CN102705854A - 节能环保型燃烧供热系统 - Google Patents

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赵世凯
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Abstract

本发明涉及一种燃烧供热系统，具体涉及一种节能环保型燃烧供热系统，其特征在于包括依次连接设置的原料粉碎组件、燃烧炉、旋风除尘器、高温除尘器、高温风机和喷雾干燥塔。本发明的优点在于：（1）相对于水煤浆供系统，节能30%以上；（2）燃料适用范围广、成本低，可适用于各煤种以及棕榈壳等其他劣质燃料，相对于天燃气热源可降低50%的燃料成本；（3）操作维护方便；（4）节能环保，高温下的热气体净化，可实现劣质燃料的直接使用，系统燃烧效率高，净化效果好；(5)采用自动控制系统，界面友好，操作方便，可满足客户的特定要求。

Description

节能环保型燃烧供热系统
技术领域
本发明涉及一种燃烧供热系统，具体涉及一种节能环保型燃烧供热系统。
背景技术
在工业热风加热干燥领域，出现过燃煤、油、天然气、水煤浆、煤气化等多种加热方式，对于这些加热方式已经拥有了比较完善的实施结构，且不少已经取得了工业应用，但是在实际运行中也存在很多突出的问题，具体如下：
（1）燃柴油、重油、天然气的方式自动化程度好，但燃料成本高，一般中小型企业难以承受。而且某些国家由于天然气造价昂贵，禁止工业生产使用天然气。
（2）水煤浆制备、运输及储存工艺较复杂，同时由于水煤浆含有大量的水分，其蒸发气体消耗了大量的能源，着火时间及距离长，容易直接冲刷炉膛导致结焦，另外水煤浆热风炉炉膛温度较低，容易导致煤粉颗粒的燃烬率不高，烟气中飞灰及未燃焦炭的比例依然较大，因此，在实际操作过程中，对于煤种灰含量，热值，水分等物化特性的要求十分苛刻。
（3）煤气化燃烧方式投资高，存在安全隐患，同时间接利用煤炭的方式能源效率低，这种以降低能源利用率为代价，实现清洁燃烧的方式是不恰当的，不能真正的实现节能和减排的双赢。
发明内容
本发明的目的是提供一种节能环保型燃烧供热系统，能够采用廉价材料作为燃料，提供高效洁净的热源，使其适用于工业加热、干燥等用途。
本发明所述的一种节能环保型燃烧供热系统，包括依次连接设置的原料粉碎组件、燃烧炉、旋风除尘器、高温除尘器、高温风机和喷雾干燥塔。
其中，原料粉碎组件优选依次包括喂料机、鹅颈式输送机、粉碎机、下料储存桶、螺旋送料机、除尘设备和磨粉机。原料粉碎组件能够定量定比的为后续装置输送原料，并且将原料磨成粉状，更加适合燃烧供热。
粉碎机优选为mpsc-7575型粉碎机。mpsc-7575型粉碎机能够适用于各种秸秆、杂草、棕榈壳的粉碎。
燃烧炉优选为煤粉燃烧炉。煤粉燃烧炉主要结构由燃烧炉主体部分及热风管道、点火系统、电器控制、测温仪表系统等辅助设备组成。煤粉燃烧炉的工作原理为：启动时用燃油将燃烧室升温至800℃，由煤粉喷枪雾化切向喷入炉膛，着火旋转燃烧，在离心力作用下，煤粉灰尘附集于炉膛内壁，螺旋下降至出渣口进入水封池内，燃烧室中心的热空气上升至上部射流旋风除尘器，在空气角向喷射作用下，热烟气高速旋转，较细的煤粉灰尘沿旋风除尘器壁螺旋滑至导灰口，中心洁净的热烟气通过供热风管直接导出。
高温除尘器优选为陶瓷膜高温除尘器。陶瓷膜元件选用碳化硅、堇青石等陶瓷材料作为原料制得，其具有高效节能，低耗环保，等多方面的优点。该高温除尘器是由一个传统的单管板基础的过滤器容器组成，这个容器隔离了含尘气体侧和清洁气体侧。陶瓷膜元件悬吊在管板中并从两侧进行密封。从反应炉出来的含尘高温气体进入过滤器容器管板下侧，经过除尘后的清洁气体穿过多孔陶瓷膜元件进入管板的另一侧，这样粉尘颗粒被截留在陶瓷膜元件的外表面。由于粉尘滤饼的堆积造成气体的流动阻力增大，一旦达到设定的压降或是经过一定的预设过滤时间，就开始清除粉尘滤饼。反吹方式采用分组脉冲反吹，这种反吹方式，可以有效的利用容器内的气体，少量的气体就可以完成反吹再生。每支陶瓷膜元件上方设置有文丘里喷射器，每个文丘里喷射器象泵一样工作，并为陶瓷膜元件的清洁吸入额外的清洁气体，反向喷射的部分动能转化为压能。这样，在陶瓷膜元件的空腔内产生压力反向于过滤气体流动的方向，从而克服过滤方向上的压降和粉尘滤饼的黏着强度。文丘里喷射器使得有一个均匀流动气体分布穿过，并沿过滤元件有一个均匀的延伸，通过对热应力的有利的热活塞流使得热冲击最小化。
本发明所述的节能环保型燃烧供热系统的控制系统通过计算机PLC控制，分为差压控制、时间控制和手动控制三种模式，工作稳定、性能可靠。差压控制模式时，脉冲阀循环打开，随后卸料阀动作。时间控制模式时，根据设定循环周期和运行时间，反次程序周期性循环运行。差压设定值、脉冲阀的打开时间及间隔、卸灰间隔时间可根据工艺要求随时调整。
控制系统核心控制进入喷雾干燥塔前热风温度和压力，温度通过煤粉燃烧炉进行控制，压力通过高温风机进行控制。控制系统全部采用PLC进行控制，系统选用模块式的组合结构，并与工业计算机组成集中控制系统，界面友好，操作方便，可以满足用户的特定要求。
该控制系统具有以下特点：（1）系统配有大屏幕显示器、鼠标、操作键盘，操作人员可凭相应级别的密码进入人机对话界面，系统中所有的温度、压力检测点均配置有单独的数字显示，操作人员可从计算机显示并上一览系统工作数据。（2）对系统进行不同级别的操作，如运行状态的改变、系统的再组态等等。人机对话界面的设计符合人机工程学的原则，简洁实用，并对于错误操作有不同形式的警示，以致到拒绝执行。（3）上位计算机可长期显示记录系统中热工参数的变化情况，如系统温度值、压力值及相应时段的机电设备的运行情况，并可随时作出备份以供长期保存，这个数据库的实现可促进全面质量管理体系的完善。（4）该系统可处理多个监测报警点，用户可任意设定监控值的报警限，有超限时，计算机将使用声光提示报警，并可调出报警处理画面，同时记录下报警处理的进程。
本发明的工作原理为：其利用农业副产品或煤粉作为燃料，先由粉碎机将燃料磨至1～2mm，然后送入磨粉机进行细磨，磨至300目左右喷入燃烧炉进行燃烧。燃烧炉可产生1200℃左右的高温烟气，该高温烟气经二次配风后降至650℃左右，然后经高温风机引入高温除尘器过滤去除烟气中的粉尘，最后高温烟气即可进入喷雾干燥塔用于物料干燥。
本发明的优点在于：（1）相对于水煤浆供系统，节能30%以上；（2）燃料适用范围广、成本低，可适用于各煤种以及棕榈壳等其他劣质燃料，相对于天燃气热源可降低50%的燃料成本；（3）操作维护方便；（4）节能环保，高温下的热气体净化，可实现劣质燃料的直接使用，系统燃烧效率高，净化效果好；(5)采用自动控制系统，界面友好，操作方便，可满足客户的特定要求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中：1、原料粉碎组件    2、燃烧炉    3、旋风除尘器    4、高温除尘器    5、高温风机    6、喷雾干燥塔。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
包括依次连接设置的原料粉碎组件1、燃烧炉2、旋风除尘器3、高温除尘器4、高温风机5和喷雾干燥塔6。
其中，原料粉碎组件1依次包括喂料机、鹅颈式输送机、粉碎机、下料储存桶、螺旋送料机、除尘设备和磨粉机。原料粉碎组件能够定量定比的为后续装置输送原料，并且将原料磨成粉状，更加适合燃烧供热。
粉碎机为mpsc-7575型粉碎机。mpsc-7575型粉碎机能够适用于各种秸秆、杂草、棕榈壳的粉碎。
燃烧炉2为煤粉燃烧炉。煤粉燃烧炉主要结构由燃烧炉主体部分及热风管道、点火系统、电器控制、测温仪表系统等辅助设备组成。煤粉燃烧炉的工作原理为：启动时用燃油将燃烧室升温至800℃，由煤粉喷枪雾化切向喷入炉膛，着火旋转燃烧，在离心力作用下，煤粉灰尘附集于炉膛内壁，螺旋下降至出渣口进入水封池内，燃烧室中心的热空气上升至上部射流旋风除尘器3，在空气角向喷射作用下，热烟气高速旋转，较细的煤粉灰尘沿旋风除尘器3壁螺旋滑至导灰口，中心洁净的热烟气通过供热风管直接导出。
高温除尘器4为陶瓷膜高温除尘器。陶瓷膜元件选用碳化硅、堇青石等陶瓷材料作为原料制得，其具有高效节能，低耗环保，等多方面的优点。该陶瓷膜高温除尘器是由一个传统的单管板基础的过滤器容器组成，这个容器隔离了含尘气体侧和清洁气体侧。陶瓷膜元件悬吊在管板中并从两侧进行密封。从反应炉出来的含尘高温气体进入过滤器容器管板下侧，经过除尘后的清洁气体穿过多孔陶瓷膜元件进入管板的另一侧，这样粉尘颗粒被截留在陶瓷膜元件的外表面。由于粉尘滤饼的堆积造成气体的流动阻力增大，一旦达到设定的压降或是经过一定的预设过滤时间，就开始清除粉尘滤饼。反吹方式采用分组脉冲反吹，这种反吹方式，可以有效的利用容器内的气体，少量的气体就可以完成反吹再生。每支陶瓷膜元件上方设置有文丘里喷射器，每个文丘里喷射器象泵一样工作，并为陶瓷膜元件的清洁吸入额外的清洁气体，反向喷射的部分动能转化为压能。这样，在陶瓷膜元件的空腔内产生压力反向于过滤气体流动的方向，从而克服过滤方向上的压降和粉尘滤饼的黏着强度。文丘里喷射器使得有一个均匀流动气体分布穿过，并沿过滤元件有一个均匀的延伸，通过对热应力的有利的热活塞流使得热冲击最小化。
节能环保型燃烧供热系统的控制系统通过计算机PLC控制，分为差压控制、时间控制和手动控制三种模式，工作稳定、性能可靠。差压控制模式时，脉冲阀循环打开，随后卸料阀动作。时间控制模式时，根据设定循环周期和运行时间，反次程序周期性循环运行。差压设定值、脉冲阀的打开时间及间隔、卸灰间隔时间可根据工艺要求随时调整。
控制系统核心控制进入喷雾干燥塔6前热风温度和压力，温度通过煤粉燃烧炉进行控制，压力通过高温风机进行控制。控制系统全部采用PLC进行控制，系统选用模块式的组合结构，并与工业计算机组成集中控制系统，界面友好，操作方便，可以满足用户的特定要求。
该控制系统具有以下特点：（1）系统配有大屏幕显示器、鼠标、操作键盘，操作人员可凭相应级别的密码进入人机对话界面，系统中所有的温度、压力检测点均配置有单独的数字显示，操作人员可从计算机显示并上一览系统工作数据。（2）对系统进行不同级别的操作，如运行状态的改变、系统的再组态等等。人机对话界面的设计符合人机工程学的原则，简洁实用，并对于错误操作有不同形式的警示，以致到拒绝执行。（3）上位计算机可长期显示记录系统中热工参数的变化情况，如系统温度值、压力值及相应时段的机电设备的运行情况，并可随时作出备份以供长期保存，这个数据库的实现可促进全面质量管理体系的完善。（4）该系统可处理多个监测报警点，用户可任意设定监控值的报警限，有超限时，计算机将使用声光提示报警，并可调出报警处理画面，同时记录下报警处理的进程。
工作原理为：其利用农业副产品或煤粉作为燃料，先由粉碎机将燃料磨至1～2mm，然后送入磨粉机进行细磨，磨至300目左右喷入燃烧炉进行燃烧。燃烧炉2可产生1200℃左右的高温烟气，该高温烟气经二次配风后降至650℃左右，然后经高温风机5引入高温除尘器4过滤去除烟气中的粉尘，最后高温烟气即可进入喷雾干燥塔6用于物料干燥。
本项目开发的系统较水煤浆系统具有明显的优势，该系统利用煤炭（或棕榈壳等生物燃料）为燃料，可大大降低喷雾干燥塔6的燃料费用，以10000型喷雾干燥塔为例，设备投资在600-800万左右，相对于天然气燃料炉，一台10000型喷雾干燥塔每年综合能耗节约300万元以上；相对于水煤浆燃烧炉可节省费用200万元。
该节能环保型燃烧供热系统的热值为6000kcal/kg,热效率为80%，燃料费用为353元/小时，燃料年费用约为256万元。

Claims (5)

1.一种节能环保型燃烧供热系统，其特征在于包括依次连接设置的原料粉碎组件、燃烧炉、旋风除尘器、高温除尘器、高温风机和喷雾干燥塔。
2.根据权利要求1所述的节能环保型燃烧供热系统，其特征在于原料粉碎组件依次包括喂料机、鹅颈式输送机、粉碎机、下料储存桶、螺旋送料机、除尘设备和磨粉机。
3.根据权利要求2所述的节能环保型燃烧供热系统，其特征在于粉碎机为mpsc-7575型粉碎机。
4.根据权利要求1所述的节能环保型燃烧供热系统，其特征在于燃烧炉为煤粉燃烧炉。
5.根据权利要求1所述的节能环保型燃烧供热系统，其特征在于高温除尘器为陶瓷膜高温除尘器。
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