上集烟箱 10 的顶端设置有检修口 11。 0032 优选地 ： 所述的锅筒 9 的顶端设置有排汽管 12。 0033 优选地 ： 所述的炉胆 5 的中心和所述的锅筒 9 的中心相偏离 10-20cm， 采用偏心距 离， 在实际的运行中， 与同样的锅炉体积的其它锅炉相比， 锅炉的功率提高 15-20%， 换热效 率提高 30% 以上， 效率直逼燃气锅炉， 尤其是采用偏心距离 16cm， 在实际的运行中， 与同样 的锅炉体积的其它锅炉相比， 锅炉的功率提高 20%， 换热效率提高。

24、 36% 以上， 效率直逼燃气 锅炉。 0034 本发明的运行过程 ： 0035 在从进水管 20 加入到指定高度， 然后在燃料进料口 7 直接进入， 直至填满整个燃 烧室， 点燃燃料， 从进风口 3 进风， 燃料在燃烧室燃烧， 从下到上依次是灰层、 燃尽层、 氧化 层、 干馏层和干燥层， 由于氧化层至灰层有一定的高度， 燃料在氧化层开始燃烧， 燃烧方向 是水平方向向炉胆 5， 而在垂直方向， 随着燃料的逐步燃尽， 到达底部炉排 4 位置， 燃料已经 完全燃尽， 这样， 就极大地增加了燃料燃尽率， 提高了效率。燃烧产生的高温烟气经过炉胆 5， 上集烟箱 10， 主烟火管 15， 下集烟箱 23。

25、， 连接弯头 22， 辅机下集烟箱 21， 辅机烟火管 18， 辅机上集烟箱 17， 最后经出排烟口 16 排出壳体 19。在此过程中先是辅机烟火管 18 中的 低温烟气对壳体 19 内部的水进行初步加热， 低温烟气进过此步骤的热交换， 温度进一步降 低， 壳体19内的水经过初步加热后进入水腔， 进入水腔的水通过主烟火管15里面的高温烟 气的加热， 变为高温的热水， 通过出水口 13 连接需要热水的设备， 高温烟气经过换热变为 低温烟气作为初步加热的热源。 0036 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精 神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103423733 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103423733 A 7 。