CN105003910B - 一种生物质成型燃料集中供热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质成型燃料集中供热装置，包括提升机、储料仓、控制系统、循环水系统、排烟管、水膜除尘器、生物质锅炉、生物质燃烧机、输送机等，提升机、储料仓、输送机、生物质燃烧机依次串接，生物质燃烧机与生物质锅炉固定连接，卧式安装，整个设备均与控制系统连接，生物质锅炉顶部为循环水系统。原料经提升机自动运送至储料仓，然后经过输送机落入生物质燃烧机中燃烧，再通过鼓风机将半气化状态的火焰吹到生物质锅炉中，进行充分燃烧，燃烧产生的烟气经水膜除尘器过滤后由排烟管排出。装置工作过程中，循环水系统对燃烧机外壁进行冷却，控制系统对上料装置、输送机以及循环水系统进行监制。

Description

一种生物质成型燃料集中供热装置

技术领域

本发明属于供暖系统技术领域，具体涉及一种生物质成型燃料集中供热装置，具体是以各种农作物秸秆为燃料，采用先进的半气化燃烧方式，分步式供风燃烧，实现集中供热的装备。

背景技术

随着我国综合国力的不断提高，人们对生活舒适度的要求也不断提升，供热行业作为国民经济的基础产业倍受重视。从20世纪50年代起步至今我国经历了从无到有，从小到大，从落后到不断完善的艰苦历程。在我国城市燃料以煤为主的条件下，作为城市供热的主要热源行热电厂、集中锅炉房、分散锅炉房，还有工业余热、地热和核能等，其中热电厂和集中锅炉房具有供热量大、节约燃料、减轻污染、运营费用低、安全可靠等优点，由于集中供热装置易于与工业建设及居住区建设相配合，因此，近几年来，集中供热装置的发展很快，时而至今，我国北方大多数城市已经具有集中供热的设施，并且每年改建与扩建的多数民用建筑都会采用集中供热，这势必需要我们对集中供热的技术、设备、管理和服务质量等设立更高的目标，提出新的要求，加快城市集中供热产业健康发展。

目前，我国集中供热装置多以煤、油为燃料，燃烧过程不充分，造成能源消耗的同时，也带来了环境的污染，且设备自动控制水平低、调控性能差。

发明内容

本发明的目的是解决技术背景中所述集中供热装置燃烧不充分、冒烟、污染严重、操控自动化程度低等问题。为了达到这一目的所采取的技术方案包括提升机(1)、储料仓(2)、控制系统(3)、循环水系统(4)、排烟管(5)、水膜除尘器(6)、生物质锅炉(7)、生物质燃烧机(8)、输送机(9)，其特征在于，提升机(1)的顶端与储料仓(2)上部串接，输送机(9)前端与储料仓(2)下部串接，输送机(9)后端与生物质燃烧机(8)串接，生物质燃烧机(8)的后部与生物质锅炉(7)前部固定连接，生物质锅炉(7)顶部有循环水系统(4)，生物质锅炉(7)后端与水膜除尘器(6)上部通过U型管道相接，水膜除尘器(6)后端与排烟管(5)相接，整个装置采用卧式安装，受控制系统(3)统一控制。

上述的生物质成型燃料集中供热装置，储料仓(2)由钢板制成，主要由储料仓仓体(21)、上料位计(22)、下料位计(23)组成，采用全封闭式设计，上部为长方体，下部为四棱锥体，上粗下细。储料仓(2)顶部开口与提升机(1)出料口连接。

上述的生物质成型燃料集中供热装置，提升机(1)采用全封闭式设计，安装时提升机进料口与地面平齐，出料口设计高度与储料仓(2)顶部高度一致。

上述的生物质成型燃料集中供热装置，输送机(9)采用全封闭式设计，其进料口与储料仓(2)的出料口连接，出料口与生物质燃烧机(3)的进料口连接。

上述的生物质成型燃料集中供热装置，输送机(9)由上料螺旋(91)和输送机电机(92)组成，上料螺旋(91)由输送机电机(91)驱动，输送机上料速度连续可调可控。

上述的生物质成型燃料集中供热装置，储料仓(2)主要由仓体(21)、上料位计(22)和下料位计(23)组成，储料仓(2)中料位达到下限或上限位置时，蜂鸣器发出提示信号，提示管理员停止或开始上料，通过控制系统(3)发出料位预警信号。

上述的生物质成型燃料集中供热装置，生物质燃烧机(8)供风系统包括鼓风机(81)、换热器(82)、引风机(83)、保温层(84)、炉体(85)、炉排(86)、清灰门(87)、炉条(88)，生物质燃烧机(8)供风量连续可调。

上述的生物质成型燃料集中供热装置，生物质燃烧机(8)余热回收系统由进水管(46)、热水管(47)和换热器(82)等组成，进水管(46)与供热系统回水管(45)、补水管(43)连接，通过热水管(47)与生物质锅炉(7)连接，实现炉体余热回收和锅炉冷却。

上述的生物质成型燃料集中供热装置，水膜除尘器(6)安装在供热系统后端，与排烟管(5)连接，可除去烟气中的悬浮颗粒物，减少排放。

上述的生物质成型燃料集中供热装置，控制系统(3)主要由回水温度仪(31)、出水温度仪(32)、引风电机(83)、鼓风电机(81)、输送机电机(92)等组成，采用反馈控制机制，实现对出水温度的自动控制。

本发明的生物质成型燃料集中供热装置由上料装置、燃烧装置、生物质锅炉、净化除尘装置、控制系统、循环水系统等组成，设计合理。系统前端设置上料装置，上料装置由提升机(1)和储料仓(2)组成，通过提升机(1)向储料仓(2)输送燃料，储料仓(2)上下两端均设置料位计，当燃料装满至上料位计(22)或燃料用量降至下料位计(23)时，系统均会发出报警信号，提示工作人员。本发明储料仓(2)底部设置输送机(9)，输送机动力采用变频电机，转速可调，设计合理。输送机(9)可为燃烧设备自动供料，进料速度可按照燃烧工况自动调节。本发明燃烧装置具体指燃烧机(8)，燃烧机(8)前端与输送机(9)后端串接，燃烧机(8)后端与生物质锅炉(7)固定连接，设计合理。颗粒燃料进入燃烧机(8)后，在下落的过程中进行燃烧，通过鼓风机(81)将半气化状态的火焰吹到生物质锅炉中，然后再进行充分燃烧，燃烧装置中换热器(82)周边为炉排(86)，炉排采用中空设计，通入循环水可防止落在上面的物料结渣；本发明生物质锅炉(7)通过U型管道与水膜除尘器(6)相接，上部有出气管(44)和出水管(42)，下部连接回水管(45)，设计合理。生物质锅炉(7)通过引风机(83)将燃烧的火焰充分燃烧，燃烧机(8)中的水通过热水管(47)进入锅炉，冷却锅炉的同时被再加热循环，实现炉体余热回收和锅炉冷却。本发明控制系统(3)控制整个装置的上料、水温、水循环和燃烧机工况等，提高了装置的自动化水平。

具有以上结构特点的生物质成型燃料集中供热装置所具有的优点如下：

(1)本发明可实现自动运行，双变频调速。系统能够根据供暖负荷通过智能型温控系统自行调节燃烧工况，从而节省燃料消耗，同时具备人工调节功能。系统前端设置储料仓，通过斗式提升机向储料仓输送燃料，储料仓满仓时可满足系统运行3天的燃料用量。储料仓上、下两端均设置料位计，当燃料装满至上料位计或燃料降至下料位计时，系统均会发出报警，提示工作人员。储料仓底部设置变频式螺旋输送机为燃烧设备自动供料，进料速度可按照燃烧工况自动调节。

(2)本发明采用先进的半气化燃烧方式，分步式供风燃烧，风机根据供热系统需要可实现变频配风，燃料充分燃烧率达95％以上，降低了氮氧化物排放。燃烧机使用供暖系统回水进行水冷，燃烧机微正压运行，燃烧充分、不冒烟、不回火、无污染，环保效益明显，实现了低碳、节能、高效的燃烧技术。

(3)本发明有防回火专门设计。

(4)本发明有手动工作和自动工作两种工作模式。手动工作方式：由操作者根据加热炉的工况，确定风机转速和送料速度，但要切记停机前必须先关掉送料；自动工作方式：燃烧机工作时，风机转速和送料速度可根据加热炉工况调节，恒温时风机低速运转，送料器可不送料，或送少量料，根据客户需要在电脑上设定。停机时，自动执行先关送料，延时关送料器，长时间延时关风机。

附图说明

图1为生物质成型燃料集中供热装置实施实例的主视示意图。

图2为生物质成型燃料集中供热装置生物质燃烧机结构示意图。

图1中：1为提升机、2为储料仓、3为控制系统、4为循环水系统、5为排烟管、6为水膜除尘器、7为生物质锅炉、8为生物质燃烧机、9为输送机；

11为提升机电机；

21为储料仓仓体、22为上料位计、23为下料位计；

31为回水温度仪、32为出水温度仪；

41为溢水管、42为出水管、43为补水管、44为出气管、45为回水管、46为进水管、47为热水管；

81为鼓风机、82为换热器、83为引风机；

91为上料螺旋、92为输送机电机

图2中：84为保温层、85为炉体、86为炉排、87为清灰门、88为炉条

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的具体结构和工作过程进一步的描述。

生物质成型燃料集中供热装置由提升机、储料仓、控制系统、循环水系统、排烟管、水膜除尘器、生物质锅炉、生物质燃烧机、输送机，安装时提升机的顶端与储料仓上部串接，输送机前端与储料仓下部串接，输送机后端与生物质燃烧机串接，生物质燃烧机的后部与生物质锅炉前部固定连接，生物质锅炉顶部有循环水系统，生物质锅炉后端与水膜除尘器上部通过U型管道相接，水膜除尘器后端与排烟管相接，整个装置采用卧式安装，受控制系统统一控制。

储料仓采用钢板制成，主要包括储料仓仓体、上料位计、下料位计组成，采用全封闭式设计，上部为长方体，下部为四棱锥体，上粗下细。储料仓顶部开口与提升机出料口连接。提升机采用全封闭式设计，安装时提升机进料口与地面平齐，出料口设计高度与储料仓顶部高度一致。输送机由上料螺旋和输送机电机组成，上料螺旋由输送机电机驱动，输送机上料速度连续可调可控。输送机也采用全封闭式设计，其进料口与储料仓的出料口连接，出料口与生物质燃烧机的进料口连接。

储料仓主要由仓体、上料位计和下料位计组成，储料仓中料位达到下限或上限位置时，蜂鸣器发出提示信号，提示管理员停止或开始上料，通过控制系统发出料位预警信号。生物质燃烧机供风系统包括鼓风机、换热器、引风机、保温层、炉体、炉排)、清灰门、炉条，生物质燃烧机供风量连续可调。生物质燃烧机余热回收系统由进水管、热水管和换热器等组成，进水管与供热系统回水管、补水管连接，通过热水管与生物质锅炉连接，实现炉体余热回收和锅炉冷却。

水膜除尘器安装在供热系统后端，与排烟管连接，可除去烟气中的悬浮颗粒物，减少排放。控制系统主要由回水温度仪、出水温度仪)、引风电机、鼓风电机、输送机电机等组成，采用反馈控制机制，实现对出水温度的自动控制。

生物质成型燃料集中供热装置的工作过程中：采用本发明的生物质成型燃料集中供热装置供热，原料为生物质成型燃料。燃料经提升机向储料仓输送，当燃料装满至储料仓中上料位计时，监控系统发出警报，提示工作人员，燃料在储料仓底部输送机的作用下向生物质燃烧机内自动供料，输送机动力采用变频电机，进料速度由控制系统根据燃烧工况自动调节。颗粒燃料进入燃烧机后，在下落的燃烧过程中进行燃烧，位于燃烧机前端的鼓风机和位于排烟管下方的引风机对燃烧机进行供风，鼓风机与引风机均有变频电机驱动，供风量连续可调。通过鼓风机将燃烧机中半气化状态的火焰吹到生物质锅炉中，然后再进行充分燃烧。水箱通过进水管、补水管以及回水管向燃烧机外壁四周注入冷却水，循环水在对燃烧机冷却的同时换出其余热，然后通过热水管进入锅炉，实现炉体余热回收和锅炉冷却。生物质锅炉中成型燃料燃烧产生的烟气经水膜除尘器过滤后再由烟囱排出，可减少颗粒物排放。本发明系统热输出功率1.4MW，供暖面积7500m²，适用于各种需集中供热的场所。

最后应说明的是，以上实施例仪用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种生物质成型燃料集中供热装置，主要包括提升机(1)、储料仓(2)、控制系统(3)、循环水系统(4)、排烟管(5)、水膜除尘器(6)、生物质锅炉(7)、生物质燃烧机(8)、输送机(9)，其特征在于提升机(1)的顶端与储料仓(2)上部串接，输送机(9)前端与储料仓(2)下部串接，输送机(9)后端与生物质燃烧机(8)串接，生物质燃烧机(8)的后部与生物质锅炉(7)前部固定连接，生物质锅炉(7)顶部有循环水系统(4)，生物质锅炉(7)后端与水膜除尘器(6)上部通过U型管道相接，水膜除尘器(6)后端与排烟管(5)相接，整个装置采用卧式安装，受控制系统(3)统一控制；

生物质燃烧机(8)供风系统包括鼓风机(81)、换热器(82)、引风机(83)、保温层(84)、炉体(85)、炉排(86)、清灰门(87)、炉条(88)，生物质燃烧机(8)供风量连续可调，换热器(82)周边为炉排(86)，炉排采用中空设计，燃料由所述生物质燃烧机顶部进入至所述生物质燃烧机，燃料进入燃烧机后，在下落的燃烧过程中进行燃烧，位于燃烧机前端的鼓风机和位于排烟管下方的引风机对燃烧机进行供风，通过鼓风机(81)将半气化状态的火焰吹到生物质锅炉(7)中；所述控制系统控制上料、水温、水循环和燃烧机工况。

2.根据权利要求1所述的生物质成型燃料集中供热装置，其特征在于储料仓(2)由钢板制成，主要由储料仓仓体(21)、上料位计(22)、下料位计(23)组成，采用全封闭式设计，上部为长方体，下部为四棱锥体，上粗下细，储料仓(2)顶部开口与提升机(1)出料口连接。

3.根据权利要求1所述的生物质成型燃料集中供热装置，其特征在于提升机(1)采用全封闭式设计，安装时提升机进料口与地面平齐，出料口设计高度与储料仓(2)顶部高度一致。

4.根据权利要求1所述的生物质成型燃料集中供热装置，其特征在于输送机(9)采用全封闭式设计，其进料口与储料仓(2)的出料口连接，出料口与生物质燃烧机(3)的进料口连接。

5.根据权利要求1或4所述的生物质成型燃料集中供热装置，其特征在于输送机(9)由上料螺旋(91)和输送机电机(92)、组成上料螺旋(91)由输送机电机(91)驱动，输送机上料速度连续可调可控。

6.根据权利要求1或2所述的生物质成型燃料集中供热装置，其特征在于储料仓(2)主要由仓体(21)、上料位计(22)和下料位计(23)组成，储料仓(2)中料位达到下限或上限位置时，蜂鸣器发出提示信号，提示管理员停止或开始上料，通过控制系统(3)实现料位预警信号。

7.根据权利要求1所述的生物质成型燃料集中供热装置，其特征在于生物质燃烧机(8)余热回收系统由进水管(46)、热水管(47)和换热器(82)等组成，进水管(46)与供热系统回水管(45)、补水管(43)连接，通过热水管(47)与生物质锅炉(7)连接，实现炉体余热回收和锅炉冷却。

8.根据权利要求1所述的生物质成型燃料集中供热装置，其特征在于水膜除尘器(6)安装在供热系统后端，与排烟管(5)连接，可除去烟气中的悬浮颗粒物，减少排放。

9.根据权利要求1所述的生物质成型燃料集中供热装置，其特征在于控制系统(3)主要由回水温度仪(31)、出水温度仪(32)、引风电机(83)、鼓风电机(81)、输送机电机(92)组成，采用反馈控制机制，实现对出水温度的自动控制。