定容式洁净煤燃烧装置制造方法及图纸

定容式洁净煤燃烧装置，主要包括炉内壁、炉条和弹簧，炉条分隔炉内壁空腔为上下两部分，炉条下方空腔为均压室，炉条上方空腔自下向上依次是燃煤层和燃烧室，燃烧室底面和燃煤层顶面重合，弹簧弹性系数为燃煤自然堆积密度与燃煤层顶面面积乘积，炉条竖直中心轴线和弹簧中心轴线共线，炉条侧壁与炉内壁侧壁之间水平间隙不到炉条厚度的一半，煤燃烧过程中弹簧顶起炉条连同燃煤层一起向上移动并使得燃煤层顶面位置相对固定。燃用低灰分煤、洁净煤或生物质燃料的工业炉窑、工业锅炉或农村燃煤炉具可使用本发明专利技术。发明专利技术结构简单、投资少，燃烧效率>95％，节能率达到5％～15％，烟气污染物排放低于大气污染物综合排放水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以燃烧散状或型煤状低灰分洁净煤、低灰分燃煤或低灰分生物质燃料，基于燃烧面位置相对固定、燃烧室容积热强度恒定不变原理的定容式洁净煤燃烧装置，特别适用于煤及洁净煤燃烧领域，工业炉窑、工业锅炉和农村生活燃煤炉具使用。
技术介绍
工业燃烧供热和农村生活供热产生了大量粉尘、碳黑及一氧化碳气体，是目前雾霾产生的重要原因之一。据统计，2013年我国原煤消耗总量达到42亿吨，其中约20％原煤消耗在燃烧供热场所，排放CO2约21亿吨、烟尘约0.5亿吨。按50％燃煤装置应用节能环保新技术，装置热效率提高10％测算，节能潜力达到4250万吨，减排CO2约1亿吨、烟尘约250万吨。附图3所示的固定炉排式煤炉具，是当今煤燃烧典型装置。该装置包括炉内壁1和炉条2，炉条2两端伸出炉内壁1外，嵌入炉壁内，炉条2位置固定不动。炉条2下方为均压室A，炉条2上方为燃煤层B，燃煤层B上方为燃烧室C。燃煤层B顶面煤着火燃烧。随着煤燃烧过程进行，燃煤层B顶面位置降低，燃烧室C容积增大。在燃煤层B顶面面积及顶面下降速度均不变条件下，燃烧室C容积热强度降低。同时，燃煤层B高度减小，均压室A容积不变，空气流量不变但空气流过燃煤层B阻力减少，导致空气流速增大，一方面和燃煤层B相同燃烧放热所要求的空气流速不匹配，另一方面对燃煤层B顶面高温焦炭冷却作用增强。上述两因素，既导致燃烧速度不可控，又降低燃烧室C燃烧温度，造成不完全燃烧，能源利用率降低，烟气碳粒和一氧化碳排放超标，不能满足当今绿色生态文明建设需要。开发结构简单、可控性强和能源利用效高的新型洁净煤燃烧装置，可以降低烟气污染物排放，从而促进我国两型社会建设和可持续发展。
技术实现思路
为了克服固定炉排式煤炉具煤燃烧面位置下降，导致燃烧室容积增加，燃烧室容积热强度降低，煤不完全燃烧热损失及烟气污染物排放增加等问题，本专利技术设计一种具有“弹簧顶起炉条固定燃煤层顶面位置”结构特征，“燃烧室容积热强度恒定不变”技术特点，“煤燃烧过程可控性好，煤燃烧效率和能效高，烟气碳黑和一氧化碳排放达标”等技术优势的定容式洁净煤燃烧装置。定容式洁净煤燃烧装置，主要包括炉内壁、炉条和弹簧，弹簧竖直布置，炉条为短柱体，炉条底面和顶面均水平布置，炉条侧壁为竖直侧壁，炉内壁侧壁为竖直侧壁，炉内壁空腔被炉条分隔为上下两部分，炉条下方空腔为均压室，炉条上方空腔自下向上依次是燃煤层和燃烧室，燃烧室底面和燃煤层顶面重合，弹簧底端和炉内壁底板顶面焊接连接，弹簧顶端和炉条底面焊接连接，炉条侧壁与炉内壁侧壁之间水平间隙不到炉条厚度的一半，炉条竖直中心轴线和弹簧中心轴线共线，弹簧弹性系数为燃煤自然堆积密度与燃煤层顶面面积的乘积，煤燃烧过程中燃煤层连同炉条一起被弹簧顶起向上移动，并使得燃煤层顶面位置相对于炉内壁不变，空气依次流经均压室、炉条和燃煤层后进入燃煤层顶面，并助燃发生在燃煤层顶面的煤燃烧反应，燃烧烟气经燃烧室排烟口排入大气环境。燃用散状或成型状低灰分洁净煤、低灰分燃煤或低灰分生物质燃料的工业炉窑、工业锅炉、农村生活燃煤炉具等场所，均可使用本专利技术。专利技术结构简单，一次性投资少，制作安装方便，布置紧凑，原理易于理解，燃烧效率超过95％，相对节能率5％～15％以上，烟气粉尘、碳黑、一氧化碳及碳氢化合物等污染物排放浓度低于《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)排放水平。附图说明图1为定容式洁净煤燃烧装置堆满煤时通过弹簧3中心轴线竖直剖视图。图2为定容式洁净煤燃烧装置堆少量煤时通过弹簧3中心轴线竖直剖视图。图3为固定炉排式煤炉具通过竖直中心线的竖直剖视图。图1，图2和图3中，1为炉内壁，2为炉条，3为弹簧，A为均压室，B为燃煤层，C为燃烧室。具体实施方式下面结合附图对专利技术作进一步的说明。如附图1所示，定容式洁净煤燃烧装置，主要包括炉内壁1、炉条2和弹簧3。弹簧3竖直布置，弹簧3顶端和炉条2底面焊接连接并支撑炉条2，使得炉条2保持水平，弹簧3底端和炉内壁1底板顶面焊接连接。炉内壁1底板、炉条2和弹簧3材质为可焊接金属材质。炉内壁1侧壁为竖直侧壁。炉内壁1侧壁可以是竖直圆筒、竖直方筒或其它竖直不规则筒体，炉内壁1水平截面面积不变。炉条2为整体式短柱体，炉条2底面和顶面均为水平布置，炉条2侧壁为竖直布置，炉条2侧壁高度即炉条2厚度为δ。炉条2内设气流通道，气流通道的进口在炉条2底面，出口在炉条2顶面。炉条2挡住燃煤层B燃煤不落入均压室A，并为均压室A空气流入燃煤层B提供气流通道。弹簧3数量可以是一根，可以是多根。弹簧3数量为一根时，炉条2竖直中心轴线和弹簧3中心轴线共线。弹簧3数量为多根时，弹簧3对称布置，平稳托起炉条2及燃煤层B，弹簧弹力始终等于炉条2重力与燃煤层B重力之和，并使炉条2顶面及底面始终处于水平状态。炉内壁1内腔分为均压室A，燃煤层B和燃烧室C，燃烧室C为燃煤层B顶面上方的气相空腔，燃煤层B为炉条2顶面上方的燃煤堆放区域。炉条2分隔炉内壁1空腔为上下两部分，炉条2下方空腔为均压室A，上方空腔自下向上依次为燃煤层B和燃烧室C。均压室A顶面和炉条2底面重合，炉条2顶面和燃煤层B底面重合，燃煤层B顶面和燃烧室C底面重合。炉条2底面面积，水平截面积和顶面面积相等，燃煤层B底面面积，水平截面积和顶面面积相等，均压室A侧壁、燃煤层B侧壁和炉内壁1侧壁在同一个竖直筒壁上。炉条2顶面外边缘与炉内壁1侧壁之间水平间隙与炉条2底面外边缘与炉内壁1侧壁之间水平间隙相等，两者均等于炉条2侧壁与炉内壁1侧壁之间水平间隙d。炉条2侧壁与炉内壁1侧壁之间水平间隙d不到炉条2厚度δ的一半。往炉条2顶面上或燃煤层B顶面上添加燃煤时，在弹簧3弹力作用下炉条2顶起燃煤层B沿竖直方向向下移动。燃烧消耗燃煤层B燃煤时，在弹簧3弹力作用下炉条2托起燃煤层B沿竖直方向向上移动。无论燃煤层B沿竖直方向向上移动还是向下移动，都使得燃煤层B顶面位置不变，燃烧室C容积保持不变。炉条2厚度δ大于炉条2侧壁与炉内壁1侧壁水平距离d的两倍。炉条2在炉内壁1空腔内，炉内壁1侧壁与炉条2侧壁不接触，炉条2侧壁与炉内壁1侧壁之间水平距离为d，且满足2d<δ，避免炉条2倾斜时卡死在炉内壁1空腔内，增强炉条2移动时的稳定性。燃煤层B燃煤粒径不仅大于炉条2侧壁与炉内壁1侧壁之间水平距离d，而且大于炉条2顶面气流出口直径，可以避免燃煤层B燃煤通过炉条2侧壁与炉内壁1侧壁之间水本文档来自技高网...

【技术保护点】
定容式洁净煤燃烧装置，主要包括炉内壁、炉条和弹簧，其特征在于：弹簧竖直布置，炉条为短柱体，炉条底面和顶面均水平布置，炉条侧壁为竖直侧壁，炉内壁侧壁为竖直侧壁，炉内壁空腔被炉条分隔为上下两部分，炉条下方空腔为均压室，炉条上方空腔自下向上依次是燃煤层和燃烧室，燃烧室底面和燃煤层顶面重合，弹簧底端和炉内壁底板顶面焊接连接，弹簧顶端和炉条底面焊接连接，炉条侧壁与炉内壁侧壁之间水平间隙不到炉条厚度的一半，炉条竖直中心轴线和弹簧中心轴线共线，弹簧弹性系数为燃煤自然堆积密度与燃煤层顶面面积的乘积，煤燃烧过程中燃煤层连同炉条一起被弹簧顶起向上移动，并使得燃煤层顶面位置相对于炉内壁不变，空气依次流经均压室、炉条和燃煤层后进入燃煤层顶面，并助燃发生在燃煤层顶面的煤燃烧反应，燃烧烟气经燃烧室排烟口排入大气环境。

【技术特征摘要】
1.定容式洁净煤燃烧装置，主要包括炉内壁、炉条和弹簧，其特征在于：
弹簧竖直布置，炉条为短柱体，炉条底面和顶面均水平布置，炉条侧壁为竖
直侧壁，炉内壁侧壁为竖直侧壁，炉内壁空腔被炉条分隔为上下两部分，炉
条下方空腔为均压室，炉条上方空腔自下向上依次是燃煤层和燃烧室，燃烧
室底面和燃煤层顶面重合，弹簧底端和炉内壁底板顶面焊接连接，弹簧顶端
和炉条底面焊接连接，炉条...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾元方，艾治文，杨天子，赵黔涛，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43