CN102537947A - 一种新型秸秆生物质cfb锅炉炉前给料装置 - Google Patents

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杜文春
王品纪
袁光生
苏永亚
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本发明公开了一种新型秸秆生物质CFB锅炉炉前给料装置，包括炉前料仓组件、一级配料螺旋组件、落料管组件、二级给料螺旋组件和安全控制组件，炉前料仓组件包括两个料仓，每个料仓内部顶端安装有红外摄像头，防爆释放阀安装在料仓两侧的中部，人孔门设置在料仓的外侧中部，每个料仓下部设置有两根活化器。本设计充分结合螺旋给料机的结构特点，进行给料工艺环节功能分解，安全防火措施合理联动的全新模式，实践证明能够满足锅炉带高负荷的要求，对各类生物质燃料实际使用效果良好。

Description

一种新型秸秆生物质CFB锅炉炉前给料装置
技术领域
本发明涉及一种锅炉炉前给料装置，具体涉及一种新型秸秆生物质CFB(CFB Circulating Fluidized Bed循环流化床技术，一种较煤粉燃烧技术燃料适用性、污染物排放都有较大优势的燃烧技术)锅炉炉前给料装置。
背景技术
生物质发电技术是将生物质能源转化为电能的新型技术，主要采用农作物秸秆和林业废弃物作为发电燃料。
秸秆发电厂的燃料一般分为灰色秸秆、黄色秸秆和壳类，灰色秸秆包括：棉花秆、树枝、桑条等硬质秸秆；黄色秸秆主要是：玉米秸秆、小麦秸秆、稻草等软质秸秆；壳类主要是：稻壳、花生壳等。
所以生物质燃料种类繁多，物理性状差别大，由于质地轻软、流动性差，在输送过程中易缠绕、搭桥、结拱等，尤其是对软质秸秆类物料，物料缠绕现象严重。另外，由于生物质燃料堆积密度小，热值低，需输送体积较大。而常规的螺旋类给料装置在应对秸秆类物料时经常有蓬料、转动受阻、卡料及堵料等情况发生，导致生物质利用工艺设备的运行不稳定，影响锅炉安全稳定运行。
同时由于我国国情的特殊，收储、运输、预处理模式与国外差异较大，国内的生物质燃料具有很强的特殊性，且切割过程难以保证理想的长度，在给料各环节搭桥、结拱现象非常普遍，造成输料、给料不畅，影响生物质直燃锅炉燃烧工况。
因此可以说，连续、可调、稳定的给料系统，是生物质直燃稳定发电的关键因素之一，而给料系统的瓶颈又在于：炉前给料系统装置能否适应输送各类生物质燃料，并根据锅炉带负荷需要，连续、可调、稳定的给料入炉。这就是目前生物质发电厂亟待解决的关键问题。
发明内容
本发明为了解决上述问题，设计了一种新型秸秆生物质CFB锅炉炉前给料装置，目的在于：开发出能适应各类生物质燃料特点的，并能提供连续、稳定进料的给料装置。也是针对我国生物质原料收、加、储、运的实际情况，提供一种有效降低发电成本，提高电厂发电效率，进而节省人力和设备使用维护等成本的新型秸秆生物质CFB锅炉炉前给料装置。
本发明的技术解决方案：
一种新型秸秆生物质CFB锅炉炉前给料装置，包括炉前料仓组件、一级配料螺旋组件、落料管组件、二级给料螺旋组件和安全控制组件，其特征在于：所述炉前料仓组件包括两个料仓，每个料仓内部顶端安装有红外摄像头，防爆释放阀安装在料仓两侧的中部，人孔门设置在料仓的外侧中部，每个料仓下部设置有两根活化器；所述一级配料螺旋组件包括双排大直径有轴螺旋，其通过两端的轴承安装在U型螺旋槽内，U型螺旋槽上法兰与料仓的下法兰用螺栓连接形成密封的储料环境，仓外的快捷式观察门和消防接口均安装在U型螺旋槽一端的上盖板上，驱动装置通过链轮链条二次减速机构驱动有轴螺旋；所述落料管组件包括落料管，落料管中部安装有气动防火门，下部安装有金属膨胀节，在气动防火门和金属膨胀节之间的管壁上安装有蒸汽喷射装置；所述二级给料螺旋组件包括U型螺旋槽，槽内安装无轴螺旋，驱动装置安装在U型螺旋槽一端，通过弹簧吊架把锅炉钢架与U型螺旋槽联接在一起，U型螺旋槽一端靠近锅炉的外侧设置播料风室，U型螺旋槽的上盖板上设置密封风室，上盖板与U型螺旋槽用螺栓联接；所述安全控制组件包括设置在二级给料螺旋组件U型螺旋槽的上盖板上的温度传感器，所述温度传感器与气动防火门、
具体实施方式
以下结合附图来具体说明本发明。
如图1及图2所示，一种新型秸秆生物质CFB锅炉炉前给料装置，包括炉前料仓组件、一级配料螺旋组件、落料管组件、二级给料螺旋组件和安全控制组件，所述炉前料仓组件包括两个料仓2，每个料仓2内部顶端安装有红外摄像头1，防爆释放阀3安装在料仓2两侧的中部，人孔门4设置在料仓2的外侧中部，每个料仓2下部设置有两根活化器5，活化器5沿卸料螺旋轴线方向上在料仓2前后壁附近布置，设置在料仓2的下部偏上500mm处；所述一级配料螺旋组件包括两组双排大直径有轴螺旋6，每根螺旋长度为7600mm，直径为900mm，其通过两端的轴承安装在U型螺旋槽内9，U型螺旋槽9上法兰与料仓的下法兰用螺栓连接形成密封的储料环境，仓外的快捷式观察门23和消防接口24均安装在U型螺旋槽9一端的上盖板上，驱动装置8通过链轮链条二次减速机构7驱动有轴螺旋6；所述溜管组件包括溜管22，溜管22中部安装有气动防火门21，下部安装有金属膨胀节20，在气动防火门21和金属膨胀节20之间的管壁上安装有蒸汽喷射装置11；所述二级给料螺旋组件包括U型螺旋槽14，槽内安装无轴螺旋15，驱动装置12安装在U型螺旋槽14一端，通过弹簧吊架13把锅炉钢架10与U型螺旋槽14连接在一起，U型螺旋槽14一端靠近锅炉的外侧设置播料风室17，U型螺旋槽15的上盖板上设置密封风室19，上盖板与U型螺旋槽15用螺栓联接；所述安全控制组件包括设置在二级给料螺旋组件U型螺旋槽15的上盖板上的温度传感器18，所述温度传感器18与气动防火门21、蒸汽喷射装置11和消防接口24联锁。
如图3及图4所示：播料风室17包括套管17-2、套管17-4和套管17-5，套管17-2与套管17-5对接后整体置于套管17-4中，上述套管均偏心布置，套管17-2与法兰盘17-3焊接，观火孔17-1设置在套管17-5上，两级喷嘴17-6设置在偏心套管空隙处。
具体工作过程：
首先生物质燃料通过料仓2的入料口进入料仓2，料仓2形状为“上小下大”的方锥型，可以防止秸秆燃料在仓内壁蓬料，安装在料仓2内部顶端的两台红外摄像头1对料位进行的图像监视，安装在料仓2中部四周的四个防爆释放阀3增加料仓2内粉尘意外爆燃时的补救措施，缓解料仓内瞬间压力，减轻意外爆炸损害，设置在料仓2一侧的人孔门4，方便检查料仓2内储料情况，料仓2下部设置有两根活化器5，防止燃料由于卸料螺旋的挤压而在仓壁上滞留。
经过料仓2的生物质燃料再进入到一级配料螺旋组件，一级配料螺旋组件包括驱动装置8、U型螺旋槽9、端盖和直径900mm的有轴螺旋6，每根螺旋长度为7600mm；驱动装置功率22KW，由链轮链条二次减速机构变速到8r/min，正常投料后再通过变频调速到3～4r/min。U型螺旋槽9的上法兰与料仓2下部法兰面形成封闭的储料环境，U型螺旋槽9在仓外段与上盖板进行密封，上盖板上布置有落料观察门23和消防接口24，落料观察门23可以方便观察落料，消防接口24是满足在意外情况下的防火安全措施。
经过一级配料螺旋组件的生物质燃料再进入溜管22，溜管22中部安装有气动防火门21，在锅炉正压返回的情况下，可以阻断火焰上串到料仓2，确保料仓2安全；下部安装有金属膨胀节20，满足给料螺旋随锅炉整体膨胀时的安全移位补偿；在气动防火门21和金属膨胀节20之间的管壁上安装有蒸汽喷射装置11，在气动防火门21关闭情况下，利用蒸汽可以把火焰压回炉膛，确保给料螺旋安全。
高压蒸汽开关和消防接口联锁。
所料仓形状为上小下大的方锥形。
所述料仓防爆释放阀共有4个。
所述活化器沿卸料螺旋轴线方向上在料仓前后壁附近布置，设置在料仓的下部偏上500mm处。
所述一级配料螺旋组件包括4根有轴螺旋，每根螺旋长度为7600mm，直径为900mm。
所述二级配料螺旋组件包括4根有轴螺旋，每根螺旋长度为5500mm，直径为460mm。
所述播料风室包括套管17-2、套管17-4和套管17-5，套管17-2与套管17-5对接后整体置于套管17-4中，套管17-2与法兰盘焊接，观火孔设置在套管17-5上，两级喷嘴设置在偏心套管空隙处。
所述播料风室的套管均偏心布置。
本发明的有益效果：
本设计是对旧炉前给料装置改造后的全新系统，整个流程是基于特殊的燃料特征，充分结合螺旋给料机的结构特点，进行给料工艺环节功能分解，安全防火措施合理联动的全新模式，实践证明能够满足锅炉带高负荷的要求，对各类生物质燃料实际使用效果良好。
附图说明
图1是本发明剖面示意图；
图2是图1的B-B′示意图；
图3是密封风室局部放大示意图；
图4是图3的N-N′示意图。
经过落料管22的生物质燃料再进入二级给料螺旋组件，二级给料螺旋组件包括驱动装置12、U型螺旋槽14、驱动端端盖和直径460mm的无轴螺旋15，每根螺旋长度为5500mm，驱动装置功率11KW，减速机恒速21r/min运行。U型螺旋槽14上法兰与溜管和盖板法兰面连接，形成封闭的输料通道，防止粉尘飞扬，盖板上设置密封风所需密封风室19，密封风与部分细小的燃料混合后高速通过螺旋叶片上部和盖板之间的通道进入炉膛，其他燃料由无轴螺旋15送达炉膛入口附近后通过播料风(气流速度大于50m/s)吹撒入炉。
除上述工作过程之外，CFB锅炉炉前给料装置还设置有安全控制组件，安全控制组件包括温度传感器18、安全释放阀16和蒸汽喷射装置11，在靠近炉膛的盖板上部分别设置有温度传感器18和防炉膛返火安全释放阀16，当炉膛燃烧不稳定或爆燃时，炉膛高温烟气意外反串到无轴给料螺旋后，安全释放阀16达到一定压力时自动打开，防止烟气继续向无轴给料螺旋15电机端上窜，危及一级有轴螺旋和料仓，如果烟气继续反串并延时到一定时间(约10秒)，由温度传感器18反馈超温信号给防回火安全系统，启动DCS连锁保护，实施防火安全措施，此时会关闭气动防火门21，打开蒸汽喷射装置11，利用高压气体把烟气压回炉膛，如果给料设备中燃料火势较大，可以启动消防接口24，达到灭火的目的。

Claims (8)

1.一种新型秸秆生物质CFB锅炉炉前给料装置，包括炉前料仓组件、一级配料螺旋组件、落料管组件、二级给料螺旋组件和安全控制组件，其特征在于：所述炉前料仓组件包括两个料仓，每个料仓内部顶端安装有红外摄像头，防爆释放阀安装在料仓两侧的中部，人孔门设置在料仓的外侧中部，每个料仓下部设置有两根活化器；所述一级配料螺旋组件包括双排大直径有轴螺旋，其通过两端的轴承安装在U型螺旋槽内，U型螺旋槽上法兰与料仓的下法兰用螺栓连接形成密封的储料环境，仓外的快捷式观察门和消防接口均安装在U型螺旋槽一端的上盖板上，驱动装置通过链轮链条二次减速机构驱动有轴螺旋；所述落料管组件包括落料管，落料管中部安装有气动防火门，下部安装有金属膨胀节，在气动防火门和金属膨胀节之间的管壁上安装有蒸汽喷射装置；所述二级给料螺旋组件包括U型螺旋槽，槽内安装无轴螺旋，驱动装置安装在U型螺旋槽一端，通过弹簧吊架把锅炉钢架与U型螺旋槽联接在一起，U型螺旋槽一端靠近锅炉的外侧设置播料风室，U型螺旋槽的上盖板上设置密封风室，上盖板与U型螺旋槽用螺栓联接；所述安全控制组件包括设置在二级给料螺旋组件U型螺旋槽的上盖板上的温度传感器，所述温度传感器与气动防火门、高压蒸汽开关和消防接口联锁。
2.根据权利要求1所述的一种新型秸秆生物质CFB锅炉炉前给料装置，其特征在于：所述料仓形状为上小下大的方锥形。
3.根据权利要求1所述的一种新型秸秆生物质CFB锅炉炉前给料装置，其特征在于：所述料仓防爆释放阀共有4个。
4.根据权利要求1所述的一种新型秸秆生物质CFB锅炉炉前给料装置，其特征在于：所述活化器沿卸料螺旋轴线方向上在料仓前后壁附近布置，设置在料仓的下部偏上500mm处。
5.根据权利要求1所述的一种新型秸秆生物质CFB锅炉炉前给料装置，其特征在于：所述一级配料螺旋组件包括4根有轴螺旋，每根螺旋长度为7600mm，直径为900mm。
6.根据权利要求1所述的一种新型秸秆生物质CFB锅炉炉前给料装置，其特征在于：所述二级配料螺旋组件包括4根有轴螺旋，每根螺旋长度为5500mm，直径为460mm。
7.根据权利要求1所述的一种新型秸秆生物质CFB锅炉炉前给料装置，其特征在于：所述播料风室包括套管17-2、套管17-4和套管17-5，套管17-2与套管17-5对接后整体置于套管17-4中，套管17-2与法兰盘焊接，观火孔设置在套管17-5上，两级喷嘴设置在偏心套管空隙处。
8.根据权利要求1所述的一种新型秸秆生物质CFB锅炉炉前给料装置，其特征在于：所述播料风室的套管均偏心布置。
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