固體燃料的燃燒裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種固體燃料的燃燒裝置。該燃燒裝置包括爐膛，所述爐膛設(shè)有向爐膛供風(fēng)的進(jìn)風(fēng)口和固體燃料進(jìn)料口，所述進(jìn)料口設(shè)置在爐膛頂部，在爐膛內(nèi)對(duì)應(yīng)所述進(jìn)料口設(shè)置有承接從進(jìn)料口進(jìn)入的固體燃料的爐箅，固體燃料在進(jìn)料口與爐箅之間形成堆料層，該爐箅上方的爐膛在堆料層的其中一側(cè)形成為進(jìn)風(fēng)側(cè)，與該進(jìn)風(fēng)側(cè)相對(duì)的另一側(cè)形成為燃燒側(cè)；由該堆料層構(gòu)成進(jìn)風(fēng)側(cè)與燃燒側(cè)之間的隔離體；在所述燃燒側(cè)形成有導(dǎo)通于尾氣出口的燃燒腔，在燃燒側(cè)的揮發(fā)份流經(jīng)路徑上設(shè)有將揮發(fā)份氣流引向側(cè)向燃燒火焰的導(dǎo)流壁。本實(shí)用新型不但使揮發(fā)份的充分燃燒，而且能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)有序進(jìn)料和燃燒速度的自然匹配，解決了熔灰問題，保證了穩(wěn)定持續(xù)燃燒。
【專利說明】固體燃料的燃燒裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及固體燃料燃燒領(lǐng)域，具體地講，有關(guān)于一種固體燃料的燃燒裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]從燃料分類角度來看，固體燃料因資源豐富、使用安全，是現(xiàn)代人類使用最為廣泛的一種燃燒材料，特別是煤。另外，隨著以煤為代表的礦物質(zhì)固體燃料的需求量的增大、資源的減少，以及全球新能源運(yùn)動(dòng)的展開，可再生的生物質(zhì)燃燒材料，如秸桿、稻草、木材、木屑、枯枝等得到人們的高度重視。
[0003]目前使用生物質(zhì)燃燒材料的主要方式直接點(diǎn)燃燃燒，這種方式燃燒效率非常低，并產(chǎn)生大量的黑煙，造成環(huán)境污染。
[0004]一直以來，很多人都試圖采用現(xiàn)有的燃煤爐具來燃燒生物質(zhì)燃料。由于生物質(zhì)燃燒材料與固定碳含量較高的礦物質(zhì)燃燒材料的燃燒特性具有比較大的區(qū)別，現(xiàn)有的燃燒爐具并不能適應(yīng)由可再生的生物質(zhì)材料構(gòu)成的固體燃料的燃燒，造成燃燒效率低，存在排放污染等問題，從而制約了生物質(zhì)燃燒材料的應(yīng)用。另外，現(xiàn)在大量使用的煤都是固定碳含量比較高的高級(jí)煤，例如無煙煤、煙煤等，一些低級(jí)煤，例如褐煤、泥煤等，利用現(xiàn)有的燃燒裝置，也同樣存在燃燒效率低，冒黑煙等問題，因此目前還沒有得到廣泛應(yīng)用。
[0005]本實(shí)用新型人在仔細(xì)研究后發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)燃燒材料和低級(jí)煤(例如褐煤、泥煤等)與高級(jí)煤的相比，主要的區(qū)別是，高級(jí)煤的固定碳含量很高(一般在90%以上)，因此在燃燒時(shí)主要是固定碳燃燒方式；而生物質(zhì)燃燒材料和低級(jí)煤的固定碳含量比較低，而揮發(fā)份含量比較高(大概在50% — 70%)。這種揮發(fā)份含量高的固體燃料，主要存在兩個(gè)特點(diǎn):1)揮發(fā)份析出溫度低于揮發(fā)份燃點(diǎn)；2)揮發(fā)份的燃點(diǎn)高于灰熔點(diǎn)。
[0006]目前的燃燒爐一般分為正向燃燒爐和反式燃燒爐兩種，由于生物質(zhì)燃料和低級(jí)煤存在上述特點(diǎn)，采用這兩種燃燒爐都無法實(shí)現(xiàn)持續(xù)高效燃燒。
[0007]在采用現(xiàn)有的正向燃燒爐燃燒時(shí)，存在如下問題:
[0008]I)燃燒效率低。在燃燒時(shí)，由于揮發(fā)份的析出溫度低于揮發(fā)份的燃點(diǎn)，揮發(fā)份首先析出并以黑煙的方式排放到空氣中，剩余的固定碳部分再進(jìn)行燃燒，這樣只利用了其中的固定碳燃燒產(chǎn)生的熱量，不但燃燒效率比較低，而且存在排放污染。
[0009]2)不能持續(xù)燃燒?，F(xiàn)有的燃燒裝置一般是通過爐篦進(jìn)風(fēng)，使得爐篦上的固體燃料進(jìn)行高溫燃燒，由于灰熔點(diǎn)低于揮發(fā)份和固定碳的燃點(diǎn)，在爐箅上固定碳燃燒的高溫環(huán)境下，燃燒后的爐灰處于呈粘稠狀的熔融狀態(tài)，會(huì)糊在爐箅上，無法通過爐箅或者其它排灰機(jī)構(gòu)(例如撥灰棒)正常排出，使得該粘稠狀的爐灰混合在正在燃燒的燃料中，極大地影響了燃料的燃燒效率。并且，該粘稠狀的爐灰粘在爐箅子上，堵塞了爐箅上的進(jìn)風(fēng)通道，一段時(shí)間后會(huì)將爐箅糊死，使得燃燒爐無法繼續(xù)工作。
[0010]反式燃燒爐的特點(diǎn)是，出火口低于爐箅，使燃燒產(chǎn)生的火焰反向通過爐箅后再到達(dá)出火口。這種燃燒方式與正向燃燒相比，析出的揮發(fā)份可以在通過爐箅時(shí)被火焰點(diǎn)燃，燃燒效率得到了提高。然而由于高溫火焰位于爐箅位置，這也使得爐箅位置的溫度非常高，在高溫環(huán)境下，燃燒后的爐灰處于呈粘稠狀的熔融狀態(tài)，會(huì)糊在爐箅上，堵塞了爐箅的氣流通道，很快就會(huì)將爐箅糊死，使得燃燒爐無法繼續(xù)工作。
[0011]專利號(hào)為01220213695.8的中國(guó)實(shí)用新型專利提出了一種可用于各種固體可燃物充分燃燒的多點(diǎn)配風(fēng)正反燒充分燃燒的熱風(fēng)爐900。如圖2所示，該熱風(fēng)爐包括爐體，爐體內(nèi)分別設(shè)有上燃燒室92和下燃燒室93，上燃燒室92和下燃燒室93的底部分別設(shè)有上爐箅94和下爐箅95，下爐箅95的下方為除灰室96，下燃燒室93的爐體上設(shè)有出煙口 98。上燃燒室92內(nèi)設(shè)有上部與爐體內(nèi)壁為一體，下部縮徑為圓筒的漏斗狀燃燒倉(cāng)910，漏斗狀燃料倉(cāng)910的下端口位于上爐箅94上，漏斗狀燃料倉(cāng)910的中心處縱向設(shè)有下端開口的圓筒狀煙火通道911，漏斗狀燃料倉(cāng)910下部的外壁與爐體91的內(nèi)壁之間形成有環(huán)形上風(fēng)道912，漏斗狀燃料倉(cāng)910下部圓筒的外壁上均勻開設(shè)有多個(gè)進(jìn)風(fēng)孔913，爐體91的外壁上開設(shè)有兩個(gè)與環(huán)形風(fēng)道相連通的進(jìn)風(fēng)口 914，進(jìn)風(fēng)口 914處連接有風(fēng)筒915。
[0012]該熱風(fēng)爐試途通過正反燒結(jié)合來解決正向燃燒和反式燃燒存在的問題,然而該熱風(fēng)爐900在使用時(shí),存在有如下缺陷而無法持續(xù)使用:
[0013]I)由于上燃燒室92與下燃燒室93之間通過上爐箅94分隔，在燃燒過程中，上燃燒室92內(nèi)不完全燃燒的燃料需要落入到下燃燒室93繼續(xù)燃燒，如果落入下燃燒室93內(nèi)不完全燃燒的燃料的燃燒速度不能匹配上通過上爐箅94向下燃燒室93落料的速度，下燃燒室93內(nèi)堆的不完全燃燒的燃料越來越多，一段時(shí)間后，會(huì)將下燃燒室93內(nèi)的出煙口 98堵上，不但無法繼續(xù)燃燒，而且燃燒室內(nèi)的燃?xì)鈺?huì)從進(jìn)風(fēng)口冒出，可能會(huì)造成安全事故。然而由于不同燃料的燃燒速度存在差別，在實(shí)際使用過程中，很難保證上下燃燒室的燃燒速度完全匹配，使該熱風(fēng)爐使用時(shí)存在不安全隱患。
[0014]2)燃料在上燃燒室92中進(jìn)行燃燒，火焰需要穿過上爐箅進(jìn)入到下燃燒室，從而使得上爐箅位置的溫度仍然很高，上爐箅上仍然存在熔灰問題，燃燒一段時(shí)間后，上爐箅熔融的爐灰將上爐箅上的燃料粘結(jié)在一起，無法通過上爐箅向下燃燒室落料，燃料只能在上燃燒室燃燒，上爐箅上灰燼最終完全將上爐箅糊住，從而造成熱風(fēng)爐無法持續(xù)工作。
[0015]3)如圖2所示，該熱風(fēng)爐為提高燃燒效率，從下燃燒室93底部的下爐箅95下風(fēng)大量配風(fēng)，造成下爐箅95位置的溫度過高，而一些固體生物質(zhì)燃料(如秸桿)的灰熔點(diǎn)比較低，從而使得該熱風(fēng)爐在燃燒固體生物質(zhì)燃料時(shí)產(chǎn)生融灰現(xiàn)象，使得燃燒產(chǎn)生的灰份處于粘稠的熔融狀態(tài)，而粘結(jié)下爐箅95上。這樣在該熱風(fēng)爐工作一段時(shí)間后，下爐箅95的縫隙被融灰糊上，無法有效排灰，從而造成該熱風(fēng)爐無法持續(xù)工作。
[0016]因此，有必要提供一種適合揮發(fā)份含量高的固體燃料(例如生物質(zhì)燃料)燃燒的固體燃料燃燒爐，來克服現(xiàn)有燃燒爐存在的上述缺陷，實(shí)現(xiàn)固體燃料的有序可控燃燒。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0017]本實(shí)用新型的目的在于，提供一種固體燃料的燃燒裝置，不但能夠使固體燃料中的揮發(fā)份充分燃燒，而且解決了熔灰問題，并在燃燒過程中，實(shí)現(xiàn)燃燒速度的自然匹配，可隨著燃燒的進(jìn)行自動(dòng)有序進(jìn)料，保證了燃料的持續(xù)燃燒。
[0018]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型提供了一種固體燃料的燃燒裝置，包括爐膛，該爐膛設(shè)有向爐膛內(nèi)供風(fēng)的進(jìn)風(fēng)口和固體燃料進(jìn)料口，所述進(jìn)料口設(shè)置在爐膛頂部，在爐膛內(nèi)對(duì)應(yīng)所述進(jìn)料口設(shè)置有承接從進(jìn)料口進(jìn)入的固體燃料的爐箅，固體燃料在進(jìn)料口與爐箅之間形成堆料層，該爐箅上方的爐膛在堆料層的其中一側(cè)形成為進(jìn)風(fēng)側(cè)，與該進(jìn)風(fēng)側(cè)相對(duì)的另一側(cè)形成為燃燒側(cè)；由該堆料層構(gòu)成進(jìn)風(fēng)側(cè)與燃燒側(cè)之間的隔離體；在所述燃燒側(cè)形成有導(dǎo)通于尾氣出口的燃燒腔，在燃燒側(cè)的揮發(fā)份流經(jīng)路徑上設(shè)有將揮發(fā)份氣流引向側(cè)向燃燒火焰的導(dǎo)流壁，從而進(jìn)入爐膛的風(fēng)所產(chǎn)生的主氣流由進(jìn)風(fēng)側(cè)大致橫向穿過堆料層后經(jīng)導(dǎo)流壁導(dǎo)引進(jìn)入燃燒腔，最后從尾氣出口排出。
[0019]采用本實(shí)用新型的上述燃燒裝置，由于在燃燒過程中，在燃料析出揮發(fā)份和進(jìn)行固定碳燃燒都在堆料層，隨著燃燒的進(jìn)行，燃料析出揮發(fā)份后體積變小，在重力作用下自動(dòng)向下移動(dòng)，并逐漸被下層燃燒火焰點(diǎn)燃，新燃料自動(dòng)從進(jìn)料口補(bǔ)入到堆料層上，下層燃料的固定碳燃燒又為上層新燃料揮發(fā)份析出提供所需的熱量，新燃料的補(bǔ)充速度取決于下層燃料的燃燒速度，從而自然實(shí)現(xiàn)了上層揮發(fā)份析出與固定碳燃料燃燒速度的匹配，有效解決了現(xiàn)有熱風(fēng)爐因燃燒速度不匹配而存在的安全隱患問題。
[0020]同時(shí)，在燃燒過程中，上層燃料加熱析出的揮發(fā)份隨著氣流從堆料層穿出，在導(dǎo)流壁的引導(dǎo)下經(jīng)由固定碳燃料燃燒產(chǎn)生的側(cè)向燃燒火焰，被燃燒火焰點(diǎn)燃，進(jìn)入燃燒腔燃燒，從而實(shí)現(xiàn)了揮發(fā)份的充分燃燒。
[0021]并且，由于本實(shí)用新型的燃燒裝置可以隨著燃燒的進(jìn)行利用重力自動(dòng)有序進(jìn)料，可以使燃燒爐處于無人值守的運(yùn)行狀態(tài)，不但節(jié)省了人力，而且由于堆料層處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，使得固定碳燃燒和揮發(fā)份析出一直處于連續(xù)穩(wěn)定的燃燒狀態(tài)下，有效保證了揮發(fā)份的充分燃燒，提高了燃燒效率，實(shí)現(xiàn)了燃燒爐的有序可控燃燒。
[0022]另外，由于本實(shí)用新型從堆料層的一側(cè)進(jìn)風(fēng)，在堆料層與進(jìn)風(fēng)側(cè)相對(duì)的燃燒側(cè)設(shè)置燃燒腔。這樣，在氣流的帶動(dòng)下，下層固定碳燃燒的高溫火焰從堆料層的燃燒側(cè)穿出，在燃燒側(cè)形成高溫火焰區(qū)，為揮發(fā)份提供點(diǎn)燃所需的高溫環(huán)境，而堆料層在底部爐箅位置幾乎沒有氣流通過，從而在底部爐箅位置不存在高溫火床。并且，隨著燃燒的進(jìn)行，體積變小的固定碳燃料逐步下移，燃燒時(shí)間越長(zhǎng)的固定碳燃料位于越向下的位置，使得下部的固定碳燃燒層越向下溫度越低，燃燒所產(chǎn)生的爐灰也在固定碳燃料向下移動(dòng)過程中，在重力作用下通過底部爐箅被排入到下部的灰室中，有效解決了現(xiàn)有燃燒爐存在的熔灰問題，保證了燃燒爐的持續(xù)穩(wěn)定燃燒。
[0023]并且，由于本實(shí)用新型的堆料層構(gòu)成進(jìn)風(fēng)側(cè)與燃燒側(cè)的隔離體，使得進(jìn)風(fēng)側(cè)的風(fēng)必須穿過堆料層才能進(jìn)入燃燒側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)了進(jìn)風(fēng)側(cè)的風(fēng)對(duì)燃料燃燒和揮發(fā)份燃燒的有效供給。
[0024]在本實(shí)用新型的一個(gè)可選例子中，所述堆料層在進(jìn)風(fēng)側(cè)和燃燒側(cè)之間的兩相對(duì)側(cè)面與爐膛內(nèi)壁相接，從而將進(jìn)風(fēng)側(cè)與燃燒側(cè)隔離。
[0025]在一個(gè)可選的例子中，爐箅上方的爐膛在進(jìn)風(fēng)側(cè)與燃燒側(cè)之間的該兩相對(duì)側(cè)內(nèi)壁的側(cè)壁面，與堆料層在進(jìn)風(fēng)側(cè)與燃燒側(cè)之間的兩側(cè)面可形成的自然堆放坡度一致或位于該自然堆放坡度內(nèi)側(cè)，從而使得堆料層在進(jìn)風(fēng)側(cè)與燃燒側(cè)之間的兩側(cè)壁面與爐膛內(nèi)壁相接。
[0026]在一個(gè)可選的例子中，爐箅上方的爐膛在進(jìn)風(fēng)側(cè)與燃燒側(cè)之間的該兩相對(duì)側(cè)內(nèi)壁為豎直側(cè)壁。
[0027]在一個(gè)可選的例子中，爐箅上方的爐膛在進(jìn)風(fēng)側(cè)與燃燒側(cè)之間的該兩相對(duì)側(cè)內(nèi)壁為傾斜側(cè)壁。
[0028]在導(dǎo)流壁的一個(gè)可選的例子中，導(dǎo)流壁由設(shè)置于爐膛內(nèi)的導(dǎo)流板側(cè)壁構(gòu)成，在該導(dǎo)流板的下端或下部形成有供氣流通過的氣流通道。
[0029]在導(dǎo)流壁的另一個(gè)可選例子中，導(dǎo)流壁可由爐膛部分內(nèi)壁構(gòu)成。
[0030]在導(dǎo)流壁的再一個(gè)可選例子中，在燃燒腔內(nèi)設(shè)置有換熱裝置，導(dǎo)流壁由換熱裝置的部分側(cè)壁構(gòu)成。
[0031]在本實(shí)用新型的一個(gè)可選例子中，所述堆料層位于燃燒側(cè)的側(cè)面外側(cè)可形成為不對(duì)堆料層側(cè)面形狀進(jìn)行限制的開放式結(jié)構(gòu)。
[0032]在本實(shí)用新型的另一個(gè)可選例子中，所述堆料層位于燃燒側(cè)的側(cè)面外側(cè)可形成有具有開口或孔隙結(jié)構(gòu)的側(cè)壁。
[0033]在本實(shí)用新型的一個(gè)可選例子中，所述爐箅的邊緣均可與爐膛內(nèi)壁相連接。
[0034]在本實(shí)用新型的一個(gè)可選例子中，所述爐箅在燃燒腔的一側(cè)邊緣與爐膛內(nèi)壁具有間隔。
[0035]在本實(shí)用新型的一個(gè)可選例子中，所述的燃燒腔可具有兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0036]實(shí)驗(yàn)證明，采用本實(shí)用新型的上述燃燒裝置，揮發(fā)份幾乎可以被完全燃燒，燃燒爐的燃燒效率達(dá)到95%以上，并且沒有黑煙排放，實(shí)現(xiàn)了揮發(fā)份含量高的固體燃料燃燒的潔凈排放。本實(shí)用新型的燃燒爐充分利用了重力和熱量傳遞的特性，不但能夠符合燃料原理的要求，實(shí)現(xiàn)了燃料的自動(dòng)有序燃燒，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，使用方便，從而為揮發(fā)份高的固體燃料的推廣應(yīng)用提供了有利條件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0038]圖1為現(xiàn)有的正反燒熱風(fēng)爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖2為本實(shí)用新型燃燒裝置的燃燒狀態(tài)示意圖；
[0040]圖3為本實(shí)用新型燃燒裝置的進(jìn)風(fēng)側(cè)與燃燒側(cè)爐膛側(cè)壁為豎直側(cè)壁的側(cè)向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖4為本實(shí)用新型燃燒裝置的進(jìn)風(fēng)側(cè)與燃燒側(cè)爐膛側(cè)壁為傾斜側(cè)壁的側(cè)向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖5為本實(shí)用新型燃燒裝置的進(jìn)風(fēng)側(cè)與燃燒側(cè)爐膛側(cè)壁為弧形側(cè)壁的側(cè)；向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖6為本實(shí)用新型燃燒裝置爐箅的一側(cè)邊緣與爐膛內(nèi)壁具有間隔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖7為圖6的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖8為圖6的B-B剖視的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖9為圖6的B-B剖視的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖10為圖6的導(dǎo)流壁的C向結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖11為導(dǎo)流壁的C向另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖12為本實(shí)用新型燃燒裝置的燃燒側(cè)具有孔隙結(jié)構(gòu)側(cè)壁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖13為本實(shí)用新型燃燒裝置的燃燒側(cè)具有帶開口側(cè)壁的結(jié)構(gòu)示意圖；[0051]圖14為本實(shí)用新型燃燒裝置的爐箅邊緣均與爐膛內(nèi)壁相接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖15為本實(shí)用新型燃燒裝置具有傾斜爐箅的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖16為本實(shí)用新型的燃燒裝置具有兩個(gè)燃燒腔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖17為導(dǎo)流壁由爐膛部分內(nèi)壁構(gòu)成的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055]圖18為導(dǎo)流壁由換熱裝置的部分側(cè)壁構(gòu)成的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056]圖19為導(dǎo)流壁由換熱裝置的部分側(cè)壁構(gòu)成的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0057]圖號(hào)說明:
[0058]燃燒裝置100 ;換熱裝置200 ;尾氣排出口 201 ;
[0059]爐膛10 ;進(jìn)風(fēng)側(cè)101 ;燃燒側(cè)102 ;側(cè)壁面103、104 ；
[0060]堆料層I ;兩相對(duì)側(cè)面161、162 ；自然堆放坡度16 ;進(jìn)料口 11 ;進(jìn)風(fēng)口 12 ;側(cè)壁13 ；孔隙結(jié)構(gòu)131 ;開口 132 ;爐箅14 ;進(jìn)料斗15 ；
[0061]導(dǎo)流壁2 ;導(dǎo)流板22 ;氣流通道23 ；
[0062]燃燒腔3 ;燃燒腔出口 31 ;
[0063]灰室4 ；
[0064]固體燃料5 ;揮發(fā)份51 ;析出揮發(fā)份后的固定碳燃料52 ;爐灰53。
【具體實(shí)施方式】
[0065]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0066]本實(shí)用新型提供了一種固體燃料的燃燒裝置100。如圖2至圖14所示，該燃燒裝置100包括爐膛10，該爐膛10設(shè)有向爐膛內(nèi)供風(fēng)的進(jìn)風(fēng)口 12，在爐膛10頂部具有固體燃料進(jìn)料口 11，在爐膛10內(nèi)對(duì)應(yīng)所述進(jìn)料口 11設(shè)置有承接從進(jìn)料口 11進(jìn)入的固體燃料5的爐箅14，固體燃料5在進(jìn)料口 11與爐箅14之間形成堆料層1，該爐箅14上方的爐膛10在堆料層I的其中一側(cè)形成為進(jìn)風(fēng)側(cè)101，與該進(jìn)風(fēng)側(cè)101相對(duì)的另一側(cè)形成為燃燒側(cè)102，該堆料層I將進(jìn)風(fēng)側(cè)101與燃燒側(cè)102隔離開，由該堆料層I構(gòu)成隔離進(jìn)風(fēng)側(cè)101和燃燒側(cè)102的隔離體。在燃燒側(cè)102形成有導(dǎo)通于尾氣出口 201的燃燒腔3，在燃燒側(cè)102的揮發(fā)份51流經(jīng)路徑上設(shè)有將揮發(fā)份氣流引向側(cè)向燃燒火焰的導(dǎo)流壁2，從而進(jìn)入爐膛10的風(fēng)所產(chǎn)生的主氣流由進(jìn)風(fēng)側(cè)101大致橫向穿過堆料層I后經(jīng)導(dǎo)流壁2導(dǎo)引進(jìn)入燃燒腔3，最后從尾氣出口排出。
[0067]本實(shí)用新型進(jìn)入爐膛10的風(fēng)產(chǎn)生的主氣流是指風(fēng)產(chǎn)生的主要的氣流，該氣流從堆料區(qū)I的進(jìn)風(fēng)側(cè)101大致橫向穿過堆料區(qū)I從燃燒側(cè)102穿出；在燃燒過程中進(jìn)入爐膛10的風(fēng)主要產(chǎn)生橫向穿過堆料區(qū)I的氣流，堆料區(qū)I底部爐箅14位置幾乎沒有氣流穿過或者會(huì)有微弱的氣流從底部爐箅14穿過，只要該微弱的氣流不影響主要?dú)饬鞣较?，就不?huì)對(duì)本實(shí)用新型燃燒裝置的效果產(chǎn)生影響，即本實(shí)用新型燃燒裝置只要能夠保證燃燒過程中主要?dú)饬鞣较蚴菑亩蚜蠈覫進(jìn)風(fēng)側(cè)101進(jìn)入并從燃燒側(cè)102穿出大致橫向穿過堆料層I形成側(cè)向燃燒方式即屬于本實(shí)用新型的范圍。
[0068]本實(shí)用新型中的堆料層I是指固體燃料在進(jìn)料口 11與爐箅14之間形成的料堆。該堆料層I在燃燒過程中，上層新進(jìn)入的燃料先被加熱到揮發(fā)份析出溫度而析出揮發(fā)份，隨后被點(diǎn)燃進(jìn)行固定碳燃燒，隨著燃燒的進(jìn)行燃料體積變小而逐漸下移，燃盡后產(chǎn)生的灰燼53通過爐箅14排出；同時(shí)，新燃料在重力作用下自動(dòng)補(bǔ)充到堆料層I上，如此循環(huán)，進(jìn)料口 11與爐箅14之間的堆料層I在燃燒過程中處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，保持穩(wěn)定的堆料形狀。
[0069]采用本實(shí)用新型的上述燃燒裝置100，由于在燃燒過程中，燃料析出揮發(fā)份51和進(jìn)行固定碳燃燒都在爐箅14上方的爐膛內(nèi)，隨著燃燒的進(jìn)行，燃料析出揮發(fā)份51后體積變小，在重力作用下自動(dòng)向下移動(dòng)，并逐漸被下層燃燒火焰點(diǎn)燃，新燃料在重力作用下自動(dòng)從進(jìn)料口 11補(bǔ)入到堆料層I上，下層燃料的固定碳燃燒又為上層燃料揮發(fā)份析出提供所需的熱量，新燃料的補(bǔ)充速度取決于下層燃料的燃燒速度，從而自然實(shí)現(xiàn)了上層揮發(fā)份析出與固定碳燃料52燃燒速度的自然匹配，有效解決了現(xiàn)有熱風(fēng)爐因燃燒速度不匹配而存在的安全隱患問題。
[0070]同時(shí)，如圖2所示，在燃燒過程中，燃料被下層固定碳燃料52加熱析出的揮發(fā)份51隨著氣流朝向燃燒腔3流動(dòng)，而下層固定碳燃料52燃燒產(chǎn)生火焰也在氣流帶動(dòng)下朝向燃燒腔3燃燒，在揮發(fā)份51在導(dǎo)流壁2的引導(dǎo)下經(jīng)過燃燒火焰時(shí)，被燃燒火焰產(chǎn)生的高溫點(diǎn)燃，從而實(shí)現(xiàn)了揮發(fā)份的充分燃燒。
[0071]并且，由于本實(shí)用新型可以隨著燃燒的進(jìn)行利用重力自動(dòng)有序進(jìn)料，可以使燃燒裝置處于無人值守的運(yùn)行狀態(tài)，不但節(jié)省了人力，而且由于堆料層I處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，堆料層I在燃燒過程中保持穩(wěn)定的堆料形狀，使得爐膛I內(nèi)的固定碳燃燒和揮發(fā)份析出一直處于連續(xù)穩(wěn)定的燃燒狀態(tài)下，有效保證了揮發(fā)份的充分燃燒，提高了燃燒效率，實(shí)現(xiàn)了燃燒裝置的有序可控燃燒。
[0072]另外，由于本實(shí)用新型從堆料層I的一側(cè)進(jìn)風(fēng)并與進(jìn)風(fēng)側(cè)101相對(duì)的燃燒側(cè)102設(shè)置燃燒腔3，從而使得主氣流大致橫向穿過堆料層I從燃燒側(cè)102穿出，在堆料層I的燃燒側(cè)102形成高溫火焰區(qū)，為揮發(fā)份提供點(diǎn)燃所需的高溫環(huán)境，從而形成側(cè)向燃燒方式。這種燃燒方式，由于燃燒火焰主要集中在堆料層I的側(cè)面，在爐箅14位置不存在高溫火床；并且隨著燃燒的進(jìn)行，體積變小的固定碳燃料逐步下移，燃燒時(shí)間越長(zhǎng)的固定碳燃料位于越向下的位置，使得堆料層I下部的固定碳燃燒層越向下溫度越低，燃燒所產(chǎn)生的爐灰53也在固定碳燃料52向下移動(dòng)過程中，在重力作用下通過底部爐箅14被排入到下部的灰室4中，從而有效避免了在爐箅位置熔灰而造成的糊爐箅等問題，保證了燃燒裝置的持續(xù)穩(wěn)定燃燒。
[0073]如圖2所示，在進(jìn)料口 11上可設(shè)置有進(jìn)料斗15，以利于向堆料區(qū)I進(jìn)料。
[0074]如圖2、圖6所示，本實(shí)用新型的堆料層I位于燃燒側(cè)102的側(cè)面外側(cè)可形成為不對(duì)堆料層I側(cè)面形狀進(jìn)行限制的開放式結(jié)構(gòu)。這樣，燃燒時(shí)，在氣流帶動(dòng)下，從燃燒側(cè)102的堆料層I側(cè)面穿出的燃燒火焰和揮發(fā)份直接進(jìn)入燃燒腔3燃燒，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單。
[0075]如圖12、圖13所示，在本實(shí)用新型另一個(gè)可選的例子中，堆料層I位于燃燒側(cè)102的側(cè)面外側(cè)可形成有具有開口 132或孔隙結(jié)構(gòu)131的側(cè)壁13，從而從燃燒側(cè)102的堆料層I側(cè)面穿出的燃燒火焰和揮發(fā)份通過該開口 132或孔隙結(jié)構(gòu)131進(jìn)入燃燒腔3燃燒。側(cè)壁13的孔隙結(jié)構(gòu)131可為爐箅結(jié)構(gòu)，或柵欄結(jié)構(gòu)，或柵格結(jié)構(gòu)，或孔板結(jié)構(gòu)等，只要具有孔隙能夠使火焰和揮發(fā)份通過即可，其具體結(jié)構(gòu)可不做限制。該開口 132可高于燃燒側(cè)形成的自然堆放坡度設(shè)置，以避免固體燃料直接從開口 132處掉落。[0076]在本實(shí)用新型的燃燒裝置100的可選例子中，堆料層I在進(jìn)風(fēng)側(cè)101和燃燒側(cè)102之間的兩相對(duì)側(cè)面161、162與爐膛內(nèi)壁相接，以將爐箅14上方的爐膛在進(jìn)風(fēng)側(cè)101的空間與燃燒側(cè)102由堆料層I隔離開。這樣，進(jìn)入進(jìn)風(fēng)側(cè)101的風(fēng)產(chǎn)生的氣流穿過堆料層I才能到達(dá)燃燒側(cè)102，避免了風(fēng)從堆料層I外面通過而做無用功，保證了穿過堆料層I的風(fēng)的
有效供給。
[0077]在一個(gè)可選的例子中，爐箅14上方的爐膛10在進(jìn)風(fēng)側(cè)101與燃燒側(cè)102之間的該兩相對(duì)側(cè)內(nèi)壁的側(cè)壁面103、104，與堆料層I在進(jìn)風(fēng)側(cè)101與燃燒側(cè)102之間的兩側(cè)面161、162可形成的自然堆放坡度16 —致或位于該自然堆放坡度16內(nèi)側(cè)，從而使得堆料層I在進(jìn)風(fēng)側(cè)101與燃燒側(cè)102之間的兩側(cè)壁面103、104與爐膛內(nèi)壁相接，如圖3至圖5所示。
[0078]該爐箅14上方的爐膛10在進(jìn)風(fēng)側(cè)101與燃燒側(cè)102之間的兩相對(duì)側(cè)內(nèi)壁的側(cè)壁面103、104的形狀可根據(jù)需要設(shè)置，只要不超出自然堆放坡度16外側(cè)，能夠使得堆料層I的兩側(cè)壁面103、104與爐膛側(cè)壁面103、104相接即可，其具體形狀可不做限制。如圖3示出了爐箅14上方的爐膛在進(jìn)風(fēng)側(cè)101與燃燒側(cè)102之間的該兩相對(duì)側(cè)內(nèi)壁的兩側(cè)壁面103、104為豎直側(cè)壁的例子，圖4示出了爐箅14上方的爐膛在進(jìn)風(fēng)側(cè)101與燃燒側(cè)102之間的該兩相對(duì)側(cè)內(nèi)壁的兩側(cè)壁面103、104為傾斜側(cè)壁的例子，圖5示出了爐箅14上方的爐膛在進(jìn)風(fēng)側(cè)101與燃燒側(cè)102之間的該兩相對(duì)側(cè)內(nèi)壁的兩側(cè)壁面103、104為弧形側(cè)壁的例子。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，爐箅14上方的爐膛在進(jìn)風(fēng)側(cè)101與燃燒側(cè)102之間的該兩相對(duì)側(cè)內(nèi)壁的兩側(cè)壁面103、104的形狀并不限于圖中示出的形狀，還可以設(shè)置成其它多種形狀，在此不再一一列舉。
[0079]在本實(shí)用新型中，導(dǎo)流壁2可設(shè)置成各種形式，只要能夠?qū)в袚]發(fā)份51的氣流導(dǎo)引到下層燃料燃燒產(chǎn)生的側(cè)向燃燒火焰位置即可。
[0080]如圖2、圖6、圖10、圖11所示，在本實(shí)用新型的一個(gè)可選例子中，該導(dǎo)流壁2可由設(shè)置于爐膛10內(nèi)的導(dǎo)流板22的側(cè)壁構(gòu)成。如圖10所示，在該導(dǎo)流板22可整體由阻擋氣流的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，如圖2所示，在該導(dǎo)流板2的下端形成氣流通道23，揮發(fā)份氣流經(jīng)由氣流通道2穿過燃燒火焰進(jìn)入燃燒腔3燃燒。如圖11所示，該導(dǎo)流板22也可上部為阻擋氣流的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，下部形成有孔隙結(jié)構(gòu)，氣流在導(dǎo)流板22下部穿過氣流通道23進(jìn)入燃燒腔3。
[0081]如圖17所示，在本實(shí)用新型的另一個(gè)可選例子中，該導(dǎo)流壁2可由爐膛的部分內(nèi)壁構(gòu)成。
[0082]如圖18、圖19所示，在本實(shí)用新型的另一個(gè)可選例子中，在燃燒腔3內(nèi)可設(shè)置有換熱裝置200，導(dǎo)流壁2由換熱裝置200的部分側(cè)壁構(gòu)成。
[0083]在本實(shí)用新型中，進(jìn)風(fēng)口 12可如圖2所示設(shè)置于爐膛10的側(cè)壁上，也可如圖12所示，設(shè)置于爐膛10的頂部。當(dāng)然，并不限于圖示的方式，只要能夠向堆料區(qū)I的進(jìn)風(fēng)側(cè)101供風(fēng)并形成大致橫向穿過堆料層的主氣流即可，其具體設(shè)置位置可以不做限制。
[0084]如圖14所示，在本實(shí)用新型的一個(gè)可選例子中，爐箅14的邊緣均可與爐膛14內(nèi)壁相連接，從而覆蓋爐膛內(nèi)的整個(gè)區(qū)域。如圖2、圖6、圖7所示，爐箅14在燃燒腔3的一側(cè)邊緣與爐膛10內(nèi)壁具有間隔。如圖6所示，該爐箅14可水平設(shè)置在爐膛10內(nèi)；也可如圖15所示，爐箅14傾斜設(shè)置在爐膛10內(nèi)。該爐箅14的結(jié)構(gòu)形式并不限于以上幾種，爐箅14的設(shè)置只要能夠承接固體燃料，在進(jìn)料口 11與爐箅14之間形成堆料層1，避免堆料層I的固體燃料直接掉落即可，其具體形式可不做限制。[0085]在本實(shí)用新型中，燃燒腔3連接有換熱裝置200，以利用燃燒腔3燃燒產(chǎn)生的熱。該換熱裝置200可以是供暖的換熱器、炕、炊具、水套等。如圖2示出了在燃燒腔3設(shè)置換熱器的例子；圖6示出了燃燒腔3具有向換熱裝置供熱的出口 31的例子，該出口 31上可放置鍋或其它換熱裝置。該出口 31可設(shè)置多個(gè)，可都用于炊事，也可以部分用于供暖，部分用于炊事。如圖13所示，燃燒腔3可具有向火炕供熱的出口 32，熱氣流進(jìn)入火炕換熱后最后經(jīng)由尾氣出口 201排出。
[0086]在本實(shí)用新型中，如圖16所示，根據(jù)需要，燃燒腔3可以設(shè)置有2個(gè)或兩個(gè)以上，以適用于各種實(shí)際換熱需求。
[0087]實(shí)驗(yàn)證明，采用本實(shí)用新型的上述側(cè)向燃燒方式的燃燒裝置，揮發(fā)份幾乎可以完全燃燒，燃燒效率高達(dá)到95%以上，并且沒有黑煙排放，實(shí)現(xiàn)了揮發(fā)份含量高的固體燃料燃燒的潔凈排放。本實(shí)用新型充分利用了重力和熱量傳遞的特性，實(shí)現(xiàn)了燃料的自動(dòng)有序燃燒，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，使用方便，為揮發(fā)份高的固體燃料的推廣應(yīng)用提供了有利條件。
[0088]本實(shí)用新型的上述描述僅為示例性的屬性，因此沒有偏離本實(shí)用新型要旨的各種變形理應(yīng)在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。這些變形不應(yīng)被視為偏離本實(shí)用新型的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種固體燃料的燃燒裝置，包括爐膛，所述爐膛設(shè)有向爐膛供風(fēng)的進(jìn)風(fēng)口和固體燃料進(jìn)料口，所述進(jìn)料口設(shè)置在爐膛頂部，在爐膛內(nèi)對(duì)應(yīng)所述進(jìn)料口設(shè)置有承接從進(jìn)料口進(jìn)入的固體燃料的爐箅，固體燃料在進(jìn)料口與爐箅之間形成堆料層，該爐箅上方的爐膛在堆料層的其中一側(cè)形成為進(jìn)風(fēng)側(cè)，與該進(jìn)風(fēng)側(cè)相對(duì)的另一側(cè)形成為燃燒側(cè)；由該堆料層構(gòu)成進(jìn)風(fēng)側(cè)與燃燒側(cè)之間的隔離體；在所述燃燒側(cè)形成有導(dǎo)通于尾氣出口的燃燒腔，在燃燒側(cè)的揮發(fā)份流經(jīng)路徑上設(shè)有將揮發(fā)份氣流引向側(cè)向燃燒火焰的導(dǎo)流壁。
2.如權(quán)利要求1所述的固體燃料的燃燒裝置，其特征在于，所述堆料層在進(jìn)風(fēng)側(cè)和燃燒側(cè)之間的兩相對(duì)側(cè)面與爐膛內(nèi)壁相接。
3.如權(quán)利要求2所述的固體燃料的燃燒裝置，其特征在于，所述爐箅上方的爐膛在進(jìn)風(fēng)側(cè)與燃燒側(cè)之間的該兩相對(duì)側(cè)內(nèi)壁的側(cè)壁面，與堆料層在進(jìn)風(fēng)側(cè)與燃燒側(cè)之間的兩側(cè)面可形成的自然堆放坡度一致或位于該自然堆放坡度內(nèi)側(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的固體燃料的燃燒裝置，其特征在于，所述爐箅上方的爐膛在進(jìn)風(fēng)側(cè)與燃燒側(cè)之間的該兩相對(duì)側(cè)內(nèi)壁為豎直側(cè)壁。
5.如權(quán)利要求3所述的固體燃料的燃燒裝置，其特征在于，所述爐箅上方的爐膛在進(jìn)風(fēng)側(cè)與燃燒側(cè)之間的該兩相對(duì)側(cè)內(nèi)壁為傾斜側(cè)壁。
6.如權(quán)利要求1所述的固體燃料的燃燒裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流壁由設(shè)置于爐膛內(nèi)的導(dǎo)流板側(cè)壁構(gòu)成，在該導(dǎo)流板的下端或下部形成有供氣流通過的氣流通道。
7.如權(quán)利要求1所述的固體燃料的燃燒裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流壁由爐膛部分內(nèi)壁構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的固體燃料的燃燒裝置，其特征在于，在燃燒腔內(nèi)設(shè)置有換熱裝置，導(dǎo)流壁由換熱裝置的部分側(cè)壁構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1所述的固體燃料的燃燒裝置，其特征在于，所述堆料層位于燃燒側(cè)的側(cè)面外側(cè)形成為不對(duì)堆料層側(cè)面形狀進(jìn)行限制的開放式結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1所述的固體燃料的燃燒裝置，其特征在于，所述堆料層位于燃燒側(cè)的側(cè)面外側(cè)形成有具有開口或孔隙結(jié)構(gòu)的側(cè)壁。
11.如權(quán)利要求1所述的固體燃料的燃燒裝置，其特征在于，所述爐箅的邊緣均與爐膛內(nèi)壁相連接；或者，所述爐箅在燃燒腔的一側(cè)邊緣與爐膛內(nèi)壁具有間隔。
12.如權(quán)利要求1所述的固體燃料的燃燒裝置，其特征在于，所述的燃燒腔具有兩個(gè)或兩個(gè)以上。
【文檔編號(hào)】F23B50/04GK203731384SQ201420098836
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】車戰(zhàn)斌 申請(qǐng)人:車戰(zhàn)斌