[发明专利]倒置层燃锅炉

说明书

一、技术领域

本发明属于固体燃料锅炉技术领域，具体涉及一种常压热水锅炉。

二、背景技术

目前，工业生产和社会供暖所使用的固体燃料层燃常压热水锅炉，按照其不同的燃烧方式可分为固定炉排和机械化移动炉排两种。固定炉排指的是将固体燃料置于固定不动的炉排上的燃烧方式。这是一种最古老、结构简单的层燃燃烧方式。采用固定炉排的层燃燃烧方法最大的问题在于燃料的添加及灰渣的清除。由于每次添加的燃料量有限，导致添加十分频繁，每次添加的冷燃料直接覆盖在燃烧层上面，预热不充分，造成燃烧效率的降低。而对灰渣而言，一方面如果不及时清除，灰渣覆盖在燃料上，会导致燃烧难以持续；而另一方面，频繁的除渣不可避免的会破坏燃烧层，导致大量的热损失。

为解决添料和除渣的问题，在固定炉排的基础上开发了机械化移动炉排，主要为链条炉排，其工作方式可概括为：燃料落到炉排上，随炉排的移动进入燃烧室燃烧，形成的灰渣又随着炉排的移动带出燃烧室。尽管链条炉在一定程度上解决了添料和除渣的问题，但仍存在一些难以克服的问题，可归为以下几个方面：(1)由于燃料在行进中燃烧，而在行进过程中，燃料的状态一直发生变化，由初始状态到逐渐预热，到部分分解，到部分燃烧直至完全燃烧。其燃烧过程的复杂性和不均匀性都会导致燃料难以燃烧彻底，造成热量的损失。(2)换热水管是利用热辐射的方式接收热量。由于燃料是在行进中燃烧，不同的燃烧阶段释放出的热量各不相同。复杂的辐射方式导致换热水管难以将各不同阶段所释放出的热量全部最大化的吸收，热量的进一步损失造成锅炉的热效率进一步降低。(3)除了热效率较低的问题外，链条炉对燃料还很挑剔。链条炉不仅对燃料的品质有严格的要求，对燃料的尺寸同样有严格的要求。燃料的热值偏高，会造成燃料的浪费，燃料的热值偏低，会造成锅炉不能持续燃烧。燃料的尺寸有着类似的影响。(4)同固定炉排有着同样的问题，一次性添加的燃料有限，需频繁添加。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种倒置层燃锅炉，它具有高效的导热方式，并且能够一次性添充足够长时间的燃料，充分燃烧。

本发明采用的技术方案是：倒置层燃锅炉包括给料系统、燃烧系统、换热系统、除渣系统和排烟系统，它具有筒状的炉体，燃烧室在炉体下部，进料口在炉体的顶部，进料口下面有料仓，料仓有与燃烧室之间隔离的密封门；炉体上面和四周均有密封保温层，只在燃烧室下部炉排处有进风口；排烟通道位于燃烧室下部侧面。

工作时，将燃料投入进料口，经料仓、密封门进入燃烧室，一直落至炉排上，燃料将换热管埋在其中。燃料添完后，将上盖关闭，使炉体上部保持封闭状态，然后由炉排下面点火。

本发明的燃烧方式完全不同于传统的固定炉排或机械化移动炉排的燃烧方式。其优势在于稳定的燃烧层，高效的导热方式，换热水管始终处于稳定的燃烧层之中。另外在降低选择燃料标准的同时，降低了单位时间内燃料的添加次数。从理论上说，只要锅炉结构制作方面允许，就可以无限制的增加一次性添料的总量。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)新型层燃燃烧方法：传统的层燃燃烧方法均为将固体燃料置于炉排上，燃烧过程为自上而下燃烧，换热水管置于燃烧层上方，与燃料有一定的间距。本发明实现了一种新型的层燃燃烧方法。即将一定厚度的固体燃料，置于只有底端开口而其余面封闭的容器中，因燃烧必备条件氧气作用，使燃料只能在露出容器底端与氧气相接触时才能燃烧。燃烧层始终处于燃料底部，实现了燃料倒置底部层燃的一种新型燃烧方法。燃烧过程是自下而上燃烧。换热水管置于燃料内部。始终处于燃烧层之中。

(2)热效率高：传统的层燃燃烧的热交换方式为热辐射。固体燃料燃烧后，热量在炉膛内反射后集中至换热水管处。本发明所采用的热交换方式为热传导，换热水管直接置于燃烧层内，燃烧生成的热量直接由热传导的方式由固体燃料交换至换热水管。热交换的效率大大提高。

(3)稳定均匀的燃烧层：在使用链条炉排层燃燃烧方式时，由于燃料在不停的移动，不同阶段的燃料温度及状态有着较大的差异，使得燃料难以充分燃烧。与之相比，本发明的倒置层燃燃烧方式燃烧层固定不动，稳定而均匀，使燃烧更加充分。