[其他]多驻涡消烟炉拱

说明书

本实用新型属于工业锅炉层燃技术领域。

炉拱是链条炉等一类移动层燃炉中的关键部件，它对新燃料引燃和炉内烟气混合起促进作用。

炉拱有前拱和后拱之分。前拱位于炉排前端，它能接收火焰和已燃煤层的辐射热量，并传给刚入炉的新煤，使之着火。后拱的作用是将炉排中、后部的高温烟气输送到前部，以提高那里的温度，从而有效地加强前拱的辐射引燃作用。同时，前后拱的合理配合还能使前部的可燃气体和后部的过量空气得到良好混合，从而促进了气体和飞灰的燃烧。

但是，在本实用新型发明之前，因受“反射”传热传统观点的束缚，人们历来采用高而短的前拱；同时为了防止拱区冒正压，一般采用高而短的后拱。这种结构，使得炉拱的引燃和混合性能都很差，导致在燃烧中、低质煤时着火不良，甚至无法引燃的后果，我国使用最广泛的水火管快装炉在大部分地区长期存在着出力严重不足、效率不稳定、煤种适应性差的问题，就是这种情况的反映。这种炉拱在燃烧高挥分煤，如气煤时，由于炉内气体混合不好，挥发分在高温缺氧的情况下分解生成大量炭黑，致使锅炉在运动时烟囱排烟黑度达到林格曼3～5级（国家规定排烟黑度为林格曼1～2级以下），污染了环境，影响了工农业生产的发展。（文献：〔1〕《锅炉原理》（上册）陈学俊、陈听宽主编    机械工业出版社    1981。〔2〕“火床炉炉拱的特性”黄祥新《动力工程》1984.NO2总20期）

本实用新型的目的在于通过前拱的特殊结构及前后拱的合理配合，控制新煤挥发分的析出速度，并使所产生的挥发分立即进入富氧的旋涡区，使之良好混合和燃烧，从而排除了大量挥发分的高温缺氧分解成炭黑的可能性，因而也就避免了锅炉烟囱冒黑烟。

本实用新型是双“人”字形炉拱的发展，由“M”形阶梯前拱、后拱、后拱上的格子隔墙组成。“M”形阶梯前拱包括以下几个部分：水平或微倾斜阻燃段、“人”字形缓冲段、撞击和导流段、阶梯形水平出口段（即阻流段）；后拱面上带有一凸台，后拱可以是超低长“人”字形后拱，也可以是超低长水平形后拱。

附图1是本实用新型的结构图。

下面结合附图1对本实用新型的结构和工作原理作详细的说明。

附图1中，（1）是“M”形阶梯前拱、（2）是“人”字形超低长后拱、（3）是格子隔墙。“M”形阶梯前拱（1）由外向内依次为：阻燃段（4）、“人”字形缓冲段（5）、撞击和导流段（6）、水平出口段即阻流段（7）、阻燃段（4）为水平形或微倾斜形、水平出口段（7）为阶梯形；“人”字形超低长后拱（2）后拱面上有一凸台（8）、其上为格子隔墙（3）；另外，（13）是煤闸门、（14）是链条炉排。

“M”形阶梯前拱（1）的第一个反倾段使这部分前拱成“人”字形小拱，即“人”字形缓冲段（5），其下为缓冲室（或预燃室）（12）。缓冲室（12）的作用有：1、阻挡火焰对新煤的过分强烈的热辐射，使新煤的挥发分析出速度减慢，从而避免了因挥发分过分集中放出、来不及燃烧而缺氧分解，这种缓冲作用在不均匀进煤时尤为明显；2、挥发分在其中预燃，保证了新煤的适时着火；3、炉拱的这部分反倾斜凸段，使该室出口的富挥发分气流脱离拱面而径直冲入富氧主旋涡（9），使之与氧气强烈混合并燃烧；4、缓冲室（12）有阻燃作用，有利于防止煤层烧入煤斗；5、缓冲室（12）容积小，升温耗热少，有利于简化锅炉的生火、启动。

阶梯形水平出口段（7），其作用主要是防止高温烟气过早地逸出拱区而不阻碍高温烟气的进入，从而增大了拱区烟气的充满度，并有利于增强主旋涡（9）的旋流强度。另外，运行表明，在阶梯形水平出口段（7）的每一阶梯处都能形成一个小驻涡（花边涡）（10），强化了挥发分和氧气的细混合和燃烧。

人字形或水平形超低长后拱（2），能促使中、后部的富氧高温烟气流深入前拱区，并在那里形成大尺寸旋涡即主旋涡（9），主旋涡（9）不但能极大地强化可燃气体和富氧气流的混合，而且还能显著地增大高温烟气（火焰）的充满度。事实证明，主旋涡在锅炉运行中实际上就是一个“火球”，从而有效地促进了燃料的着火和燃烧。

后拱面上的凸台（8）能阻止后拱面上的高温烟气向后流动，而且还可在那里形成驻涡即背涡（11）。由于背涡（11）的存在，有效地阻止了烟气的向后流动，降低了后部烟气流滞止区的压力，因而有利于防止炉排后端冒正压。

“人”字形后拱上的格子隔墙（3），起着适当地阻挡烟气，从而增大拱区烟气充满度、促进二次混合和燃烧的作用，可以认为是一种补充或保险的结构措施。