CN103644561B - 一种高效节能生物质锅炉系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高效节能生物质锅炉系统，包括：锅炉本体，其内部设有燃烧室和位于燃烧室上方的水汽系统；给料系统，其与锅炉本体相连以将生物质成型燃料送入燃烧室；位于燃烧室底部的炉排和出料装置；与燃烧室连通的穿过水汽系统的排烟口；还包括在炉排下方设置的一次进风室，在炉排上方设置的二次进风管及进风室；排烟口出来的热烟气通过排烟管回收后依次经过水预热器和二次风预热器，其中，二次风预热器的出口与燃烧室的二次进风室连接对进风加热；水预热器与锅炉的进水口连接使得进水有一定的温度。本发明燃烧充分，锅炉运行成本低，给料方便，提高了生物质成型材料燃烧释放后的热量利用率，且能实现自动化控制各参数来保证蒸汽产生量。

Description

一种高效节能生物质锅炉系统

技术领域

本发明涉及一种高效节能生物质锅炉系统，属于锅炉技术领域。

背景技术

生物质成型燃料是可再生能源，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。

现有技术中，为了更加有效地利用生物质能源，广泛采用了充分利用生物质成型燃料的燃烧技术，生物质成型燃料已经逐步替代了煤炭、柴油、天然气等作为现在锅炉燃烧的首选燃料，由于生物质成型燃料的燃烧方式与其它能源诸如煤炭、柴油、天然气等存在质的差别，因此在锅炉的给料、锅炉结构设计以及燃烧设计等方面均存在着很大的差异。另外，一些锅炉采用进风的手段来增加生物质成型燃料燃烧过程的进氧量，提高生物质燃烧效率，但是由于进风通入时会吸收炉膛的内部温度，生物质燃烧释放后的热量利用率不高。另外，通过排烟口排出的热烟气常在收集粉尘后就直接排入空气中，其余热未能有效的利用，造成了能源的浪费。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高效节能生物质锅炉系统，结构简单，燃烧充分，锅炉运行成本低，给料方便，提高了生物质成型燃料燃烧释放后的热量利用率，且能实现自动化控制各参数来保证蒸汽产生量。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种高效节能生物质锅炉系统，包括：锅炉本体，其设有供生物质成型燃料在其内燃烧放热的燃烧室和位于所述燃烧室上方的水汽系统；给料系统，其与所述锅炉本体相连以将生物质成型燃料送入所述燃烧室内进行燃烧；位于燃烧室底部的炉排和出料装置；与燃烧室连通的穿过水汽系统的排烟口；还包括在炉排下方设置的一次进风室，在炉排上方设置的二次进风管及进风室；排烟口出来的热烟气通过排烟管回收后依次经过水预热器和二次风预热器，其中，二次风预热器的出口与燃烧室的二次进风室连接对进风加热；水预热器与锅炉的进水口连接使得进水有一定的温度。

作为进一步优选，还包括与给料系统连接的进料装置，其包括地面提升机、出料管、三通阀、贮料仓、料仓管和地面物料仓，其中，地面提升机用于将地面物料仓内的生物质成型燃料提升，然后通过三通阀、出料管送至贮料仓，另外，贮料仓里的物料通过其底部的阀门控制出料，所述贮料仓出来的物料经过地面提升机、三通阀和料仓管进入锅炉的给料系统中的料斗。

作为进一步优选，贮料仓上设置有控制阀，对出料量进行控制。

作为进一步优选，贮料仓底部还包括刮板机。

作为进一步优选，还包括一引风机与排烟管烟道出口连接。

作为进一步优选，所述燃烧室高度比普通燃煤锅炉的燃烧室高度高60cm。

作为进一步优选，还包括电控系统，其中包括蒸汽压力、炉膛温度和炉膛负压参数的测量装置分别与PLC控制器连接，还包括与PLC控制器连接的变频器，变频器根据蒸汽产生量，来调节给料系统补给量、炉排速度、引风机、二次进风机和鼓风机的风量。

本发明的有益效果是：

（1）燃烧配风技术：生物质颗粒是爆炸式燃烧，由于火势旺，部分颗粒中的挥发分未充分燃烧就随气流上升，此时在不同高度、不同方向增加二次进风（补充氧气），在燃烧室中产生旋流，未燃尽挥发分再次充分燃烧；达到燃烧率99%。另外加大炉膛燃烧空间，增加燃烧空间，未燃尽的挥发分和二次风中的氧气充分燃烧，同时增加锅炉受热面，提高了热效率。

（2）电控系统：包含测量蒸汽压力流量、炉膛温度、炉膛负压等变量，将测量值传送给PLC，与其变量设定值构成一个差值PID控制系统，通过变频器来调节燃料补给量、炉排速度、引风量、二次进风量，鼓风量；使锅炉燃料量、燃烧速度、炉膛温度与蒸汽产生用量匹配，保证蒸汽足量稳定供应。特殊情况下，也可以改为手控操作。

（3）本发明通过排烟口排出的热烟气在收集粉尘前经过水预热器和二次风预热器后，与水汽系统的进水口和二次进风口相连，用于对锅炉的进水和二次进风加热。其余热得到了有效的利用，且提高了热效率。回收的热烟气对进风口预热后，进入炉膛内的高温二次风不会影响炉膛的温度，不仅能够供给氧气保证生物质充分燃烧还可以提高生物质燃烧释放热量的利用率。而且进料装置可实现自动化控制出料，结构简单实用。

附图说明

图1为本发明实施例锅炉系统的结构示意图。

图2为本发明实施例锅炉内部结构示意图。

图3为本发明实施例进料装置的结构示意图。

附图中的标记说明如下：1-炉膛、2-水汽系统、3-给料系统料斗、4-燃烧室、5-炉排、6-出料装置、7-排烟管、8-烟道（连向引风机）、9-二次风预热器、10-水预热器、11-一次进风室、12-二次进风室、13-地面提升机、14—出料管、15-三通阀、16-贮料仓、17-料仓管、18-支架、19-地面物料仓、20-阀、21-二次进风管。

具体实施方式

本发明目的的实现、功能特点及有益效果，下面将结合具体实施例以及附图做进一步的说明。

下面结合附图和具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1-2所示，本发明实施例高效节能生物质锅炉系统，包括锅炉本体，其设有供生物质成型燃料在其内燃烧放热的燃烧室4和位于所述炉膛上方的水汽系统2；给料系统，其与所述锅炉本体相连以将生物质成型燃料送入所述燃烧室4内进行燃烧；位于燃烧室4底部的炉排5和出料装置6；与燃烧室连通的穿过水汽系统2的排烟管7；通过烟道8跟排烟管7连接的引风机，还包括在炉排5下方设置一次进风室9，在炉排上方设置二次进风管21和进风室10；排烟口出来的热烟气通过排烟管7回收后分别经过水预热器10和二次风预热器9，其中，烟气里的热量传热到空气或水，二次风预热器9的出口与燃烧室4的二次进风口连接对进风加热；水预热器10与锅炉的进水口连接使得进水有一定的温度。本发明实施例中燃烧室4高度为60cm。

如图3所示，所述与给料系统连接的进料装置包括地面提升管13、出料管14、三通阀15、贮料仓16、料仓管17、支架18、地面物料仓19，其中，地面提升机13用于将地面物料仓19内的生物质成型燃料提升，然后通过三通阀15、出料管14送至贮料仓16，另外，贮料仓16里的物料通过其底部的阀门20控制出料，所述贮料仓16出来的料经过地面提升机13、三通阀15和料仓管18进入锅炉的给料系统中的二次料仓。贮料仓16底部还包括刮板机。

本发明实施例电控系统，包括蒸汽压力、炉膛温度和炉膛负压参数的测量装置分别与PLC控制器连接，还包括与PLC控制器连接的变频器，变频器根据蒸汽产生量，来调节给料系统补给量、炉排速度、引风机、二次进风机和鼓风机。

其中锅炉本体的给料装置、引风机、鼓风机、变频调控的二次风机受锅炉蒸汽压力、蒸汽流量、炉膛温度的反馈控制；颗粒燃烧的速度受蒸汽压力、流量，炉膛内负压测量的反馈控制。

本发明实施例颗粒燃尽率99%，锅炉热效率达到80%，烟尘排放浓度小于100mg/Nm³；格林曼黑度1级。本发明实施例燃烧高效化：燃烧技术与装置使颗粒充分燃烧、提高燃尽率；降低排烟温度，提高锅炉热效率；同时减少未燃尽颗粒的二次污染；本发明实施例运行自动化：电控系统根据炉膛温度、炉内蒸汽压力、蒸汽使用量自动调节锅炉进水、燃料上料、燃烧、出灰等，锅炉运行精确，减少人为影响因素。

本发明实施例提及的均指生物质颗粒燃料，其特点是：直径为8±2mm，长度为其直径的4～5倍，破碎率小于1.5%～2.0%，干基含水量小于12%，灰分含量小于1.5%，硫含量和氯含量均小于0.07%，氮含量小于0.5%。

Claims (2)

1.一种高效节能生物质锅炉系统，包括：锅炉本体，其设有供生物质成型燃料在其内燃烧放热的燃烧室和位于所述燃烧室上方的水汽系统；给料系统，其与所述锅炉本体相连以将生物质成型燃料送入所述燃烧室内进行燃烧；位于燃烧室底部的炉排和出料装置；与燃烧室连通的穿过水汽系统的排烟口；其特征在于：还包括在炉排下方设置的一次进风室，在炉排上方设置的二次进风管及进风室；排烟口出来的热烟气通过排烟管回收后依次经过水预热器和二次风预热器，其中，二次风预热器的出口与燃烧室的二次进风室连接对进风加热；水预热器与锅炉的进水口连接使得进水有一定的温度；还包括与给料系统连接的进料装置，其包括地面提升机、出料管、三通阀、贮料仓、料仓管和地面物料仓，其中，地面提升机用于将地面物料仓内的生物质成型燃料提升，然后通过三通阀、出料管送至贮料仓，另外，贮料仓里的物料通过其底部的阀门控制出料，所述贮料仓出来的料经过地面提升机、三通阀和料仓管进入锅炉的给料系统中的料斗；贮料仓底部还包括刮板机，还包括一引风机与排烟管烟道出口连接。

2.根据权利要求1所述的高效节能生物质锅炉系统，其特征在于：还包括电控系统，其中包括蒸汽压力、炉膛温度和炉膛负压参数的测量装置分别与PLC控制器连接，还包括与PLC控制器连接的变频器，变频器根据蒸汽产生量，来调节给料系统给料量、炉排速度、引风机、二次进风机和鼓风机的鼓引风量。