[發明專利]文丘里管效應式純無煙立式熱水鍋爐

無效

• 申請號: 200710015957.3
• 申請日: 2007-06-16
• 公開（公告）號: CN101097088A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 王樹洲
• 申請（專利權）人: 王樹洲
• 主分類號: F24H1/40
• 分類號: F24H1/40;F23B10/00;F23L9/04
• 代理公司: 淄博科信專利商標代理有限公司
• 代理人: 馬俊榮

技術領域

本發明涉及一種文丘里管效應式純無煙立式熱水鍋爐，屬于工業熱工設備。

背景技術

目前，立式手燒熱水鍋爐在人們的日常生活中已經普遍使用，國家標準有CLSG、LSG型等，熱功率在0.07MW-1.4MW之間，形成若干不同功率的系列產品，其他傳統型號的熱水鍋爐也都基本上采用這種結構模式，主要包括夾層外殼、鍋爐管組、吸熱爐管和燃燒裝置，鍋爐管組置于燃燒裝置上方的熱氣體腔內，燃燒裝置的燃燒爐膛下方為爐排，爐排的下方為灰室，與燃燒爐膛對應設有加煤爐門，與灰室對應設有出灰門，灰室配有一次助燃風口，燃燒部分采用的是一種叫做“上翻下燒式”的形式，也叫雙層燃燒技術，也有一些是采用單層爐排燃燒式的。

這些鍋爐功率雖小但市場容量卻很大，用戶很多，在實際運行中都是濃煙滾滾，即不節能，又嚴重污染環境，熱效率也很低，根本不適合目前節能環保社會的需要。

圖1所示的是立式手燒熱水鍋爐的結構示意圖，燃燒時，首先是上煤層燃燒，然后是下煤層燃燒，運行中加煤的順序也是這樣“先上后下”，上煤層燃燒產生的大量“揮發份”煙氣向下穿過吸熱爐管，到達下爐膛的上部和下煤層產生的煙氣混合，氣流向上運行，設計意愿是：只從上邊加煤，不給下邊加煤，上面燃燒落下的余燼(焦碳碎沫)作為下爐膛的燃料，因為這些碎焦碳已經經過干餾沒有了“揮發份”，所以下面的燃燒是光有火沒有煙，用這股比較干凈的火去燒從上面翻下來的“揮發份煙氣”，實現煙氣的二次燃燒，運行中的操作機制是：上爐門開，下爐門關，出灰門半開，認為這樣就可以無煙燃燒了。

事實上，這種結構的鍋爐在運行中，個個都大冒黑煙和原始的單層爐排鍋爐的效果進行對比沒有什么兩樣，那么問題的根源在哪里呢？

鍋爐在運行中，上爐排漏下的“余燼”數量很少，是些碎焦碳沫，下爐排根本不能連續可靠的燃燒，又加上碎煤的透氣性不好，光靠上爐膛那么點燃燒功率根本不能正常輸出需要的熱能，所以操作工人就上邊加煤，下邊也同時加煤，這樣上下同時放大火，成為了真正的“雙層燃燒”。可見設計效果和實踐效果完全不能吻合，并且相差太遠，并且操作起來要“勤加煤，少加煤”，出渣時還要“先鉤上，后鉤下”，爐門還要“上門開，中門微開，下爐門微開或者半開，有時還要全開”，運行中還要根據上面和下面的煤量不同，再進行各個爐門開啟程度的調整等等，操作起來非常麻煩，極少數“智商高，干活勤快”的操作工，達到最佳操作狀態時，也只能是煙囪的黑煙稍小點，但是也不能從根本上消除煙的存在，只能是有點效果而已。

為什么會這樣呢？我們知道，燃料燃燒完全必須具備四大要素：①必須的溫度；②足夠的空氣量；③良好的混合；④充分的燃燒時間。

而在該鍋爐中：

①首先沒有必須的溫度：不管是上爐膛還是下爐膛，都是在水的冷卻狀態下進行燃燒，整個鍋筒里和上層爐排里面都通有冷水，雖然傳熱效果好了，但是對燃燒條件卻極為不利，顧此而失彼，固定碳本身和揮發份產生的濃濃煙氣沒有必須的溫度(800-1000℃以上)，是絕對不會達到完全燃燒的，所以要冒黑煙，煙煤中寶貴的燃料“揮發份”占30-35％比數，都變成有毒氣體和黑煙排到大氣層中去了，既浪費了能源，又污染了環境。

②沒有足夠的空氣量：

這種鍋爐結構仍然是原始的手燒式固定爐排的層燃模式，間歇性加煤同時伴隨的燃燒周期和加煤周期性的缺氧現象絲毫沒有改變，所不同的只是加了一層變成兩層固定爐排而已，所以缺氧導致冒黑煙。

③沒有良好的混合：混合煙氣直接進入到鍋爐管里面去進行熱交換，不但不會燃燒，反而高濃度的煙氣會急聚冷卻，其中的焦油蒸汽和一些細小的蒸發起來的碳粒以及一些其它成份，立刻析出“凝結成體積較大的碳鏈體”，粘在鍋爐管上越積越厚，嚴重影響熱交換效率，另一部分則經過煙道去堵塞鍋爐尾部的附機和排到空中污染大氣層。所以這種結構盡管設計時計算有足夠的熱交換面積，但是實際運行中的熱效率卻很低。

④沒有充分的燃燒時間：燃燒中所產生的高濃度揮發物在鍋爐里邊一直是跑直道，并且邊走邊冷卻，沒有足夠的時間，更沒有溫度，所以肯定要冒黑煙。

發明內容

本發明的目的在于提供一種文丘里管效應式純無煙立式熱水鍋爐，結構合理，能夠解決燃煤黑煙排放問題，實現燃燒氣體的純無煙排放，熱效率高，節約煤資源，保護環境。