[实用新型]炉内设置火囱的无烟燃烧设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧设备，特别涉及到煤和生物质燃料的燃烧设备。

背景技术

我国的能源结构中，煤炭是第一能源，主要用作锅炉燃料。长期以来，燃煤设备普遍存在燃烧不充分、热效率低、煤炭资源浪费严重、严重污染大气环境的现象。环境污染已经成为当前我国发展中的一个重大问题，我国的“十一五”规划中提出了两项目标，就是在今后五年，单位GDP的增长，能源消耗要降低20％，污染物的排放要降低10％。国务院总理温家宝在第六次全国环境保护大会上发表重要讲话中强调：“保护环境关系到我国现代化建设的全局和长远发展，是造福当代、惠及子孙的事业。我们一定要充分认识我国环境形势的严峻性和复杂性，充分认识加强环境保护工作的重要性和紧迫性，把环境保护摆在更加重要的战略位置，以对国家、对民族、对子孙后代高度负责的精神，切实做好环境保护工作，推动经济社会全面协调可持续发展。”

随着环境保护形势的日益严峻及化石燃料的日渐枯竭，人类必须实现能源的“开源节流”，即：一是提高燃料燃烧的效率以减少资源消耗，并同时实现清洁燃烧以减少对环境的污染；二是开发新能源，并积极利用可再生能源。我国煤炭资源和生物质资源十分丰富，推广使用无烟尘的燃煤、生物质设备，实现清洁燃烧和节能燃烧的工艺及技术，不但可以保护环境，而且还可以降低生产成本，提高经济效益，更积极的意义是可以缓减石油需求的压力，是非常符合我国国情的。

本实用新型的目的是要解决燃煤设备污染大气环境问题并积极应用生物质燃料、提高燃料的燃烧效率，实现洁净燃烧以减少对环境的污染并减少资源消耗，提高经济效益，缓解能源紧张的局面。

实用新型内容

为了实现上述的目的，本实用新型采取在炉内设置火囱的措施，使得燃烧火焰的物理行程增长，烟气在燃烧区域的高温环境中逗留时间延长，同时因炉内火囱的抽吸作用形成强紊流，使空气与燃料更好的混合，改善着火条件，达到消除煤烟的效果，实现煤和生物质燃料的洁净燃烧。本实用新型燃烧设备的特征是在炉内设置火囱，炉内火囱构成燃烧室与炉膛间的烟气通道，火囱的吸火口在燃烧室与炉内火囱的接合部，火囱的出火口在炉膛内，燃烧室内燃料燃烧所产生的炽热火焰气流通过炉内火囱进入到炉膛，进入到炉膛内的炽热火焰气流把热能传递给炉膛内的受热面。所述的炉内火囱由耐火蓄热材料围护构成，火囱内没有金属受热面，火囱的内空自下而上可以为等截面/或渐变截面/或多变截面的，优选方案为多变截面的；当炉内火囱的内空采用多变截面方案时，炉内火囱由火焰引入段、文丘里拔火段、火焰引出段组成。设备运行时，燃烧室内的炽热火焰气流被吸入炉内火囱，在火囱内继续燃烧；为了能使未燃烬的残余可燃性气体及炭微粒在进入炉膛前彻底燃烬，在火囱的火气出口段还有补氧燃烧口、补氧供风孔，使这里得到进一步燃烬，避免气体不完全燃烧热损失和固体不完全燃烧热损失，提高设备的燃烧效率，补氧的供风通道设置在炉内火囱的管壁上，用火囱管壁的热量来预热补氧燃烧的空气，使补氧燃烧口达到稳定燃烧，进入到补氧供风通道的为氧气或空气。所述的燃烧室由耐火蓄热材料围护构成，燃烧室与炉膛隔离，燃烧室内不设炉水循环系统的受热面，燃烧室内的燃料燃烧产生的热能通过耐火蓄热围护体以辐射传热的方式向炉膛内的受热面传递，同时燃料燃烧所产生的高温烟气通过炉内火囱的抽吸作用进入到炉膛；当燃料为原煤或散煤时，在燃烧室内还有防焦箱；为了抑制煤烟的生成，并同时实现增值燃烧，把水蒸汽作为气化剂送入燃烧室内，与炽热的炭进行化学反应，生成气体燃料，还通过调节进入到燃烧室内的水蒸汽的量来控制燃烧室的温度。所述的燃料包括原煤、散煤、生物质、煤质型煤、生物质型煤，其中：所述的原煤、散煤、煤质型煤包括无烟煤和烟煤的煤种；所述的生物质包括薪柴、谷壳及农林废弃物；所述的生物质型煤包括秸秆、谷壳、煤其中的一种或几种加入添加剂压制成的一定程度和形状的制品燃料。进入到燃烧室内的燃料通过预热、烘干、挥发物逸出、气化、着火燃烧，直至燃烬；在这一过程中，燃料中被烘出的水蒸汽以及被作为气化剂送入燃烧室的水蒸汽与炽热的碳发生氧化—还原反应，生成—氧化碳、氢气，也在燃烧室完成燃烧；燃烧室产生的炽热火焰气流被吸入炉内火囱，在火囱内继续燃烧，直至燃烬。