CN100572971C - 一种新型生物质燃烧膜式壁有机热载体炉 - Google Patents
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Abstract
一种新型生物质燃烧膜式壁有机热载体炉，属于机械设备领域中的焚烧炉设备，尤其是涉及一种以废木料、木屑、秸秆等为燃料的生物质燃烧炉。具有一炉体，炉体设置有燃烧设备、炉膛、燃烬室和尾部烟道，炉体的内侧设置有导热油管，燃烧设备具有设置在炉体下方的炉排及对应设置在其一端上方的加料装置，炉排的另一端的上方为炉膛，炉膛的上方与相邻设置的燃烬室的上方相通，燃烬室与设置有由导热油管构成的对流受热面的尾部烟道相通，炉体顶部上方设置有烟气出口。本发明将绝热燃烧炉与导热油热交换器有效地结合为一体，不仅可以减少投资和占地，而且可以提高燃烧效率、减少设备运行维护成本，提高设备的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于机械设备领域中的焚烧炉设备，尤其是涉及一种以废木料、木屑、秸秆等为燃料的生物质燃烧炉。
背景技术
我国木材加工的剩余物废木料、木屑、刨花、树枝条、树皮，以及农业生产的副产品秸秆等，是十分丰富的生物质能源。在各种木材加工厂、食品、生物燃料等行业，需要大量的热量用于加热、烘干。通过将生物质燃烧用于处理木材加工和农业生产中产生的废木料、秸秆，同时可用于大容量供热行业，将对我国木材加工行业和其它需求大量用热企业的节能和环保起着非常重要的作用。
目前木材加工行业普遍采用绝热炉室燃烧废木材，其存在燃烧热效率低、炉体耐火材料易开裂、脱落、升停炉时间过长等问题；现有技术中燃烧处理木材加工厂废木料和农业秸秆的供热方案中，还有采用有机热载体炉(也称导热油炉)方式。有机热载体炉是用导热油吸收生物质燃料燃烧产生的热量，再供给相关工厂用于加热、烘干。现有的燃烧生物质燃料的有机热载体炉多采用盘管形式，容量小，效率低，不能满足生产供热需求。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前处理木材加工业的废木材、树皮、树枝条和秸秆等生物质燃料处理效率低等缺陷，提供一种新型生物质燃烧膜式壁有机热载体炉。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种新型生物质燃烧膜式壁有机热载体炉，具有一炉体，炉体设置有燃烧设备、炉膛、燃烬室和尾部烟道，炉体的内侧设置有导热油管，燃烧设备具有设置在炉体下方的炉排及对应设置在其一端上方的加料装置，炉排为由液压传动、顺推往复式的炉排，其与水平成一定倾斜角，其对应加料装置的一端高于对应炉膛的一端，炉排的另一端的上方为炉膛，炉膛的上方与相邻设置的燃烬室的上方相通，燃烬室与设置有由导热油管构成的对流受热面的尾部烟道相通，燃烬室的顶部的炉体上方设置有砂光粉燃烧器，炉体顶部上方设置有烟气出口。炉排为顺推往复式炉排，可将燃料在燃烧过程中向炉后推动，使燃料不断翻滚、燃烧；炉体上方布置了烟气出口，可以按需抽取热烟气直接混入冷风至合适温度，用于干燥木板；砂光粉燃烧器用于燃烧在木板加工过程中用砂光机研磨其表面产生的木粉，木粉的水分低、发热值高，宜采用独立的燃烧器喷入焚烧炉中燃烧。
炉体上炉膛、燃烬室与尾部烟道的四周侧壁为膜式壁，其由外侧的保温材料层与内侧的导热油管构成。膜式壁热惯性小，启、停炉时间短，密封性好，可以完全避免燃烧室产生炉墙开裂、脱落等现象，使用寿命大大延长，维护成本明显降低。
构成对流受热面的导热油管与膜式壁中设置的导热油管相通。
炉排下方设置有一次风室。为在炉排上燃烧的燃料输送空气。
炉排下方设置有出渣装置。出渣装置用于排出在炉排上燃烧和炉膛内燃烧落下的灰烬。
在炉排上方的炉膛下部两侧分别向炉体外侧弯折，在弯折处设置有二次风管。二次风管可以向炉膛内补充空气使在炉膛内的燃料物质进一步充分燃烧。
尾部烟道的下方设置有灰斗。用于将燃烬室和尾部烟道内的灰烬排出。
加料装置还具有一卸料口。卸料口可以将加料装置中多余的燃料物质排出。
本发明的有益效果为：可有效增加炉子的输出热量；炉膛、燃烬室和尾部烟道四周都布置了膜式壁，其热惯性小，启、停炉时间短，密封性好，可以完全避免燃烧室产生炉墙开裂、脱落等现象，使用寿命大大延长，维护成本明显降低；采用液压传动的顺推往复炉排，采取合理的一、二次送风装置设置，可以燃烧几乎所有品种的生物质燃料，具有燃料适用性非常广的优势；对燃料粒度适应性好，可以适应＜300mm的各种形状的燃料，对燃料破碎设备的要求大大降低；本发明将绝热燃烧炉与导热油热交换器有效地结合为一体，不仅可以减少投资和占地，而且可以提高燃烧效率、减少设备运行维护成本，提高设备的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的具体实施方式的结构示意图；
图2是炉体侧壁的结构示意图。
图中，1为炉膛，2为燃烬室，3为对流受热面，4为加料装置，5为卸料口，6为炉排，7为一次风室，8为出渣装置，9为灰斗，10为二次风管，11为烟气出口，12为砂光粉燃烧器，13为保温材料层，14为尾部烟道，15为导热油管，16为炉体。
具体实施方式
下面结合附图及工作原理详述本发明的具体实施方式。
炉体16设置有燃烧设备、炉膛1、燃烬室2和尾部烟道14，炉体16上炉膛1、燃烬室2与尾部烟道14的四周侧壁为膜式壁，其由外侧的保温材料层13与内侧的导热油管15构成。燃烧设备具有设置在炉体1下方的炉排6及对应设置在其一端上方的加料装置4，加料装置4还具有一可以将加料装置中多余的燃料物质排出的卸料口5。炉排6为由液压传动、顺推往复式的炉排，其与水平成一定倾斜角，其对应加料装置4的一端高于对应炉膛1的一端。炉排6下方设置有一次风室7，为在炉排上燃烧的燃料输送空气。炉排6下方一次风室7的下方设置有出渣装置8，出渣装置用于排出在炉排上燃烧和炉膛内燃烧落下的灰烬。炉排6的另一端的上方为炉膛1，炉膛1的上方与相邻设置的燃烬室2的上方相通，燃烬室2与设置有由导热油管15构成的对流受热面3的尾部烟道14相通，炉体16顶部上方设置有烟气出口11。构成对流受热面的导热油管与膜式壁中设置的导热油管相通。
在炉排6上方的炉膛1下部两侧分别向炉体外侧弯折，在弯折处设置有二次风管10。二次风管可以向炉膛内补充空气使在炉膛内的燃料物质进一步充分燃烧。
尾部烟道14的下方设置有用于将燃烬室2和尾部烟道14内的灰烬排出的灰斗9。
燃烬室2的顶部的炉体16上方设置有砂光粉燃烧器12，用于燃烧在木板加工过程中用砂光机研磨其表面产生的木粉，木粉的水分低、发热值高，宜采用独立的燃烧器喷入焚烧炉中燃烧。
以下简述工作原理。
采用液压传动的顺推往复炉排为燃烧设备，废木料、秸秆等燃料经加料装置4，落入炉排面上，由液压推杆往炉内推，一次风从一次风室7穿过炉排面，与炉排上的燃料混合，为燃料燃烧提供空气。二次风从二次风管10中喷入炉膛，为燃料燃烧及时补充所需的空气。燃料在炉排面上着火后燃烧，并在顺推往复炉排6的推动下，向炉后翻滚，继续燃烧，直至燃烬，灰渣从炉膛下后部排出由出渣装置8输出，送到渣场。
在加料装置的边上并列布置了卸料口，可以将进入的多余燃料排卸出来。
生物质燃料在炉排面上着火并燃烧，产生的挥发物、细小的颗粒在炉膛中继续燃烧，并在二次风管中的二次风助燃作用下剧烈燃烧，至炉膛出口处燃烧完，烟气经炉膛出口进入燃烬室，可将烟气中残余的可燃物燃烬，再经180度转弯，进入尾部烟道，流经布置在尾部烟道中的对流受热面，烟气得到了充分的冷却，再从烟气出口流出有机热载体炉，进入其它烘干设备。
在所有的膜式壁受热面外，都敷设有保温材料层，用于受热面的保温，可以减少散热损失，并保护运行维护人员免受烫伤。在燃烬室顶部，布置了砂光粉燃烧器，可以将砂光木粉喷入燃烬室燃烧。
在炉膛、燃烬室和尾部烟道室四周，都布置了膜式壁受热面，有机热载体(即导热油)在膜式壁受热面内的导热油管内流动，烟气在膜式壁受热面外流动，烟气与导热油通过膜式壁进行热交换，烟气在冷却过程中放出热量，而导热油在加热过程中吸收热量、并使其温度升高，导热油在其温度达到设计要求后，送到需要的换热设备进行热交换，放出热量后使其温度降低，再送回膜式壁有机热载体炉内继续加热，这样周而复始地循环，使得生物质燃料燃烧产生的热量得到有效地输出、利用。
以下为本发明实施方式的使用实例：
设计功率为25MW，采用的生物质燃料(刨花、锯木屑、树皮、砂光粉、树枝条等混合物)中：含碳量24.90％，含氢量2.90％，含氧量18.50％，含氮量0.10％，含硫量0.10％，含灰量3.50％，含水分50.00％，低位发热值：Q＝8374kj/kg。
启动采用轻油炉点火，也可将适当量的燃料铺在炉排面上，采用人工火把直接点燃炉排上的燃料。在炉排下方一次风的助燃下，燃料迅速着火并燃烧，在二次风的作用下剧烈燃烧，燃烧稳定后炉膛出口烟温达到800~950℃，再流过燃烬室，烟温降到650~700℃，再流过尾部对流受热面，此时烟气温度降到350℃左右，从烟气出口流出后，再送入干燥设备继续冷却。
导热油从尾部对流受热面进入，进口温度为210~220℃，流经尾部对流受热面后温度上升至225~235℃，再流经尾部烟道四周、燃烬室四周和炉膛四周的膜式壁受热面，吸热后温度上升至245~255℃(最高温度可达320℃)，输出炉体，再送入热交换设备供热。有机热载体炉的导热油进、出口温度差约为35℃，额定负荷时的导热油循环量为1170m3/h。
Claims (8)
1、一种新型生物质燃烧膜式壁有机热载体炉，具有一炉体，炉体设置有燃烧设备、炉膛、燃烬室和尾部烟道，其特征在于：炉体的内侧设置有导热油管，燃烧设备具有设置在炉体下方的炉排及对应设置在其一端上方的加料装置，炉排为由液压传动、顺推往复式的炉排，其与水平成一定倾斜角，其对应加料装置的一端高于对应炉膛的一端，炉排的另一端的上方为炉膛，炉膛的上方与相邻设置的燃烬室的上方相通，燃烬室与设置有由导热油管构成的对流受热面的尾部烟道相通，燃烬室的顶部的炉体上方设置有砂光粉燃烧器，炉体顶部上方设置有烟气出口。
2、根据权利要求1所述的一种新型生物质燃烧膜式壁有机热载体炉，其特征在于：炉体上炉膛、燃烬室与尾部烟道的四周侧壁为膜式壁，其由外侧的保温材料层与内侧的导热油管构成。
3、根据权利要求2所述的一种新型生物质燃烧膜式壁有机热载体炉，其特征在于：构成对流受热面的导热油管与膜式壁中设置的导热油管相通。
4、根据权利要求1所述的一种新型生物质燃烧膜式壁有机热载体炉，其特征在于：炉排下方设置有一次风室。
5、根据权利要求1所述的一种新型生物质燃烧膜式壁有机热载体炉，其特征在于：炉排下方设置有出渣装置。
6、根据权利要求1所述的一种新型生物质燃烧膜式壁有机热载体炉，其特征在于：在炉排上方的炉膛下部两侧分别向炉体外侧弯折，在弯折处设置有二次风管。
7、根据权利要求1所述的一种新型生物质燃烧膜式壁有机热载体炉，其特征在于：尾部烟道的下方设置有灰斗。
8、根据权利要求1所述的一种新型生物质燃烧膜式壁有机热载体炉，其特征在于：加料装置还具有一卸料口。
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