CN102980177B - 一种燃生物质流化床锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种燃生物质流化床锅炉，其包括炉墙、一次风管、二次风管、布风板、布风管，所述炉墙为重型或半轻型炉墙，所述炉膛的周围设有水冷管，还包括炉膛，所述炉膛的一侧设置分离室，所述分离室入口和炉膛出口部的通道相连，分离室入口处有弧形罩，所述分离室侧墙设膜式水冷壁，所述弧形罩的中心线方向设烟气出口，所述分离室的出料口和炉膛回料入口连接处设返料器。本发明主要解决因生物质材料大小颗粒不均匀、湿度相差大，短时间内到达炉膛出口不能充分燃烧的问题，分离器能分离烟气和未充分燃烧的生物质材料再次燃烧。

Description

一种燃生物质流化床锅炉

技术领域

本发明涉及一种锅炉，尤其是燃生物质流化床锅炉。

背景技术

生物质燃料是可再生能源，开发利用生物质能具有广阔的前景，生物质燃烧技术无疑是目前适合我国能源发展需求的，生物质锅炉已经得到越来越多的重视和研究开发。

近20年来，尽管我国在生物质燃烧利用方面取得了长足的进步，但是与发达市场相比，无论是技术层面还是应用层面仍存在很大的差距，据调查，目前市场上存在的4～15t/h的中小型燃木屑等生物质颗粒的锅炉均为DZL系列水火管锅炉或SZL系列水管链条炉排锅炉，而层燃炉的热效率比较低。采用层状燃烧时，由于水分高，干燥及预热过程需较长时间，在链条炉上将使着火迟延，一但它燃尽后，由于灰分很少，不能在炉排上形成一层灰保护层，容易造成炉排烧坏。

流化床燃烧技术是一种相当成熟的技术，是燃烧生物废料的最佳方法，在流化床中，床料具有很高的热容量，给生物废料提供充分的预热及干燥热源，对水分达50％左右的燃料，可以稳定地着火燃烧。

目前，国外采用流化床燃烧技术开发利用生物质能已具备相当的规模。我国对流化床燃烧技术也进行了深入的研究，目前燃煤循环流化床锅炉已得到广泛的应用，燃生物质循环流化床锅炉的发展空间也越来越大。虽然发展生物质高效燃烧技术将是未来生物质燃烧技术发展的主要方向，但现阶段生物质燃炉应用依然不多，多数是小型燃炉。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种燃生物质流化床锅炉。

实施本发明所采用的技术方案是，包括炉墙、一次风管、二次风管、布风板、布风管，所述炉墙为重型或半轻型炉墙，所述炉膛的周围设有水冷管，还包括炉膛，所述炉膛的一侧设置分离室，所述分离室入口和炉膛出口部的通道相连，分离室入口处有弧形罩，所述分离室侧墙设膜式水冷壁，所述弧形罩的中心线方向设烟气出口，所述分离室的出料口和炉膛回料入口连接处设返料器。本技术方案着重解决因生物质材料大小颗粒不均匀、湿度相差大，短时间内到达炉膛出口不能充分燃烧的问题，分离器能分离烟气和未充分燃烧的生物质材料再次燃烧。

进一步，所述炉膛的另一侧还设有上锅筒和下锅筒，上下锅筒之间是对流管，所述对流管采用顺列布置；所述上下锅筒和对流管之间有烟气通道并和炉膛的烟气出口相连。生物质在炉膛燃烧后形成的烟气和对流管之间进行热交换，其热交换效率高。

进一步，所述对流管之间设隔烟墙，并在低温侧设检修门。隔烟墙的作用在于烟气形成”U”形回路,提高热交换效率;检测门便于对流排管进行检修及清灰。

进一步，炉膛上部为长方形，下部为逐渐收缩的锥斗形。长方形炉膛便于设计和制造，炉膛下部为逐渐收缩的锥斗形便于布风和排出燃烧后的灰烬。

进一步，所述对流排管靠近烟气的一侧有防磨套管或防磨弧板，提升对流管被烟气杂质冲刷的耐磨损性能；所述隔烟墙为膜式水冷壁，提升热交换效率。

进一步，所述分离室侧墙的膜式水冷壁敷设耐磨层，提升水冷壁的耐磨损性能。

进一步，所述返料器为“U”形或是“V”形或是“∏”形通道，避免炉膛生物质料或烟气倒流。

进一步，经过对流排管后的烟气通道布置省煤器和空气预热器，进一步提升锅炉的热交换效率。

进一步，所述炉膛下部设给料系统，所述给料系统包括上部螺旋输送器和下部的气力输送器。二者相结合输送克服炉膛内正压，气力输送器可以保证吹散生物质料。

进一步，所述布风板设有风帽，二次风管是在炉膛的两侧墙对称布置下倾14-16°的风管，形成流化床燃烧状态，增加燃烧用氧气供给量，有利于生物质料的充分燃烧。

本发明燃烧具有传热性能好、燃烧效率高、有害气体排放少、热容量大等一系列优点，很适合燃烧水分大、热值低的生物质燃料。燃生物质循环流化床锅炉将对我国生物质能的利用和发展起到很大的推动作用，具有广阔的市场前景。本发明实施例已实验运行2台，经实验证明本发明设计合理，运行可靠，热效率高，为用户大大节省了成本，能取得良好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明主视结构示意图。

图2是本发明侧视结构示意图。

图3是本发明俯视结构示意图。

图中，1.炉膛，2.钢架，3.平台扶梯，4.上锅筒，5.对流管，6.下锅筒，7.给料系统，8.省煤器，9.空气预热器，10.弧形罩，11.炉墙，12.分离室，13.布风板，14.一次风管，15.二次风管，16.基础，17.烟气出口，18.返料器，19a、19b.膜式水冷管壁，20.水冷管。

具体实施方式

参照图1至图3，本发明包括炉墙、一次风管14、二次风管15，炉墙为重型或半轻型炉墙，包括炉膛1，所述炉膛1的一侧设置分离室12，所述分离室12入口和炉膛1出口部的通道相连，分离室12入口有弧形罩10，所述弧形罩10的中心线方向设烟气出口17，所述分离室12的出料口和炉膛1回料入口连接处设返料器18；所述炉膛1的周围设有水冷管20。分离室12又可称为旋风分离室。本技术方案着重解决因生物质材料大小颗粒不均匀、湿度相差大，短时间内到达炉膛出口没有充分燃烧，分离器能分离烟气和为充分燃烧的生物质材料。

所述炉膛的另一侧还设有上下锅筒4，上锅筒4和下锅筒6之间是对流管5，所述对流管5采用顺列布置；所述上下锅筒和对流管5之间有烟气通道并和炉膛的烟气出口相连。

所述对流管5之间设隔烟墙，并在低温侧设检修门，隔烟墙的作用在于烟气形成”U”形回路,提高热交换效率;检测门便于对流排管进行检修及清灰。

炉膛1上部为长方形，下部为逐渐收缩的锥斗形。

所述对流排管靠近烟气的一侧有防磨套管或防磨弧板；所述隔烟墙为膜式水冷壁19a。

所述分离室侧墙设膜式水冷壁19b，并敷设耐磨层。

所述返料器18为“U”形或是“V”形或是“∏”形通道。

经过对流排管5后的烟气通道布置省煤器8和空气预热器9。

所述炉膛下部设给料系统7，所述给料系统7包括上部螺旋输送器和下部的气力输送器。

炉膛1下部还设布风板13，布风板13设风帽。形成等压风室，风帽带有平导流板，生物质处于流化床燃烧状态。

本发明采用半露天布置，设置顶棚，外墙采用彩钢板包装，管道用白铁皮包装。在炉膛两侧墙布置一排下倾15°的二次风管，左右对称布置。

炉膛顶棚为管撑式，省煤器和空气预热器均采用轻型护板结构，该部分的重量均由其外部钢架2单独承受。

以下列出一种本发明实施例之一的SHCF15-1.25-M锅炉参数及结构特点：

额定蒸发量15t/h

额定蒸汽压力1.25MPa

额定蒸汽温度194℃

给水温度105℃

排烟温度140℃

设计热效率88%。

包括五个主要系统：

1.燃烧系统：炉膛内的燃料在流态化状态下燃烧，并与炉膛水冷壁受热面进行热交换，离开炉膛并夹带大量物料颗粒的烟气经过旋风分离器之后，绝大部分固体物料被旋风分离器分离下来，经返料器返回炉膛，烟气则进入尾部烟道。循环流化床燃烧系统由炉膛、旋风分离器和返料器等核心部件组成。

2.气固分离器与返料系统：本锅炉采用卧式旋风分离器作为烟气与物料的分离器，分离器将被烟气夹带离开炉膛的固体物料分离下来，固体物料通过返料器返回炉膛，烟气则流向尾部对流受热面。卧式旋风分离器的筒体内壁面及入口烟道内壁面均敷设高温耐磨材料（高铝、刚玉），壁面必须光滑，保证旋风分离器既有较高的分离性能，又有较长的使用寿命。

3.锅炉配风系统：本锅炉燃烧系统采用两级配风，一次风经空气预热器升温进入风室，经过布风板上的风帽进入炉膛的燃烧室。二次风由一次风支管引出进入二次风箱。从二次风风箱引出喷管，二次风经过喷管进入炉膛。运行中可以通过调节一、二次风风量的配比来控制炉膛温度。从一次风风道引出支管，接到炉前进料管的特定部位，在进料口的下部使燃料能够顺利的进入炉膛。返料器用的流化风由高压流化风机提供。

4.锅炉排渣系统：燃料燃烧后的灰渣分别以底渣和飞灰的形式排出，底渣从炉膛底部排出，飞灰从对流管放灰孔和尾部排出。

5.锅炉给料系统：一定粒度的燃料经给料机进入布置在前墙的给料管，借助自身重力和引入的播料风，在布风板上方进入炉膛。由于给料管内为正压，给料机必须有很好的密封性。

Claims (8)

1.一种燃生物质流化床锅炉，包括炉墙、炉膛、一次风管、布风板、二次风管，所述布风板设有风帽，所述炉墙为重型或半轻型炉墙，所述炉膛的周围设有水冷管，其特征是，还包括旋风分离器和返料器，炉膛内的物料在流态化状态下燃烧，并与炉膛水冷壁受热面进行热交换，夹带物料颗粒的烟气经过旋风分离器之后，物料颗粒被旋风分离器分离，然后经返料器返回炉膛，所述旋风分离器的筒体内壁面及入口烟道内壁面均敷设高铝或刚玉高温耐磨材料；一次风经空气预热器升温进入风室，经过布风板上的风帽进入炉膛的燃烧室，二次风由一次风支管引出进入二次风箱，从二次风风箱引出喷管，二次风经过喷管进入炉膛，返料器由高压流化风机提供流化风；物料燃烧后的灰渣分别以底渣和飞灰的形式排出，底渣从炉膛底部排出；物料经给料机进入给料管，借助自身重力和引入的播料风，在布风板上方进入炉膛，给料管内为正压且具有密封性；所述炉膛的一侧设置分离室，所述分离室入口和炉膛出口部的通道相连，分离室入口处有弧形罩，分离室侧墙设膜式水冷壁，所述弧形罩的中心线方向设烟气出口，所述二次风管是在炉膛的两侧墙对称布置下倾14-16°的风管。

2.如权利要求1所述的一种燃生物质流化床锅炉，其特征是，所述炉膛的另一侧还设有上锅筒和下锅筒，上下锅筒之间是对流管，所述对流管采用顺列布置；所述上下锅筒和对流管之间有烟气通道并和炉膛的烟气出口相连。

3.如权利要求2所述的一种燃生物质流化床锅炉，其特征是，所述对流管之间设隔烟墙，并在低温侧设检修门。

4.如权利要求1或2所述的一种燃生物质流化床锅炉，其特征是，所述炉膛上部为长方形，下部为逐渐收缩的锥斗形。

5.如权利要求3所述的一种燃生物质流化床锅炉，其特征是，所述对流管靠近烟气的一侧有防磨套管或防磨弧板；所述隔烟墙为膜式水冷壁。

6.如权利要求1所述的一种燃生物质流化床锅炉，其特征是，所述分离室侧墙的膜式水冷壁敷设耐磨层。

7.如权利要求2或3所述的一种燃生物质流化床锅炉，其特征是，经过对流管后的烟气通道布置省煤器和空气预热器。

8.如权利要求1所述的一种燃生物质流化床锅炉，其特征是，分离室的出料口和炉膛回料入口连接处设返料器，所述返料器为“U”形或是“V”形或是“П”形通道。