CN102353045B - 一种燃生物质或垃圾燃料锅炉的高效差速多旋流锥形床布风结构 - Google Patents

一种燃生物质或垃圾燃料锅炉的高效差速多旋流锥形床布风结构 Download PDF

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Abstract

一种燃生物质或垃圾燃料锅炉的高效差速多旋流锥形床布风结构，在锅炉炉膛内设置高低阶梯状的床面，低位为高速床，高位为低速床；高速床采用V形布风板与多个锥形布风室的结构，两V形布风板底部与两锥形布风室之间设置大口径V形排渣器；低速床上布置浸泡受热面管与浸泡过热器，V形布风板上设有若干个丁字形风帽，低速床的下方为低速风室，炉膛侧壁上端分别设有负压给料器和多层旋流三次送风口。该技术能有效解决因燃烧生物质或垃圾带来的过热器集灰、腐蚀与排渣不畅等技术难题，同时在提高燃烧效率、减少磨损方面都有较强的优势。

Description

一种燃生物质或垃圾燃料锅炉的高效差速多旋流锥形床布风结构
技术领域
 本发明涉及一种锅炉，尤其涉及一种燃生物质或垃圾燃料锅炉的高效差速多旋流锥形床布风结构。
背景技术
 我国向世界郑重承诺，到2020年我国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。而我国可开发的生物质能（含城市生活垃圾）资源总量近期约为5亿吨标准煤，生物质发电可满足中国能源消费量的20%以上的电力，年可减少排放二氧化碳近3.5亿吨，二氧化硫、氮氧化物、烟尘减排量近2500万吨。因此，必须加快生物质能的开发与利用。
秸秆燃料可分为黄色秸秆（稻草、麦草、玉米秸秆等）、白色秸秆（棉秆、麻秆、油菜秆、花生壳等）、灰色秸秆（林木枝条、树皮等林业废弃物）、黑色秸秆（工业加工后的废弃物）。它们具有挥发分高、含水率高，氯，及钾、钠等碱金属含量高、热值低、灰熔点低等特点。目前，国际上较为成功的生物质秸秆燃料锅炉，均采用炉排式结构，该锅炉系统投资高，核心技术都掌握在国外公司。而国内全烧秸秆锅炉的技术还刚起步，已投运的流化床与循环流化床生物质锅炉存在结焦、对流受热面积灰、锅炉燃料适应性差、运行不稳定，以及过热器腐蚀严重等技术难题，制约了生物质锅炉向高参数的大规模推广。
中国专利（ZL01249503.4）是我公司研制的“焚烧垃圾的差速流化床锅炉”，专利中提供了燃糠醛渣、稻壳等生物燃料的结构，由于在实践中生物燃料存在季节性与农业生产多样性供应的特点，这就给锅炉供料造成问题，要求锅炉不得不燃烧混合燃料，由于不同的生物质燃料所含K、Na、Cl等元素的含量相差很大，锅炉在燃烧混合燃料时，造成过热器的积灰与腐蚀，同时生物质燃料在收集过程中难免会混入大块惰性物料，因此存在过热器腐蚀、排渣不畅等问题，影响锅炉的长期安全稳定运行。
另外，在垃圾焚烧流化床锅炉同样也存在过热器的积灰与腐蚀、排渣不畅等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一种燃生物质或垃圾燃料锅炉的高效差速多旋流锥形床布风结构，重点解决锅炉遇到的过热器的腐蚀，以及燃烧多种生物质和燃料中掺杂大块惰性物料所引起的燃料适应性差、排渣不畅等问题，同时解决提高燃料的燃烧效率与减少受热面的磨损等问题。
     本发明燃生物质或垃圾的高效差速多旋流锥形床布风结构包括阶梯布置的高速床与低速床、V形布风板与多个锥形布风室相结合的布风装置、浸泡受热面、负压给料器、多层旋流三次风、惰性物料等。
     本发明内容是：
     1、由于不同生物质其密度、颗粒度、水份，以及燃烧速率等存在较大差异，为满足燃烧多种生物质，因此设置阶梯布置的不同床面，同时床面流化速度不同，低位为高速床，高位为低速床，燃料通过给料器进入高速床后，大颗粒与密度大的燃料和惰性物料在高速床中流化，而低密度与细颗粒的物料和燃料进入低速床；由于高速床与低速床在流速上的差异，形成高速床与低速床的第一股内循环流，满足不同生物质燃料的燃烧要求。
     2、散装破碎后的生物质收集难免会混入大的惰性物料，特别生活垃圾中大的惰性物料更不可避免。在流化床锅炉中大的惰性物料存在一定量后直接导致锅炉的运行故障，因此及时将大的惰性物料排除是至关重要。本发明将高速床设置为V形布风板与多个锥形布风室相结合的布风装置，并在两V形布风板底部与两锥形布风室之间设置的V形排渣器，而在V形布风板上布置向下吹扫的丁字形风帽，丁字形风帽之间的配合形成平板。当流化风通过锥形布风室与丁字形风帽进入炉床，流化风经过丁字形风帽小孔向下吹扫，而流化风进入炉床后显向上流动，因此炉床的上升流与丁字形风帽小孔的向下吹扫风形成第二股内循环流。这股内旋流有助于将大的惰性物料分离，顺利进入设置在斜布风板底部的大口径V形排渣器排出。
     3、在炉膛中设置多层四角布置三次风，此三次风斜向下切向布置，形成切向旋流，此为第三股内循环流。此三次风旋流有助于提高生物质燃料的燃尽率，以及降低NOx污染物的排放。
     4、生物质与垃圾中K、Na、Cl等元素的含量较大，K、Na的含量高将造成灰熔点下降，它将带来对流受热面的严重积灰，同时由于对流受热面的积灰大大提高了管子的腐蚀，严重影响锅炉的安全稳定运行。受热面管的腐蚀同积灰、管壁温度和有害元素浓度有关，有害元素在一定浓度下管壁温度越高腐蚀越严重，管子积灰与不积灰的腐蚀速率相差15倍以上，这一定程度制约锅炉向高过热器参数发展。由于K、Na、Cl等元素在高温下挥发速率极快。本发明采用布置一定高度的负压给料方式，且将过热器布置在低速床密相区上。燃料从负压给料器进入高速床，在燃料下落过程中，燃料在炉膛高温下K、Na、Cl等元素大部分已挥发进入上升的烟气中，留下的部份在高速床中进一步挥发，因此进入低速床有害元素浓度很小，将不会构成对布置在低速床密相区上的过热器的腐蚀。
本发明是这样实现的，它包括高速床、低速床、V形排渣器、低速床风室、浸泡受热面管、浸泡过热器、锥形布风室、丁字形风帽、V形布风板、负压给料器，其特征在于在锅炉炉膛内设置高低阶梯状的床面，低位为高速床，高位为低速床；高速床采用V形布风板与多个锥形布风室的结构，两V形布风板底部与两锥形布风室之间设置大口径V形排渣器；低速床上布置浸泡受热面管与浸泡过热器，V形布风板上设有若干个丁字形风帽，低速床的下方为低速风室，炉膛侧壁上端分别设有负压给料器和多层旋流三次送风口。高压流化风从锥形布风室经过V形布风板以及在其上布置的丁字形风帽进入炉膛，低压流化风从低速风室进入炉膛；生物质燃料包括垃圾从负压给料器进入高速床，生物质燃料与床面的惰性物料在流化风作用下高速流化，与低速床物料形成自上而下的内循环流。大块惰性物料通过大口径V形排渣器排出。
在V形布风板上布置有小孔向下吹的丁字形风帽且显平板形。高速床与低速床形成的阶梯高差等所构成的内循环流流化床系统，可满足不同密度、不粒径的多种生物质的分区燃烧。
低位高速床与V形布风板和多个锥形布风室以及与在其上布置的丁字形风帽之间形成的配合结构。
将过热器布置在低速床上形成浸泡过热器的结构，同时在低速床上还可布置浸泡受热面管，用于燃烧生物质和生活垃圾等燃料，解决过热器腐蚀问题。
高速床采用V形布风板与多个锥形布风室、以及两V形布风板底部与两锥形布风室之间设置的V形排渣器结构，用于燃烧带大块惰性物料的生物质和生活垃圾等燃料。
V形布风板与锥形布风室，以及单个或多个排列的结构形式。
丁字形风帽前后两边倾斜，并在风帽上平头部斜向开若干小孔。
本发明的技术效果是：能有效解决因燃烧生物质或垃圾带来的过热器集灰、腐蚀与排渣不畅等技术难题，同时在提高燃烧效率、减少浸泡受热面磨损等方面有较强优越性。
附图说明
图1 为本发明的侧视图。
图2为本发明的另一侧视图。
   图3为本发明丁字形风帽的结构示意图。
   图4为本发明丁字形风帽的切面图。
在图中，1、高速床 2、低速床 3、V形排渣器 4、低速床风室 5、浸泡受热面管 6、浸泡过热器 7、多层旋流三次送风口 8、锥形布风室 9、丁字形风帽 10、V形布风板 11、负压给料器 12、炉膛。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4所示，本发明是这样实现的，在锅炉炉膛12内设置高低阶梯状的床面，低位为高速床1，高位为低速床2；高速床1采用V形布风板10与多个锥形布风室8的结构，两V形布风板10底部与两锥形布风室8之间设置大口径V形排渣器3；低速床2上布置浸泡受热面管5与浸泡过热器6，V形布风板10上设有若干个丁字形风帽9，低速床2的下方为低速风室4，炉膛12侧壁上端分别设有负压给料器11和多层旋流三次送风口7，高压流化风从锥形布风室8经过V形布风板10以及在其上布置的丁字形风帽9进入炉膛，在V形布风板10上布置有小孔向下吹的丁字形风帽9，且丁字形风帽9在V形布风板10上排列显平板形；低压流化风从低速风室4进入炉膛；生物质燃料包括垃圾从负压给料器11进入高速床1，负压给料器11距高速床面2-3米，生物质燃料与床面的惰性物料在流化风作用下高速流化，与低速床2物料形成自上而下的内循环流。在两V形布风板10底部与两锥形布风室8之间设置的V形排渣器3上部是一个与高速床1同宽的宽为150~400mm的排渣槽，下部通过一个前后两边向下倾斜的收口引出，大块惰性物料通过引出口排出。高速床1布风结构其具体实施是V形布风板10与锥形布风室8，以及单个或多个排列的结构形式。在V形布风板10上布置的丁字形风帽9，丁字形风帽9在V形布风板10上排列显平板形。丁字（或T形）风帽9的结构为前后两边倾斜，便于风帽间配合的膨胀，并在风帽上平头部斜向开若干小孔，其开孔大小与数量根据不同流速要求设置。

Claims (3)

1.一种燃生物质或垃圾燃料锅炉的高效差速多旋流锥形床布风结构，它包括高速床、低速床、V形排渣器、低速床风室、浸泡受热面管、浸泡过热器、锥形布风室、丁字形风帽、V形布风板、负压给料器，其特征在于在锅炉炉膛内设置高低阶梯状的床面，低位为高速床，高位为低速床；高速床采用V形布风板与多个锥形布风室的结构，两V形布风板底部与两锥形布风室之间设置大口径V形排渣器；低速床上布置浸泡受热面管与浸泡过热器，V形布风板上设有若干个丁字形风帽，低速床的下方为低速风室，炉膛侧壁上端分别设有负压给料器和多层旋流三次送风口。
2.根据权利要求1所述的一种燃生物质或垃圾燃料锅炉的高效差速多旋流锥形床布风结构，其特征是在V形布风板上布置有小孔向下吹的丁字形风帽，且丁字形风帽在V形布风板上显平板形。
3.根据权利要求1所述的一种燃生物质或垃圾燃料锅炉的高效差速多旋流锥形床布风结构，其特征在于丁字形风帽前后两边倾斜，并在风帽上平头部斜向开若干小孔。
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