CN104033884A - 一种生物质特别是烟梗锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种生物质特别是烟梗锅炉，包括锅筒，其特征是，还包括多个炉膛、多组管屏、多个返料器，所述多个炉膛包括依次串接的第一炉膛、第二炉膛、第三炉膛，所述第一炉膛的入口设多个送料器，所述第一炉膛的烟气出口部设多组管屏，所述第二炉膛和第三炉膛共同设第一返料器且与第一炉膛相连；所述第三炉膛出口连多个旋风分离器，所述旋风分离器设第二返料器且和第一炉膛相连；所述管屏的管子之间设具有伸缩性的曲面结构。本发明适合生物质特别是烟梗燃烧。

Description

一种生物质特别是烟梗锅炉

技术领域

本发明涉及一种锅炉，尤其是燃烧生物质特别是烟梗的锅炉。

背景技术

生物质的利用是目前国内外普遍关注的一个重要问题,这不仅是为了有效利用资源,也是出于环境保护的考虑。烟草生产的废弃物烟梗是主要生物质资源之一，特别在产烟地区, 烟梗具有很高的产量,一个卷烟厂单生产线日产烟梗量即可达20t。当前通过燃烧来利用生物质是最为普遍的方法之一，将烟梗进行燃烧处理也是常用的手段。

现今用以燃烧烟梗的链条炉基本上原是用作烧煤的。从烟梗的基本性质来看，其发热量比链条炉要求的低很多，因此单独燃烧烟梗时难以满足锅炉蒸发量的要求。另外，烟梗的挥发份极高，着火点低，挥发份析出速度快，因此其燃烧将集中在炉排前部，这一方面使这段区域温度过高而烧坏炉排，另一方面使炉膛热负荷分布不均匀，导致受热面超温。而为了保证析出的挥发份及时燃烧，要求大量的空气从炉排前部送入，这将使这一区域空气速度过高，从而使燃料易被携带进入炉膛，增加燃料的机械不完全燃烧损失。此外，受热面的积灰问题也是单独燃烧时难以解决的。由此可见，要将烟梗在链条炉上燃烧利用，可以采用与煤混合燃烧方式，并以链条炉作为燃烧设备，但烟梗与煤的燃烧性质是极不相同的，因此当两者混合燃烧时将面临如下问题：1、烟梗的发热量比煤的低得多，当煤与烟梗混合后的发热量相对会降低，无法满足锅炉负荷要求。2、烟梗的着火温度比煤的低得多,燃烧速度也快得多，因此当烟梗与煤混合燃烧时首先是烟梗着火燃烧，从而影响到炉排热负荷的分布。3、煤灰中的(铝)硅酸盐能与烟梗灰中的钾反应,生成不易挥发的钾(铝)硅酸盐，与单烧烟梗相比,混燃时有更高的炉膛温度，从而使钾的挥发量增加，因此烟梗与煤混燃时也增加积灰。

膜式壁，指用管子和扁钢焊接成片的锅炉的炉壁，就是把许多根鳍片管沿纵向依次的焊接起来，组成一个整块受热面。每一组件的大小按循环回路管组的要求整焊而成，安装时组与组间再用焊接密封，使炉膛四周被一层整块的膜式壁膜片严密地包围起来。膜式壁在锅炉生产时间和非生产时间之间所承受的温差大，金属具有较大的热胀冷缩特性，致使膜式壁内应力加大，常常出现开裂现象；同时，对鳍片也有耐高温、耐磨等要求。

综上所述，由于对烟梗等类似生物质的燃烧性质认识不够，燃煤链条炉混合燃烧普遍存在锅炉出力不足、燃烧效率不高、受热面积灰严重等问题，影响着锅炉正常运行；普通生物质锅炉的容量不够、燃烧效果同样欠佳。因此，研制一种适合烟梗等生物质锅炉成为急需。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物质特别是烟梗锅炉。

本发明所采用的技术方案是，一种生物质特别是烟梗锅炉，包括锅筒，还包括多个炉膛、多组管屏、多个返料器、多个送料器，所述多个炉膛包括依次串接的第一炉膛、第二炉膛、第三炉膛，所述第一炉膛的入口设多个送料器，所述第一炉膛的烟气出口部设多组管屏，所述第二炉膛和第三炉膛共同设第一返料器且与第一炉膛相连；所述第三炉膛出口连多个旋风分离器，所述多个旋风分离器设第二返料器且和第一炉膛相连；所述管屏的管子之间设具有伸缩性的曲面结构。本发明的有益效果在于，多个炉膛的设置有利于均匀、低温充分燃烧，分散积灰的排出；多个炉膛加管屏的设置，能控制生物质特别是烟梗在600℃以下温度较长时间充分燃烧，使炉膛热负荷分布均匀，避免粘结现象的产生和区域温度过高而烧坏炉膛；多个送料器进一步保证送料更加均匀和均衡燃烧，使燃烧室内温度均匀，更有利于第一炉膛的热交换；多个旋风分离器使烟气分离更加均匀和充分，提升分离效果；第二炉膛和第三炉膛共同设第一返料器并与第一炉膛相连在解决返料问题的同时，还有利于增设排出相应炉膛积灰部件；管屏相邻管子之间设具有伸缩性的曲面结构，由于曲面结构的伸缩性，解决膜式壁热胀冷缩时导致焊接处开裂等问题，且结构简单，易于加工。

本发明的特征还在于，所述第一炉膛、第二炉膛和第三炉膛的膛体优选相互平行。本发明有利于减小锅炉体积，结构紧凑，防止热量损失，安装方便。

本发明的特征还在于，所述多个旋风分离器优选两个并行设立，且其中心筒偏心，本发明使烟气在刚进入分离器时有一个较大流通截面，防止高温烟气中物料直接进入中心筒，随着分离的进行，物料量将逐步减少，在较小的截面积内使得物料保持相对均匀，提高分离效果。

本发明的特征还在于，所述多个炉膛包括膜式壁，所述膜式壁的鳍片或相邻管子之间设具有伸缩性的曲面结构。本发明进一步提升锅炉热交换效率；具有伸缩性的曲面结构有效防止膜式壁的开裂等问题；同时，当曲面结构设在鳍片之间时，由于鳍片占据一定空间，使膜式壁的热交换速度适中，有利于保持炉膛温度，防止炉膛温度过低；当曲面结构直接设在相邻管子之间时，膜式壁的热交换效率高，有利于降低炉膛温度。

本发明的特征还在于，所述送料器优选螺旋送料器，所述螺旋送料器的螺旋叶片外沿是刀刃，所述螺旋叶片的螺距为非等距，其变化范围在物料最大粒径的一倍以内。本发明的有益效果在于，由于生物质的粒径差别常常过大，在送料的同时，能切断粒径过大的生物质，使物料粒径更均匀，有利于在炉膛内充分燃烧，避免物料堵塞炉膛。

本发明的特征还在于，所述送料器优选两个并行设立的送料器。两个并行设立的送料器能进一步均衡地提高送料速度，避免物料堵塞，易于设计和制造。

本发明的特征还在于，所述刀刃厚度优选0.5-2.0mm。本发明的有益效果在于，保持刀刃锋利程度，有效切断生物质料的同时，保证螺旋叶片的使用寿命。

本发明的特征还在于，所述刀刃优选W2钢或W6Mo5Cr4V2钢或9SiCr钢。本发明的有益效果在于，可加工性好，刃口的直线度和圆弧半径可以较小，刀刃的切削效率高，容易加工，制造成本低。

本发明的特征还在于，还包括省煤器，所述省煤器连偏心式旋风分离器出口。本发明的有益效果在于，进一步吸收的低温烟气的热量，降低烟气的排烟温度，节省能源，提高锅炉效率。

本发明的特征还在于，还包括空气预热器，所述空气预热器连省煤器出口。本发明的有益效果在于，进一步提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗。

附图说明

图1是本发明实施例主视示意图。

图2是本发明实施例俯视示意图。

图3是本发明管屏或膜式壁实施例之一示意图。

图4是本发明管屏或膜式壁实施例之二示意图。

具体实施方式

实施例1：

参照图1、图2、图3，本发明包括锅筒9，还包括三个炉膛、三组管屏、三个返料器、二个送料器，三个炉膛的第一炉膛3依次串接第二炉膛5和第三炉膛6，第一炉膛3的入口处连送料器1a和送料器1b，第一炉膛3的下方设送风装置2，第一炉膛3的烟气出口部设三组管屏4，第二炉膛5和第三炉膛6共同设第一返料器11a并与第一炉膛3的底部相连；第三炉膛6出口连两个旋风分离器7a、7b，旋风分离器7a、7b设第二返料器11b并和第一炉膛3的底部相连；管屏4的管子401之间设具有伸缩性的曲面结构403。三个炉膛的燃烧有利于低温充分燃烧，三个炉膛加三组管屏的设置，能控制生物质燃烧温度在600℃以下较长时间充分燃烧，避免粘结现象的产生；两个送料器保证送料更加均匀和均衡燃烧，使燃烧室内温度均匀，更有利于第一炉膛的热交换；多个旋风分离器使烟气分离更加均匀和充分，提升分离效果；管屏相邻管子之间设具有伸缩性的曲面结构，由于曲面结构的伸缩性，解决膜式壁热胀冷缩时导致焊接处开裂等问题，且结构简单，易于加工。

参照图1、图2，第一炉膛3、第二炉膛5和第三炉膛6的膛体相互平行。本发明有利于减小锅炉体积，结构紧凑，防止热量损失，安装方便。

参照图2，两个旋风分离器7a、7b并行设立，中心筒8a、8b偏心设计，使烟气在刚进入分离器时有一个较大流通截面，防止高温烟气中物料直接进入中心筒，随着分离的进行，物料量将逐步减少，在较小的截面积内使得物料保持相对均匀，提高分离效果。

参照图2、图3，三个炉膛均由膜式壁15包围，膜式壁15的管子401之间的鳍片402焊接具有伸缩性的圆弧形曲面结构403。本发明进一步提升锅炉热交换效率；具有伸缩性的曲面结构有效防止膜式壁的开裂等问题；同时，当曲面结构设在鳍片之间时，由于鳍片占据一定空间，使膜式壁的热交换速度适中，有利于保持炉膛温度，防止炉膛温度过低；当曲面结构直接设在相邻管子之间时，膜式壁的热交换效率高。

参照图1、图2，送料器1包括送料器1a和送料器1b，并行设置，是螺旋式送料器。

参照图1、图2，本实施例还包括省煤器10，省煤器10连偏心式旋风分离器7a、7b出口。本实施例的有益效果在于，进一步吸收的低温烟气的热量，降低烟气的排烟温度，节省能源，提高效率。

参照图1，本实施例包括空气预热器12，空气预热器12连省煤器10的出口。本实施例的有益效果在于，进一步提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗。

参照图2，送料器1a、送料器1b的推进部件是螺旋叶片，螺旋叶片的外沿是刀刃，螺旋叶片的螺距为非等距，其变化范围在物料最大粒径的一倍以内。由于生物质的粒径差别常常过大，在送料的同时，非等距螺旋叶片能切断粒径过大的生物质，使物料粒径更均匀，有利于在炉膛内充分燃烧，避免物料堵塞炉膛。两个并行设立的送料器1a、送料器1b能进一步均衡地提高送料速度，避免物料堵塞，易于设计和制造。刀刃厚度是0.5-2.0mm。在保证刀刃锋利程度，有效切断生物质料的同时，提升螺旋叶片的使用寿命。刀刃是W2钢或W6Mo5Cr4V2钢或9SiCr钢，其可加工性好，所开刀具刃口的直线度和圆弧半径较小，成本低，容易加工。

实施例2：参照图4，相邻管子401之间直接焊接波浪形曲面结构403，不含鳍片402结构。当然，曲面结构也可以是圆形、椭圆形、U形中的一种或多种形状。这些曲面结构简单，内应力小，伸缩自如，加工成本低。曲面结构403的厚度最好保持不变、或者逐渐变薄、或者逐渐变薄后再逐渐恢复至变薄之前的厚度。这样不会增大伸缩阻尼，内应力小，伸缩自如，结构简单。

Claims (10)

1.一种生物质特别是烟梗锅炉，包括锅筒，其特征是，还包括多个炉膛、多组管屏、多个返料器、多个送料器；所述多个炉膛包括依次串接的第一炉膛、第二炉膛、第三炉膛，所述第一炉膛的入口设置多个送料器，第一炉膛的烟气出口部设多组管屏，所述第二炉膛和第三炉膛共同设第一返料器且与第一炉膛相连；所述第三炉膛出口连多个旋风分离器，所述多个旋风分离器设第二返料器且和第一炉膛相连；所述管屏的管子之间设具有伸缩性的曲面结构。

2.根据权利要求1所述的一种生物质特别是烟梗锅炉，其特征是，所述第一炉膛、第二炉膛和第三炉膛的膛体相互平行。

3.根据权利要求1所述的一种生物质特别是烟梗锅炉，其特征是，所述多个旋风分离器是两个并行设立，且其中心筒偏心。

4.根据权利要求1所述的一种生物质特别是烟梗锅炉，其特征是，所述多个炉膛包括膜式壁，所述膜式壁的鳍片或相邻管子之间设具有伸缩性的曲面结构。

5.根据权利要求1所述的一种生物质特别是烟梗锅炉，其特征是，所述多个送料器是螺旋送料器，所述螺旋送料器的螺旋叶片外沿是刀刃，所述螺旋叶片的螺距为非等距，其变化范围在物料最大粒径的一倍以内。

6.根据权利要求5所述的一种生物质特别是烟梗锅炉，其特征是，所述多个送料器包括两个并行设立的送料器。

7.根据权利要求5所述的一种生物质特别是烟梗锅炉，其特征是，所述刀刃厚度是0.5-2.0mm。

8.根据权利要求5或7所述的一种生物质特别是烟梗锅炉，其特征是，所述刀刃是W2钢或W6Mo5Cr4V2钢或9SiCr钢。

9.根据权利要求1所述的一种生物质特别是烟梗锅炉，其特征是，还包括省煤器，所述省煤器连偏心式旋风分离器出口。

10.根据权利要求1所述的一种生物质特别是烟梗锅炉，其特征是，还包括空气预热器，所述空气预热器连省煤器出口。