[发明专利]一种具有可变换炉拱的生物质热炉

说明书

本发明公开了一种具有可变换炉拱的生物质热炉，其包括炉床、前拱和后拱，所述前拱包括下弯形的拱身，拱身内设置有用于驱动拱身形变的第一致动机构；所述后拱内设有用于驱动第二斜壁面改变倾斜角度的第二致动机构。本发明通过前拱的内弯和后拱的第二斜壁面的设计与布置，迫使炉内气流中的绝大部分能向前拱下转弯，形成回旋的气流再经喉口流出，增强气流与新燃料层之间的热量交换过程，使着火条件得到改善，使高温火焰在炉膛里充分燃烧；通过第一致动机构和第二致动机构，可以根据燃料的特性或燃烧的动态实时调节拱形，以改变气流回旋的速度和程度，从而使炉拱更准确地匹配燃烧，提高了热炉的适应性。

技术领域

本发明属于锅炉领域，具体涉及一种具有可变换炉拱的生物质热炉。

背景技术

炉拱是突出于炉膛内部墙面向下的炉墙。由还原区产生的可燃气体以及随气流带入炉膛的燃料粉末、焦炭粒子在炉拱的作用下与空气充分混合，燃烧燃尽，减少了气体和固体未完全燃烧损失，提高了燃烧效率，炉拱还能使炉内热辐射及热烟气流动得到合理组织，保证新入燃料能及时着火、稳定燃烧。前拱与后拱组成喉口，可加强气流扰动，使可燃物与空气充分混合而有利于燃烧，延长了气流在炉内的逗留时间，对可燃物的燃尽很有利。

生物质燃料作为锅炉燃料应用是近十几年发展的，生物质燃料与煤的燃烧特性差异很大，燃煤的挥发份比例少，析出缓慢，可燃物质在锅炉内停留时间较长，有充分的时间与氧化剂接触，完全燃烧；生物质燃料的挥发份比例很高，且析出集中，可燃物质在锅炉内停留时间短，来不及与氧化剂充分接触、燃烧，就随烟气排出锅炉，热效率低。现有的生物质锅炉大都是燃煤锅炉改造而来，前拱、后拱之间的炉内气流为折线形流动路线，不能使高温火焰在炉膛里充分燃烧，常规的炉拱设计的锅炉在燃烧生物质成型燃料时，高温火焰不能在炉膛里停留足够的时间，可燃成分不能与空气充分混合，导致烟气中一氧化碳、甲烷等可燃气及固体可燃颗粒含量较高。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种具有可变换炉拱的生物质热炉。本发明采用的技术手段如下：

一种具有可变换炉拱的生物质热炉，其包括炉床、前拱和后拱，以及设置在热炉燃烧室内左右两侧的水冷壁，前拱和后拱之间形成喉口，

所述前拱设置在炉床上方，所述前拱包括下弯形的拱身，拱身具有中空的变截面的腔，拱身的外弯的弯曲半径大于内弯的弯曲半径，所述腔内设置有用于驱动拱身形变的第一致动机构，当所述第一致动机构使能时，所述内弯的弯曲半径被调节；

所述后拱包括从前至后向上倾斜的第一斜壁面，从前至后向下倾斜的第二斜壁面，第一斜壁面和第二斜壁面形成向前拱突出的锐角夹角，所述第二斜壁面的延伸与所述内弯相切，所述后拱内还设有用于驱动第二斜壁面改变倾斜角度的第二致动机构。

进一步地，所述第一致动机构包括一个可伸缩的推杆和固定在推杆一端的圆辊。

进一步地，所述外弯和内弯的靠近水冷壁的同侧通过一个或多个弹性件连接。

进一步地，所述外弯和内弯由耐火材料制成，且内弯的厚度小于外弯的厚度。

进一步地，所述内弯通过一个可沿水冷壁的竖直方向小幅度上下移动的固定器与水冷壁连接。

进一步地，所述第二斜壁面通过一个可沿水冷壁的竖直方向小幅度上下移动的固定器与水冷壁连接。

进一步地，所述第二致动机构包括一个可伸缩的推杆，推杆的一端与第二斜壁面的靠近水冷壁的一侧固定。

本发明的有益效果是：

(1)通过前拱的内弯和后拱的第二斜壁面的设计与布置，迫使炉内气流中的绝大部分能向前拱下转弯，形成回旋的气流再经喉口流出，增强气流与新燃料层之间的热量交换过程，使着火条件得到改善，使高温火焰在炉膛里充分燃烧；