CN104896482A - 一种棕榈废料锅炉烟气循环燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种棕榈废料锅炉烟气循环燃烧系统，炉排由烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排构成，烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排为连续倾斜的错位断层连接，烘干段往复炉排及燃烧段往复炉排的倾斜角度均为20～30度；在烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排的均布设置有多路一次风分支管及多路烟气循环分支管，所述一次风分支管及烟气循环分支管分别通过一次风总管及烟气循环总管连通空气预热器及尾部烟道，尾部烟道、烟气循环总管、烟气循环分支管、炉膛、出烟口依次循环连通；空气预热器、一次风总管、一次风分支管、炉膛依次循环连通。本发明解决了炉膛燃烧不稳定和结焦问题，实现棕榈废料蒸汽锅炉的高效节能、安全运行。

Description

一种棕榈废料锅炉烟气循环燃烧系统

技术领域

本发明属于锅炉领域，涉及棕榈废料的燃烧技术，尤其是一种棕榈废料锅炉烟气循环燃烧系统。

背景技术

随着社会的进步和发展，人们的节能意识和环保意识的日益增强，国际社会对节能减排的要求标准越来越高，因而对清洁能源的开发利用也逐步走上议事日程，而生物质能源因其廉价和可再生性而受到各国广泛的关注。生物质燃料已成为世界各国可持续发展战略的重要组成部分，可以为政府提供多赢的能源解决方案，也降低了对遥远的、政局不稳甚至是危险国原油的依赖程度，有利于能源安全。对于实现全球的节能减排降碳排放的目标有着重大意义。

棕榈废料是生物质能源之一，棕榈植物榨取油料后剩下的一种轻质高水分纤维燃料，在东南亚国家的棕榈油厂每天都产生大量这样的废料，目前还没有得到较好的利用。它主要由三个部分组成：纤维，也就是棕榈果榨好棕榈油后的余料，低位热值在12556KJ/KG；棕榈果的壳，热值很高，像煤一样，价格也很贵；果串，低位热值在7600KJ/KG。棕榈的果串水分很高，天然未处理过的果串水分达70％，经过处理后的水分也要在50％以上，并且燃烧后的灰熔点低：DT＝960℃、ST＝970℃、HT＝980℃、FT＝1000℃，所以此种燃料运用于锅炉上，含水分大，燃烧困难；灰熔点低，易在炉膛结焦。

因此，如何利用棕榈废料燃烧的特点，通过改变传统生物质蒸汽锅炉的炉膛和配风系统，保证棕榈废料迅速干燥、稳定燃烧，解决现有棕榈废料锅炉存在的炉膛燃烧温度不稳定、受热面易结焦腐蚀、NO_X化物排放浓度高的问题，实现棕榈废料蒸汽锅炉的高效节能、安全运行，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

通过公开专利文献检索，发现三篇相关的专利文献：

1、一种燃烧棕榈渣的循环流化床锅炉(CN103453521A)，其使得分离器不结焦，且返料顺畅，尾部烟道不堵灰。其包括锅筒、炉膛、过热器、省煤器、空气预热器、锅炉出口烟道，所述炉膛的上方安装有所述锅筒，烟气流向方向依次安装有所述过热器、省煤器、空气预热器、锅炉出口烟道，其特征在于：所述炉膛的底部侧部外接有给料机、给棕榈渣管，所述给料机、给棕榈渣管通向所述炉膛下部的燃烧室，所述给棕榈渣管的进口设置有朝向所述炉膛吹风的进风装置，所述燃烧室下部布置有出渣管，所述燃烧室下方设置有床下点火装置，所述炉膛连接所述过热器的通道间安装有包墙管，所述炉膛通向所述包墙管的空间内垂直向布置有圆形汽冷高温旋风分离器。

2、一种棕榈废弃物焚烧锅炉(CN202382249U)，其属于锅炉行业。它解决了现有技术中传统的焚烧锅炉将棕榈渣作为燃料，燃料在料仓内易搭桥堵塞、回火，且容易导致焚烧锅炉及其尾部受热面严重积灰，损害焚烧锅炉，使其尾部受热面腐蚀的缺陷。其主要包括进料系统、焚烧锅炉、尾部系统和锅炉辅机附件；进料系统包括皮带输送机、进料仓；焚烧锅炉包括上部大件、炉排装置、绝热炉膛；尾部系统包括省煤器、空气预热器、落灰装置、烟风道、鼓风机、引风机；绝热炉膛设有水冷装置、对流管束受热面，所述进料仓底部设有星型给料阀；焚烧锅炉内设有二次风系统；所述空气预热器设有陶瓷管。

3、一种燃烧棕榈壳和棕榈纤维(CN203052621U)，并产生蒸汽用于供汽、发电的燃用棕榈壳和棕榈纤维的锅炉。本实用新型采用如下技术方案，一种燃用棕榈串、棕榈纤维及棕榈壳的锅炉，包括锅筒、钢架、炉膛、炉排、出渣和出灰设备、燃烬室、三烟道、水平烟道和尾部烟道，炉膛安装于钢架上，炉排设置在炉膛的下方，炉膛位于炉排的上方设置有前、后拱和二次风，其特征在于：所述炉排为往复炉排，所述燃烬室、三烟道、水平烟道和尾部烟道依次设置在炉膛后。

通过技术特征的对比，上述公开专利文献与本发明的技术方案有较大差异，不会影响本发明的创造性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种燃烧充分、解决炉膛结焦、高效节能的棕榈废料锅炉烟气循环燃烧系统。

本发明实现目的的技术方案是：

一种棕榈废料锅炉烟气循环燃烧系统，棕榈废料锅炉包括料斗、炉膛、前拱、后拱、炉排、灰斗、出烟口、尾部烟道、空气预热器，在炉膛内的炉壁上设置有前拱及后拱，前拱及后拱上方形成出烟口，该出烟口连通尾部烟道，在尾部烟道内设置有空气预热器；在炉膛内设置有炉排，在炉排进口端的炉壁上设置有料斗，在炉排出口端的炉壁上设置有灰斗，其特征在于：所述炉排由烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排构成，烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排为连续倾斜的错位断层连接，烘干段往复炉排及燃烧段往复炉排的倾斜角度均为20～30度；在烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排的均布设置有多路一次风分支管及多路烟气循环分支管，所述一次风分支管及烟气循环分支管分别通过一次风总管及烟气循环总管连通空气预热器及尾部烟道，尾部烟道、烟气循环总管、烟气循环分支管、炉膛、出烟口依次循环连通；空气预热器、一次风总管、一次风分支管、炉膛依次循环连通。

而且，所述烟气循环总管上安装有一烟气净化器；每路一次风分支管及烟气循环分支管的管路上均安装有一电动风门调节阀。

而且，所述烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排之间的错位断层为垂直断层，或者是倾斜断层，在该断层部位水平或者向上倾斜不大于5度的角度安装有一组送料风管。

而且，在炉膛内的后拱部位设置有一组二次风管，在后拱上方的炉膛出烟口部位的炉壁上设置有一组三次风管，两组风管水平或向下小于10度安装。

而且，在烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排上部的炉膛两侧布置多个氧量计。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明利用棕榈废料的特点，通过改变传统生物质蒸汽锅炉的炉膛结构并采用独创的烟气循环系统，在炉膛内设置烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排，将含水分较大的棕榈废料送入炉膛烘干段往复炉排区域内进行前期烘干处理，再进入炉膛的燃烧段往复炉排区域，保证棕榈废料燃烬。

2、本发明通过从尾部烟道将含氧量较低的烟气经净化后，烟气温度300℃左右，分多路引入炉膛，根据炉膛各区域的氧浓度，利用自动化控制该区域的烟气量和一次风量，使炉膛燃烧温度在850℃，控制烘干段往复炉排区域、燃烧段往复炉排区域、燃烬区的过量空气系数分别控制在0.55～0.75、0.75～1.1、1.1～1.20之间，解决了炉膛燃烧不稳定和结焦问题，实现棕榈废料蒸汽锅炉的高效节能、安全运行。

3、本发明的炉膛在烘干段往复炉排区域处于欠氧状态，可抑制燃烧过程，改善炉膛内温度分布，棕榈废料加烘干加热过程中挥发份迅速析出，此过程可有效地制止燃料中N转化为NO_X化物，然后进入燃烧区域迅速、完全燃烧。

4、本发明设置送料风管，使棕榈废料在炉膛内悬浮燃烧，避免棕榈废料在炉排面堆积而影响燃烧效果。

5、本发明的后拱和炉膛出烟口下部分别设置二次风管、三次风管，可补充棕榈废料在炉膛内悬浮燃烧所需要的氧，并对燃烧区域和烘干区域内的烟气产生扰动，增加烟气的停留时间，保证棕榈废料在炉膛内烘干和燃烬达到最佳的效果，避免未燃烬棕榈废料进入锅炉的尾部受热面产生二次燃烧，从而保证锅炉的安全运行。

附图说明

图1是本发明棕榈废料锅炉烟气循环燃烧系统的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

一种棕榈废料锅炉烟气循环燃烧系统，棕榈废料锅炉包括料斗16、炉膛17、前拱18、后拱19、炉排、灰斗8、出烟口1、尾部烟道3、空气预热器5，在炉膛内的炉壁上设置有前拱及后拱，前拱及后拱上方形成出烟口，该出烟口连通尾部烟道，在尾部烟道内设置有空气预热器；在炉膛内设置有炉排，在炉排进口端的炉壁上设置有料斗，在炉排出口端的炉壁上设置有灰斗。

本发明的创新点在于：

1、所述炉排由烘干段往复炉排14和燃烧段往复炉排12构成，烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排为连续倾斜的错位断层连接，烘干段往复炉排及燃烧段往复炉排的倾斜角度均为20～30度，最佳为25度，倾斜式的连续且错位断层的连接可使炉排推进棕榈废料时，有利于棕榈废料翻滚，不会形成堆积，从而加速榈废料烘干速度，错位断层的高度根据实际需要设定。灰斗设置在出口部位，有利于棕榈废料燃烧后的灰渣重力快速排出炉膛。

2、在烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排的均布设置有多路一次风分支管9及多路烟气循环分支管11，所述一次风分支管及烟气循环分支管分别通过一次风总管7及烟气循环总管4连通空气预热器及尾部烟道，其中烟气循环总管上安装有一烟气净化器6；每路一次风分支管及烟气循环分支管的管路上均安装有一电动风门调节阀10，所安装的电动风门调节阀的作用是控制烘干段往复炉排区域、燃烧段往复炉排区域、燃烬区的过量空气系数分别控制在0.55～0.75、0.75～1.1、1.1～1.20之间，解决了炉膛燃烧不稳定和结焦问题；在烘干段往复炉排区域处欠氧状态，抑制燃烧过程，改善炉膛内温度分布，棕榈废料加烘干加热过程中挥发份迅速析出，此过程可有效地制止燃料中N转化为NO_X化物，然后进入燃烧区域迅速、完全燃烧。

本实施例中，尾部烟道、烟气循环总管、烟气循环分支管、炉膛、出烟口依次循环连通；空气预热器、一次风总管、一次风分支管、炉膛依次循环连通。

3、在烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排上部的炉膛两侧布置多个氧量计15，该氧量计可根据炉膛各区域的氧浓度，利用自动化控制该区域的烟气量和一次风量，使炉膛燃烧温度在850℃左右。

4、烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排之间的错位断层为垂直断层，也可以是倾斜断层，本实施例附图中为垂直断层；在该垂直断层部位水平或者向上倾斜不大于5度的角度安装有一组送料风管13，该送料风管可使棕榈废料在炉膛内悬浮燃烧，避免棕榈废料在炉排面堆积，提高燃烧效果。

5、在炉膛内的后拱部位设置有一组二次风管20，在后拱上方的炉膛出烟口部位的炉壁上设置有一组三次风管2，两组风管水平或向下小于10度安装。该两组风管可补充棕榈废料在炉膛内悬浮燃烧所需要的氧，并对燃烧区域和烘干区域内的烟气产生扰动，增加烟气的停留时间，保证棕榈废料在炉膛内烘干和燃烬达到最佳的效果，避免未燃烬棕榈废料进入锅炉的尾部受热面产生二次燃烧，从而保证锅炉的安全运行。

本发明的工作原理是：

通过改变传统生物质蒸汽锅炉的炉膛结构和采用烟气循环系统，在炉膛设置烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排，将含水分较大的棕榈废料送入炉膛烘干段往复炉排区域内进行前期烘干处理，再进入炉膛的燃烧段往复炉排区域，保证棕榈废料燃烬；并通过从尾部烟道将含氧量较低的烟气经净化后，烟气温度300℃左右，分多路引入炉膛，根据炉膛各区域的氧浓度，利用自动化控制该区域的烟气量和一次风量，使炉膛燃烧温度在850℃左右。控制烘干段往复炉排区域、燃烧段往复炉排区域、燃烬区的过量空气系数分别控制在0.55～0.75、0.75～1.1、1.1～1.20之间。在烘干段往复炉排区域处于欠氧状态，抑制燃烧过程，改善炉膛内温度分布，此过程可有效地制止燃料中N转化为NO_X化物，然后进入燃烧区域迅速、完全燃烧。解决了炉膛燃烧不稳定和结焦问题，实现棕榈废料蒸汽锅炉的高效节能、安全运行。设置送料风管使棕榈废料在炉膛内悬浮燃烧，避免棕榈废料在炉排面堆积，影响燃烧效果。后拱和炉膛出烟口下部分别设置二次风管、三次风管，可补充棕榈废料在炉膛内悬浮燃烧所需要的氧，并对燃烧区域和烘干区域内的烟气产生扰动，增加烟气的停留时间，保证棕榈废料在炉膛内烘干和燃烬达到最佳的效果，避免未燃烬棕榈废料进入锅炉的尾部受热面产生二次燃烧，从而保证锅炉的安全运行。

Claims (5)

1.一种棕榈废料锅炉烟气循环燃烧系统，棕榈废料锅炉包括料斗、炉膛、前拱、后拱、炉排、灰斗、出烟口、尾部烟道、空气预热器，在炉膛内的炉壁上设置有前拱及后拱，前拱及后拱上方形成出烟口，该出烟口连通尾部烟道，在尾部烟道内设置有空气预热器；在炉膛内设置有炉排，在炉排进口端的炉壁上设置有料斗，在炉排出口端的炉壁上设置有灰斗，其特征在于：所述炉排由烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排构成，烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排为连续倾斜的错位断层连接，烘干段往复炉排及燃烧段往复炉排的倾斜角度均为20～30度；在烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排的均布设置有多路一次风分支管及多路烟气循环分支管，所述一次风分支管及烟气循环分支管分别通过一次风总管及烟气循环总管连通空气预热器及尾部烟道，尾部烟道、烟气循环总管、烟气循环分支管、炉膛、出烟口依次循环连通；空气预热器、一次风总管、一次风分支管、炉膛依次循环连通。

2.根据权利要求1所述的棕榈废料锅炉烟气循环燃烧系统，其特征在于：所述烟气循环总管上安装有一烟气净化器；每路一次风分支管及烟气循环分支管的管路上均安装有一电动风门调节阀。

3.根据权利要求1所述的棕榈废料锅炉烟气循环燃烧系统，其特征在于：所述烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排之间的错位断层为垂直断层，或者是倾斜断层，在该断层部位水平或者向上倾斜不大于5度的角度安装有一组送料风管。

4.根据权利要求1所述的棕榈废料锅炉烟气循环燃烧系统，其特征在于：在炉膛内的后拱部位设置有一组二次风管，在后拱上方的炉膛出烟口部位的炉壁上设置有一组三次风管，两组风管水平或向下小于10度安装。

5.根据权利要求1所述的棕榈废料锅炉烟气循环燃烧系统，其特征在于：在烘干段往复炉排和燃烧段往复炉排上部的炉膛两侧布置多个氧量计。