[发明专利]避免热氮氧化物的锅炉炉膛

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于发电的锅炉炉膛。 

背景技术

现有两种锅炉炉膛。一种是家庭型，一种是发电型。家庭型的锅炉产生低压的暖水。发电型锅炉产生高压蒸汽。由于上述的要求不同，导致两种锅炉的结构和系统也完全不同。对于家庭型锅炉而言，单燃料喷嘴朝上安装在炉膛底部或者朝下安装在炉膛顶部，周围被水套壁包围。对于发电型锅炉而言，多个燃料喷嘴以离心方向形式安装在炉膛中，周围被水套壁包围。如图1所示，在传统的离心状锅炉炉膛，所述空间108用作燃料的燃烧区间，因为从所述燃料喷嘴喷入的燃料就在由所述水套104壁圈成的空间108内燃烧。在从各喷嘴喷出的燃料燃烧时构成的火焰聚在空间108，然后就变成一个大圆柱形火焰110，圆柱形火焰110的中心变成一个高温火球112。火球的温度高达1000℃以上。这样的高温把空气中的氧和氮结合在一起生成大量的氮氧化物(称之为NOx)，是对环境有毒的物质。修建高的超级加热结构、节能器、空气预热器、炉膛上的灰尘收集器以及专门的地面NOx(氮氧化物)处理设备需要大量的建造费用。在使用固体燃料时，如传统锅炉炉膛中那样，灰烬会带来另外一个问题。燃烧后留下的灰烬被灼热的火球112熔化，变成粘性炼渣粘在水管上，降低了其热传导性。 

发明内容

因此，本发明的目的是避免热NOx(氮氧化物)。本发明的另外一个目的是提供一种高热效率的较小的锅炉。 

为了达到上述目的，依照本发明的锅炉炉膛包括外水套壁，外水套壁在每个角落带有喷射燃料和空气的喷嘴，特征在于，在由外水套壁包围的空间中设置辅助水套壁并位于假定火球位置。 

由辅助水套壁包围的小块区域可作为有用的空间来利用，就像预热器、节能器。因此，本发明的锅炉炉膛避免了火球，使得火焰温度降低，避免了产生热NOx(氮氧化物)，还可向水传导更多的热量，由于提供了较大的接触面积，因此可导致较小的锅炉具有较高的效率。烧到外水套壁围成的区域中心的火焰被内水套壁反射送回到外水套壁，加热外水套壁中的水。

在内水套壁反射的过程中，火焰热能传送到内水套壁中的水。为了把更多的热量传送到水套壁，可以缩短火焰到外水套壁间的距离，进一步加热内水套壁。通过防止火球，设置低火焰温度高燃烧效率的火道，避免了热NOx(氮氧化物)。 

附图说明

图1是一种现有的煤粉锅炉炉膛的水平横截面图； 

图2是本发明第一实施例带有局部剖的立体示意图； 

图3所示本发明第一实施例的水平视图，用于说明设置在锅炉炉膛中的外水套壁和内水套壁的结构； 

图4所示本发明第二实施例的水平视图，用于说明设置在锅炉炉膛中的外水套壁和内水套壁的结构； 

图5所示为内水套壁的立体示意图，它说明形成于水套壁之间的膜上的空气注入孔的排列； 

图6所示为内水套壁的横截面示意图，说明膜上设置的空气注入孔的方向； 

图7所示为安装在本发明锅炉炉膛中的内水套壁结构的另外一个实施例的横截面示意图； 

具体实施方式

结合附图对本发明作详细介绍。 

图2是属于本发明的锅炉炉膛的带有局部剖的立体示意图。本发明所涉及的锅炉炉膛包括内水套壁10和外水套壁6以及位于内水套壁10和外水套壁6之间的燃烧空间S，如图2所示。所述外水套壁6由多个平行的水管和连接并密封平行的水管的膜组成，外水套壁沿着锅炉炉膛的外圆周。所述内水套壁10由多个平行的水管和连接并密封平行的水管的膜组成，内 水套壁10位于外水套壁6中。所述需要的燃烧空间S通过调整内水套壁10和外水套壁6之间的空间设置而成。 

构成水套壁的水管包含流动的水。 

另一方面，可以把内水套壁10制成图3和图4所示的圆截面，因为圆形使火道更优越，增加在燃烧空间S中的热吸收效率，因为它使火道沿内水套壁更好地旋转接触。 

如图5和图6所示，多个空气注入孔241设在内水套壁上和连接并密封平行的水管之间的空隙的膜上，空气注入孔241在膜上以向上的角度呈螺旋分布，如图6所示。 

图7是内水套壁10的另外一种实施方式的横截面视图，它包含多弯曲水套壁，以需要的间隔离心地设置。 

在图7中所示的内水套壁10中，在水套壁之间的膜上设置的空气注入孔241可以自动地免除，因为各独立的水套壁间的空隙起到了空气注入孔241的作用。