CN101363618A - 燃烧多种生物质燃料的链条锅炉装置 - Google Patents

Abstract

燃烧多种生物质燃料的链条锅炉装置，它涉及一种链条锅炉装置。本发明解决了现有的链条锅炉燃烧生物质时，链条锅炉负荷不稳定和锅炉负荷调节困难的问题。本发明所述拱上生物质喷口装置(8)倾斜设置在前拱(7)上并与炉膛(3)连通，所述拱上二次风喷口(10)位于拱上生物质喷口装置(8)的斜上方，拱上二次风喷口(10)设置在前拱(7)上并与炉膛(3)连通，拱上二次风喷口(10)上设有风量调节阀(16)。本发明采用生物质下料斗、拱上生物质喷口装置和拱上二次风喷口配合给料的联合给料装置，使燃烧生物质燃料的链条锅炉负荷稳定，同时便于调节锅炉负荷。

Description

燃烧多种生物质燃料的链条锅炉装置

技术领域

本发明涉及一种链条锅炉装置，具体涉及一种用于燃烧多种生物质燃料的链条锅炉装置。

背景技术

随着石油和天然气等矿物燃料价格的攀升，可再生能源将获得快速发展。国际应用系统分析研究所的研究认为，在二十一世纪中叶，以太阳能和生物质能为主体的可再生能源将占世界能源构成的30％以上，是继煤浆、石油和天然气之后的主要代替能源。发展可再生能源已成为全球的热点问题，是发展可持续能源的必然选择。生物质能源和化石能源相比，存在很大优势：其CO₂净排放量为零，可以有效的缓解温室效应，由于它的硫、氮含量都很低，灰分也很少，所以燃烧后的SO₂、NO_x和灰尘的排放量比化石燃料少的多，因此生物质能源的开发利用是缓解我国能源和环境压力，建立可持续发展能源系统的有效措施，同时对在农村地区全面建设小康社会、促进新的经济增长点起到较大推动作用。2005年5月我国颁布实施的《中华人民共和国可再生能源法》进一步促进了我国可再生能源的利用。为了节能减排，十一五期间，国家发改委要求逐步关停能耗高、效率低、污染大的采用链条炉排的小火电机组，仅浙江省就需关闭这种燃煤链条锅炉400余台。在燃煤链条锅炉上直接燃烧生物质可以避免拆除造成的资源浪费以及引起的社会问题，还可以有效的利用农村的废弃物等，使生物质资源变废为宝，并且有利于保护环境，实现环境友好。但在链条锅炉上由炉排送入块状生物质会引起以下问题：1、燃烧生物质锅炉的负荷不稳定。这种负荷不稳定主要由以下两个方面表现出来：a.生物质燃料的供应不稳定；b.生物质炉排供给有时会发生断料问题。2、燃烧生物质锅炉的负荷难以调节。

发明内容

本发明为了解决现有的链条锅炉燃烧生物质时，链条锅炉负荷不稳定和锅炉负荷调节困难的问题，现提出一种燃烧多种生物质燃料的链条锅炉装置。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：本发明所述锅炉装置包括锅炉底座、炉排、前拱、后拱、前墙、后墙、生物质挡板、铰龙、生物质上料斗、生物质下料斗和配风室，所述生物质上料斗的下端与生物质下料斗的上端连通，所述生物质上料斗与生物质下料斗的连接处水平设有铰龙，配风室设置在炉排上，炉排设置在锅炉底座的上端上，前墙、前拱、生物质下料斗、炉排、后拱、后墙围成炉膛，所述生物质挡板位于前拱与炉排之间且设置在生物质下料斗内；所述锅炉装置还包括拱上生物质喷口装置、拱上二次风喷口和风量调节阀；所述拱上生物质喷口装置倾斜设置在前拱上并与炉膛连通，所述拱上二次风喷口位于拱上生物质喷口装置的斜上方，拱上二次风喷口设置在前拱上且与炉膛连通，拱上二次风喷口上设有风量调节阀。

本发明的技术效果是：本发明采用生物质下料斗、拱上生物质喷口装置和拱上二次风喷口配合给料的联合给料装置，使燃烧生物质燃料的链条锅炉负荷稳定，同时便于调节锅炉负荷。以前的链条锅炉的块状生物质(如玉米秸秆、棉杆、果树枝条等农林废弃物)供给都是完全由炉排直接把生物质带入炉膛，而玉米秸秆和棉杆等农业废弃物随季节的变化而使供应发生很大变化，且这种块状生物质也不便于长时间储存，因而这种块状生物质的供给具有明显的季节性，时常会出现由于燃料供应不足而导致锅炉限负荷，使锅炉的负荷小，导致供给不能满足用户的要求，从而影响到电厂的经济效益；另一方面块状生物质由炉排带入炉膛进行燃烧，有时会因为块状生物质卡住而不能随炉排运转进入炉膛，造成锅炉断料，使负荷迅速下降，因此锅炉负荷不稳定。另外，链条锅炉主要是通过控制生物质挡板的高度，以此限制进入锅炉的生物质的量来进行负荷调节的。这种负荷调节有时会由于生物质把挡板支住而使挡板不能顺利下压，致使负荷难以调节，且调节也不够灵敏。因此本发明设计了拱上生物质喷口装置。这样一部分粉状生物质(如稻壳、锯末等)通过拱上生物质喷口装置直接喷入到炉膛里面进行燃烧，另一部分生物质燃料经生物质下料斗由炉排带入炉膛进行燃烧。由于拱上生物质喷口装置喷入炉膛的是粉状生物质，如稻壳和锯末等，而大米加工和木场加工都是四季工作，所以稻壳和锯末随时可以购买到，不会出现季节性供应问题。当块状生物质供应出现不足的时候，可以通过增加拱上生物质喷口装置喷入的粉状生物质来替代所缺的块状生物质，以此来弥补由于块状生物质供应不上而导致的限负荷问题。另外粉状生物质燃料不会像块状生物质燃料那样由于卡住而不能送入炉膛，因而可以通过增加喷入粉状生物质的量来补偿块状生物质突然断料而引起的负荷迅速下降的问题。此外，粉状生物质是通过改变送料铰龙转速来调整供给量的，从而避免了发生块状生物质支住生物质挡板的情况，因而负荷调节更加可靠。此外在本发明中还设置了一个拱上二次风喷口。在没有设置拱上二次风喷口的情况下，由拱上生物质喷口装置喷入的粉状生物质燃料，会因为密度比较小而被配风室的风所带走，使未燃损失增大，造成不必要的能源浪费。因而本发明在拱上生物质喷口装置的上部增加了喷口向下倾斜的拱上二次风喷口。这样由拱上二次风喷口所喷出的向下二次风就会使拱上生物质喷口装置喷入的粉状生物质燃料向下的刚度增强，使生物质燃料向下的行程变长，增加生物质燃料在炉膛内的滞留时间，不仅有利于生物质燃尽，还减少了粉状生物质燃料被配风室的风所带走而造成的燃料浪费。

附图说明

图1为本发明的主视图，图2为拱上生物质喷口装置的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1所示，本实施方式所述的燃烧多种生物质燃料的链条锅炉装置包括锅炉底座15、炉排2、前拱7、后拱13、前墙11、后墙12、生物质挡板4、铰龙6、生物质上料斗9、生物质下料斗5和配风室1，所述生物质上料斗9的下端与生物质下料斗5的上端连通，所述生物质上料斗9与生物质下料斗5的连接处水平设有铰龙6，配风室1设置在炉排2上，炉排2设置在锅炉底座15的上端上，前墙11、前拱7、生物质下料斗5、炉排2、后拱13、后墙12围成炉膛3，所述生物质挡板4位于前拱7与炉排2之间且设置在生物质下料斗5内；所述锅炉装置还包括拱上生物质喷口装置8、拱上二次风喷口10和风量调节阀16；所述拱上生物质喷口装置8倾斜设置在前拱7上并与炉膛3连通，所述拱上二次风喷口10位于拱上生物质喷口装置8的斜上方，拱上二次风喷口10设置在前拱7上且与炉膛3连通，拱上二次风喷口10上设有风量调节阀16。所述炉排2靠链条带动。

生物质的供给分为两个部分，一部分生物质燃料(块状)由生物质下料斗提供给炉排，再由炉排运送到炉膛内进行燃烧；另一部分生物质燃料(粉状)由拱上生物质喷口直接喷到链条炉的炉膛里，且由拱上二次风喷口把粉状生物质燃料冲压向下在炉膛内进行燃烧。这样由生物质下料斗、拱上生物质喷口和拱上二次风喷口配合供给生物质燃料的燃烧多种生物质燃料的链条锅炉装置，可以避免块状生物质供应短缺或炉内突然断料而造成燃烧生物质链条锅炉限负荷和负荷不稳定的问题，并提高了链条锅炉负荷调节的便利性和灵敏性。增强了一次风的刚度，加长了粉状生物质向下运行的距离，使粉状生物质在炉膛内停留时间增长，有利于生物质的燃尽。

具体实施方式二：如图1和图2所示，本实施方式所述拱上生物质喷口装置8由送料风机8-1、送料风入口管8-2、送料风出口管8-3、送料铰龙8-4、粉状生物质料斗8-5和拱上生物质喷口8-6组成，所述粉状生物质料斗8-5由上料斗8-5-1、水平段8-5-2和下料斗8-5-3组成，上料斗8-5-1的下端通过水平段8-5-2与下料斗8-5-3的上端连通，送料铰龙8-4水平设置在水平段8-5-2内，所述送料风入口管8-2与送料风机8-1连通，送料风机8-1与送料风出口管8-3连通，下料斗8-5-3的下端与送料风出口管8-3均与拱上生物质喷口8-6连通，所述拱上生物质喷口8-6与前拱7连通。如此设置拱上生物质喷口装置8，结构简单，便于调整。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：如图1所示，本实施方式所述锅炉装置还包括挡渣器14，所述挡渣器14安装在炉排2的后端与锅炉底座15之间。挡渣器14防止灰渣进入炉排的下方。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

工作原理：

生物质燃料(如果木枝条、木块等)从料仓经生物质上料斗9下落到铰龙6，铰龙沿锅炉宽度方向布置二至三个，通过它的旋转把生物质燃料推进到生物质下料斗5中，经过生物质下料斗5生物质燃料就会落到炉排2上。经过生物质挡板4的阻挡使旋转的炉排2带走一定厚度的块状生物质燃料。生物质燃料随炉排2进入炉膛3内，在前拱7的辐射下开始热解燃烧，燃料所需的空气主要由配风室1供给，配风室1采用分段送风。本发明由生物质下料斗5、拱上生物质喷口装置8和拱上二次风喷口10配合供给的燃烧多种生物质燃料的链条锅炉装置。有一部分生物质(粉状)直接由拱上生物质喷口装置8喷入到炉膛3中进行燃烧，这部分燃料燃烧出其所需的风由拱上二次风喷口10供给。拱上二次风增加了一次风(生物质燃料自身带有一次风)的刚度(即生物质燃料向下的刚度)，延长了生物质向下运行的距离，接着生物质燃料折转向上运行。生物质充分燃烧和燃尽所需的风由拱上二次风喷口炉排上的配风室供给。另一部分块状生物质燃料仍然经生物质下料斗5由炉排带入炉膛3，这部分块状生物质燃料进入炉膛后燃烧所需的风由炉排上的配风室供给，同时在前拱7的辐射下进行热解燃烧。这样一种燃烧多种生物质燃料的链条锅炉装置解决了由于块状生物质短缺而导致锅炉的负荷小，电力供给不能满足用户的要求，使电厂经济效益下降的问题；另外也解决了由于炉内突然断料而引起负荷不稳定的问题；同时也使燃烧生物质的链条锅炉的负荷调节灵敏、便捷、可靠；增强了一次风的刚度，加长了粉状生物质向下运行的距离，使粉状生物质在炉膛内停留时间增长，有利于生物质的燃尽。

由于煤炭价格的上涨，许多中小电厂因负担不起而面临着破产、倒闭的情况；或者一些锅炉厂锅炉排放不符合国家要求，面临着关停的局面。针对如此情况浙江某电厂为了避免倒闭关停的情况发生，开展了将35t/h燃煤链条炉改成燃烧生物质的链条炉的工程。在这次改装中，该公司采用了本发明的实施方式。该锅炉燃烧的块料是木块和果木枝条经过秸秆切片机切成的片状生物质燃料，燃烧的粉料是稻壳和锯末。改造的锅炉在运行时，尾部烟气在没有加装任何脱硫脱硝等减排装置的情况下，NO_x排放浓度为315mg/m³，SO₂排放浓度为150mg/m³，都达到了环保的要求。且本发明能满足锅炉的负荷要求，长年保证了负荷的稳定，满足了用户所需的电量，并使运行中锅炉的负荷调节灵敏、可靠，取得了良好的效果。该电厂在一台锅炉改装成功后，又将另外一台锅炉进行了改造。本领域的技术人员可以在此基础上做出进一步的改进和改变，但是在不脱离本发明的实质的前提下，都落入到本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种燃烧多种生物质燃料的链条锅炉装置，所述锅炉装置包括锅炉底座(15)、炉排(2)、前拱(7)、后拱(13)、前墙(11)、后墙(12)、生物质挡板(4)、铰龙(6)、生物质上料斗(9)、生物质下料斗(5)和配风室(1)，所述生物质上料斗(9)的下端与生物质下料斗(5)的上端连通，所述生物质上料斗(9)与生物质下料斗(5)的连接处水平设有铰龙(6)，配风室(1)设置在炉排(2)上，炉排(2)设置在锅炉底座(15)的上端上，前墙(11)、前拱(7)、生物质下料斗(5)、炉排(2)、后拱(13)、后墙(12)围成炉膛(3)，所述生物质挡板(4)位于前拱(7)与炉排(2)之间且设置在生物质下料斗(5)内；其特征在于：所述锅炉装置还包括拱上生物质喷口装置(8)、拱上二次风喷口(10)和风量调节阀(16)；所述拱上生物质喷口装置(8)倾斜设置在前拱(7)上并与炉膛(3)连通，所述拱上二次风喷口(10)位于拱上生物质喷口装置(8)的斜上方，拱上二次风喷口(10)设置在前拱(7)上且与炉膛(3)连通，拱上二次风喷口(10)上设有风量调节阀(16)。

2.根据权利要求1所述的燃烧多种生物质燃料的链条锅炉装置，其特征在于：所述拱上生物质喷口装置(8)由送料风机(8-1)、送料风入口管(8-2)、送料风出口管(8-3)、送料铰龙(8-4)、粉状生物质料斗(8-5)和拱上生物质喷口(8-6)组成，所述粉状生物质料斗(8-5)由上料斗(8-5-1)、水平段(8-5-2)和下料斗(8-5-3)组成，上料斗(8-5-1)的下端通过水平段(8-5-2)与下料斗(8-5-3)的上端连通，送料铰龙(8-4)水平设置在水平段(8-5-2)内，所述送料风入口管(8-2)与送料风机(8-1)连通，送料风机(8-1)与送料风出口管(8-3)连通，下料斗(8-5-3)的下端与送料风出口管(8-3)均与拱上生物质喷口(8-6)连通，所述拱上生物质喷口(8-8)与前拱(7)连通。

3.根据权利要求1或2所述的燃烧多种生物质燃料的链条锅炉装置，其特征在于：所述锅炉装置还包括挡渣器(14)，所述挡渣器(14)安装在炉排(2)的后端与锅炉底座(15)之间。

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