一种柔性给料装置及其应用的流化床焚烧炉的制作方法

本发明涉及一种柔性给料装置及其应用的流化床焚烧炉，属于燃烧设备领域。

背景技术：

湍动流化床燃烧是一种基于流化床技术开发的针对低品位燃料的小型化高效清洁燃烧技术，燃料以泥煤、废木料及树皮、废纸、沥青、焦炭、煤矸石、高硫煤、褐煤、rdf等为主，并可进行混烧。在进行焚烧时，须通过给料装置将脆性固态、粘稠固态、无定型固态等各种形式的燃料输入到燃烧室内，而目前的给料装置很难实现一种装置输送多种形式的物料。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种能够实现多种物料的柔性给料装置以及其应用的流化床焚烧炉，尤其适用于湍动流化床焚烧炉。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种柔性给料装置，包括料斗和设置在料斗下方的筒体，所述筒体中心沿轴向设置有传动轴，所述传动轴上设置有螺旋叶片；所述装置还包括若干齿条，所述齿条呈径向均匀设置在所述螺旋叶片的轮缘；所述齿条选用弹簧钢。

可选的，依据本发明一个实施例，前述技术方案中，所述齿条选用柱状，其直径为3-8mm，且齿高径比为4-7。

一种流化床焚烧炉，包括炉膛和上述柔性给料装置，所述柔性给料装置设置在炉膛侧面。

可选的，依据本发明一个实施例，前述技术方案中，所述柔性给料装置设置两套，对称性设置在所述炉膛两侧。

可选的，依据本发明一个实施例，前述技术方案中，所述螺旋叶片前端齿条高径比小于等于其后端齿条高径比。

可选的，依据本发明一个实施例，前述技术方案中，所述炉膛选用变截面结构设置。

本发明具有以下优点及突出性效果：①可同时输送多种形式物料；②可靠性高，不容易卡堵；③可有效减轻筒体入炉端因高温结焦引起的卡堵。

附图说明

图1为本发明所涉及的一种柔性给料装置螺旋叶片及其上齿条示意图。

图2为本发明所涉及的螺旋叶片及其上齿条平面相对关系示意图。

图3为本发明所涉及的其中一种实施方式的流化床示意图。

图4为本发明所涉及的另一种实施方式的流化床示意图。

图中：1－炉膛；2－柔性给料装置；3－旋风分离器；4－密相区；5－一次风室；6－排渣管；201－料斗；202－筒体；203－传动轴；204－螺旋叶片；205－齿条；206－传动电机。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明的具体实施方式及工作过程作进一步的说明。

本技术：
文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

一种柔性给料装置，包括料斗201和设置在料斗201下方的筒体202。筒体中心沿轴向设置有传动轴203，其上设置有若干螺旋叶片204。螺旋叶片的轮缘设置有若干齿条205，齿条沿螺旋叶片径向均匀设置，形成带刺的螺旋，类似一把把梳子，根据燃料特点齿条可疏可密布置，实际形成了一个滚动的螺旋耙子或者笤帚，如图1和图2所示。

作为一种优化的技术方案，齿条为圆柱形，选择合适的齿条材质、直径和高径比，能够保证齿条既有刚度也有柔度，刚柔相济。齿条选用弹簧钢，这样弹性好，变形弧度大，脱离物料卡塞后回复速度快。其直径为3-8mm，且齿高径比为4-7。当泥煤、焦炭、煤矸石、高硫煤、褐煤、rdf等比较硬的物料经过柔性给料装置时，带齿条的螺旋叶片可将这些燃料扫入炉膛。当废木料、树皮、废纸、沥青等无定形且偏软的物料经过柔性给料装置时，螺旋叶片上的齿条受到缠绕阻力可以即时变形，略过该处的物料，而后旋转而来的齿条会接着扰动这些物料，从而以接力的方式不断松动、不断改变物料轨迹，避免螺旋叶片与筒体间隙堆料累积引起的卡堵现象，类似一个耙子将物料推入炉膛。

进料沿程不同距离螺旋叶片上的齿条高径比可选择不同。由于齿条变粗、高径比变小都会导致柔性变差，因此燃料给料装置入口(靠近料斗侧)附近齿条适宜较小高径比，而末端(靠近炉膛侧)螺旋叶片上齿条适宜较大高径比，即以料斗侧为前端，螺旋叶片前端齿条高径比小于等于其后端齿条高径比。优选的，沿传动轴轴向的前(1/6)l的螺旋叶片上的齿条高径比小于后(1/4)l的螺旋叶片上的齿条高径比，其中l为螺旋总长。从而能够有效减轻筒体入炉端因高温结焦引起的卡堵。

如图3和4所示，一种流化床焚烧炉，包括炉膛1、柔性给料装置2和旋风分离器3，炉膛包括设置在下部的密相区4。密相区4选用变截面结构，即其下部壁面为渐扩的锥形设置，而上部壁面为渐缩的倒锥形设置。密相区4的底部设置有包括一次风室5的一次风布风装置和排渣管6(通常作为事故排渣管)，一次风布风装置能够通入一次风并按照使密相区4内形成湍动流化态设置。柔性给料装置2设置至少一套，往往设置在密相区4，根据燃料特性具体设置在渐扩的锥形壁面上或渐缩的倒锥形壁面上。当柔性给料装置2设置两套时，对称式设置在炉膛1的前后两侧或左右两侧。

变截面炉膛结构的湍动流化床焚烧炉在运行时，泥煤、废木料及树皮、废纸、沥青、焦炭、煤矸石、高硫煤、褐煤、rdf等燃料通过设置在密相区的柔性给料装置送入到炉膛，燃料与一次风首先混合进行燃烧，然后与通常的布置在过渡区的二次风混合进一步燃尽。燃料和一次风、二次风混合燃烧后形成的夹带大量固体物料的气固两相流烟气流入稀相区，在稀相区内进一步燃烧后通过炉膛出口进入旋风分离器3。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种柔性给料装置，包括料斗和设置在料斗下方的筒体，所述筒体中心沿轴向设置有传动轴，所述传动轴上设置有螺旋叶片，其特征在于，所述装置还包括若干齿条，所述齿条呈径向设置在所述螺旋叶片的轮缘；所述齿条选用弹簧钢。

2.根据权利要求1所述的柔性给料装置，其特征在于，所述齿条选用柱状，其直径为3-8mm，且齿条高径比为4-7。

3.一种流化床焚烧炉，其特征在于，包括炉膛和如权利要求1所述的柔性给料装置，所述柔性给料装置设置在炉膛侧面。

4.根据权利要求3所述的焚烧炉，其特征在于，所述齿条选用柱状，其直径为3-8mm，且齿条高径比为4-7。

5.根据权利要求4所述的焚烧炉，其特征在于，所述螺旋叶片前端齿条高径比小于等于其后端齿条高径比。

6.根据权利要求3所述的焚烧炉，其特征在于，所述柔性给料装置设置两套，对称性设置在所述炉膛两侧。

7.根据权利要求3至6任一项所述的焚烧炉，其特征在于，所述炉膛选用变截面结构设置。

技术总结
本发明公开了一种柔性给料装置及其应用的流化床焚烧炉，柔性给料装置包括料斗和筒体，筒体中心沿轴向设置有传动轴，传动轴上设置有螺旋叶片。螺旋叶片的轮缘设置有若干齿条，齿条选用弹簧钢，其直径为3‑8mm，且齿条高径比为4‑7。螺旋叶片前端齿条高径比小于等于其后端齿条高径比。本发明具有同时输送多种形式物料、可靠性高、不容易卡堵等优点。

技术研发人员：张衍国;丛堃林;杨潇潇;李清海;张凝;陈新;陈宣
受保护的技术使用者：清华大学;华能集团技术创新中心有限公司
技术研发日：2021.06.10
技术公布日：2021.08.13