CN106090885A - 一种应用于生物质层燃炉的新型烟气再循环装置 - Google Patents

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马晓茜
郑伟华
余昭胜
林延
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    • F23B80/02—Combustion apparatus characterised by means creating a distinct flow path for flue gases or for non-combusted gases given off by the fuel by means for returning flue gases to the combustion chamber or to the combustion zone
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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Abstract

本发明公开了一种应用于生物质层燃炉的新型烟气再循环装置。该装置在层燃炉层燃炉炉排下方设置了烟气再循环风室，其通过风机与烟道尾部连接，向层燃炉炉排上生物质燃料干燥段吹入全烟气。连接管道设置有流量调节阀，可以调节烟气量。层燃炉炉排下方还设置有一次风配风室以供入一次风。本发明提供了一种新型的烟气再循环装置，通过改变全烟气量提高燃生物质锅炉对燃料的适应性，同时在一次风总量不变时，增加主燃区、燃尽区的一次风量，促进燃料燃烧完全。本发明在原有锅炉基础上做简单改造，投资成本低，应用前景广泛。

Description

一种应用于生物质层燃炉的新型烟气再循环装置
技术领域
本发明涉及了燃生物质层燃锅炉技术领域，尤其涉及一种应用于生物质层燃炉的新型烟气再循环装置。
背景技术
近年来，能源短缺的问题日益引起人们的重视。化石燃料（煤、石油、天然气等）储量有限，分布不均，污染严重等问题一直是经济发展的严重困扰。相较之下，生物质资源具有储量巨大，可再生，分布广，污染小等优点，生物质的利用更能变废为宝，解决环境保护和经济发展的冲突。目前生物质的利用技术主要有热解、气化和直燃发电。生物质直燃发电技术由于生物质燃料性质不一且不易破碎，因此层燃炉广泛用于生物质直燃发电中。
层燃炉作为应用最为广泛的工业锅炉，在应用的生物质燃烧过程中也存在诸多问题。如生物质燃料含水量远较煤大，炉排上燃料干燥区较长，导致燃烧火焰靠后，由此引起炉膛温度场分布不均，后墙高温腐蚀严重，同时燃料燃烧不完全，排烟中含碳量较高。此外，生物质层燃炉燃烧时过量空气系数较大，NOx产量较大，且层燃炉一般为低空排放，空气污染严重。
在燃煤锅炉中，为降低NOx排放常采用烟气与一次风混合吹入炉膛中，以降低炉膛内氧浓度，形成还原区，减少NOx生成。生产中解决生物质含水量高且波动幅度大的问题的常用措施为对生物质燃料进行预处理（如晾晒等）降低含水量；增大一次风量加大炉排上生物质燃料干燥速度；降低炉排速度延长生物质燃料在炉膛停留时间等。但上述措施均有相应的弊端：对燃料进行预处理需要时间和经济成本，且受气候影响严重；增大一次风量将降低炉膛温度，热经济性降低；降低炉排速度相应的也降低了生物质燃料处理速度和电厂经济性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种设备较为简单，提高锅炉对生物质燃料适应性且不降低电厂经济性的烟气再循环装置。
本发明通过以下技术方案实现。
一种应用于生物质层燃炉的新型烟气再循环装置，将烟气再循环风室设置于层燃炉炉排下方，所述烟气再循环风室通过风机和管道与锅炉排烟烟道尾部连接，所述烟气再循环风室不接入一次风，与一次风无混合，直接向炉膛通入全烟气，对生物质燃料进行干燥。
上述装置中，所述烟气再循环风室位于层燃炉炉排下方靠近进料口的位置，对应于生物质燃料在层燃炉炉排上的干燥段。
上述装置中，所述烟气再循环风室连接管道与烟道尾部连接的位置在于省煤器之后，空预器之前。
上述装置中，所述烟气再循环风室连接管道上设置有流量调节阀，可以根据生物质燃料含水量不同调节所述烟气再循环风室通入的烟量。
上述装置中，层燃炉炉排下方还设置有多个一次风配风室，对应于生物质燃料在层燃炉炉排上的主燃区和燃尽区，供给燃烧所需一次风。
上述装置中，所述各个一次风配风室连接管道上均设置了流量调节阀，以调节一次风量及一次风在炉膛中的分布。
上述装置中，所述烟气再循环风室和一次风室内均设置有调风挡板，以调节烟气或一次风进入炉膛的方向。
上述装置，包括空预器、省煤器、二次风室、层燃炉炉排、烟气再循环风机、一次风风机、燃料排渣口、一次风配风室、烟气再循环风室、调风挡板、炉膛、生物质燃料进料口、第一烟道、第二烟道和第三烟道；
所述第一烟道、第二烟道和第三烟道首尾相接形成一个S型烟道；所述第一烟道与二次风室连接；所述炉膛设置于层燃炉炉排上方，且与第一烟道连接；所述二次风室设置于炉膛的侧壁上；所述一次风配风室和烟气再循环风室设置于层燃炉炉排下方；所述一次风配风室和烟气再循环风室并排设置，且所述一次风配风室略低于烟气再循环风室；所述烟气再循环风室上方设置有生物质燃料进料口；所述第三烟道内部还设置有空预器和省煤器；所述烟气再循环风机与烟气再循环风室连接；所述一次风风机与一次风配风室连接；所述燃料排渣口设置于一次风配风室的尾端；所述一次风配风室和烟气再循环风室内部均设置有调风挡板；所述烟气再循环风室通过烟气再循环风机与第三烟道连接，接口位置在省煤器和空预器之间。
上述装置中，还包括总流量调节阀、二次风流量调节阀、一次风流量调节阀、烟气再循环流量调节阀和一次风配风室流量调节阀；
所述总流量调节阀设置于一次风风机与空预器之间；所述二次风流量调节阀设置于一次风风机与二次风室之间；所述一次风风机与靠近生物质燃料进料口一边的二次风室之间设置有二次风流量调节阀和一次风流量调节阀；所述烟气再循环流量调节阀设置于烟气再循环风机与烟气再循环风室之间；所述一次风配风室流量调节阀设置于一次风风机与一次风配风室之间。
一种应用于生物质层燃炉的新型烟气再循环装置的使用方法，包括以下步骤：
A．烟气再循环风机卷吸尾部烟道烟气通过烟气管道送入烟气再循环风室；
B．根据垃圾含水量和燃烧情况反馈，调节流量调节阀，使垃圾充分干燥，烟气量是一次风的0-0.3倍；
C．烟气在烟气再循环风室中通过调节挡板按不同角度方向流过层燃炉炉排干燥段。
与现有技术相比，本发明的优势如下：本发明结构中，由于层燃炉炉排生物质燃料干燥段的配风室为烟气再循环风室，使用了温度较一次风高的全烟气来干燥燃料，一方面可以使高含水量的生物质燃料快速脱水干燥，另一方面，在一次风量不变情况下，干燥段使用了全烟气，减少了一次风使用，使得层燃炉炉排主燃区和燃尽区的一次风量可以增加，有助于燃料的燃烧完全。同时，由于干燥段使用全烟气，有独立调节阀，易于根据燃料含水量和实时燃烧情况调节烟气量，提高了生物质锅炉的燃料适应性。而且本发明结构是对原有层燃炉进行的简单改造，设备投入成本较低，应用前景广泛。
附图说明
图1是实例中一种应用于生物质层燃炉的新型烟气再循环装置的结构示意图。
空预器1、省煤器2，总流量调节阀3，二次风室4，二次风流量调节阀5，层燃炉炉排6，烟气再循环风机7，一次风风机8，燃料排渣口9，一次风流量调节阀10，烟气再循环流量调节阀11，一次风配风室流量调节阀12，一次风配风室13，烟气再循环风室14，调风挡板15，炉膛16，生物质燃料进料口17，第一烟道18，第二烟道19，第三烟道20。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明：
见图1，一种应用于生物质层燃炉的新型烟气再循环方法与装置，其包括层燃炉炉排6，层燃炉炉排6左方为生物质燃料进料口17，层燃炉炉排6上方为炉膛16，炉膛16上设置有二次风室4，层燃炉炉排6下方为烟气再循环风室14和一次风配风室13（包括主燃区、燃尽区）。二次风室4、一次风配风室13和烟气再循环风室14中间均设置有调风挡板15。炉膛16上方为排烟烟道，分为第一烟道18，第二烟道19，第三烟道20。第一烟道18和第二烟道19上设置有水冷壁、过热器、再热器等受热面。第三烟道20尾部设置有省煤器2和空预器1。所有送风管道和烟道上均设置有流量调节阀。
烟气再循环风室14通过烟气再循环风机7与第三烟道20连接，接口位置在省煤器2和空预器1之间。烟气再循环风室14布置在层燃炉炉排6靠近进料口17的下方，使用从第三烟道引出的全烟气对生物质燃料进行干燥。烟气再循环风室14与第三烟道20的连接管道中设置有流量调节阀11，可以根据生物质燃料的含水量调节烟气量，生物质燃料含水量高则开大调节阀11，增大烟气流量，加快干燥速率，缩短生物质燃料在层燃炉炉排上的干燥段，改善生物质燃料燃烧情况。
一次风配风室13通过一次风风机8与第三烟道20处的空预器1出口连接。一次风配风室13包括3个配风室，其中两个供给主燃区一次风，一个供给燃尽区一次风。一次风配风室13仅与一次风管道连接，从层燃炉炉排6底部吹入全空气。一次风配风室13与空预器1的连接管道上设置有配风室流量调节阀12，可以根据生物质燃料燃烧情况调节各个配风室的风量。由于干燥段使用全烟气对含水量高的生物质燃料进行干燥，在保证一次风量不变的情况下，能够增大主燃区和燃尽区的一次风供应量，促进燃料燃烧完全。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种应用于生物质层燃炉的新型烟气再循环装置，其特征在于，将烟气再循环风室设置于层燃炉炉排下方，所述烟气再循环风室通过风机和管道与锅炉排烟烟道尾部连接，所述烟气再循环风室不接入一次风，与一次风无混合，直接向炉膛通入全烟气，对生物质燃料进行干燥。
2.根据权利要求1所述应用于生物质层燃炉的新型烟气再循环装置，其特征在于，所述烟气再循环风室位于层燃炉炉排下方靠近进料口的位置，对应于生物质燃料在层燃炉炉排上的干燥段。
3.根据权利要求1所述应用于生物质层燃炉的新型烟气再循环装置，其特征在于，所述烟气再循环风室连接管道与烟道尾部连接的位置在于省煤器之后，空预器之前。
4.根据权利要求1所述应用于生物质层燃炉的新型烟气再循环装置，其特征在于，所述烟气再循环风室连接管道上设置有流量调节阀。
5.根据权利要求1所述应用于生物质层燃炉的新型烟气再循环装置，其特征在于，层燃炉炉排下方还设置有多个一次风配风室，对应于生物质燃料在层燃炉炉排上的主燃区和燃尽区，供给燃烧所需一次风。
6.根据权利要求1所述应用于生物质层燃炉的新型烟气再循环装置，其特征在于，所述各个一次风配风室连接管道上均设置了流量调节阀。
7.根据权利要求1所述应用于生物质层燃炉的新型烟气再循环装置，其特征在于，所述烟气再循环风室和一次风室内均设置有调风挡板。
8.根据权利要求1-7任一项所述应用于生物质层燃炉的新型烟气再循环装置，其特征在于，包括空预器（1）、省煤器（2）、二次风室（4）、层燃炉炉排（6）、烟气再循环风机（7）、一次风风机（8）、燃料排渣口（9）、一次风配风室（13）、烟气再循环风室（14）、调风挡板（15）、炉膛（16）、生物质燃料进料口（17）、第一烟道（18）、第二烟道（19）和第三烟道（20）；
所述第一烟道（18）、第二烟道（19）和第三烟道（20）首尾相接形成一个S型烟道；所述第一烟道（18）与二次风室（4）连接；所述炉膛（16）设置于层燃炉炉排（6）上方，且与第一烟道（18）连接；所述二次风室（4）设置于炉膛（16）的侧壁上；所述一次风配风室（13）和烟气再循环风室（14）设置于层燃炉炉排（6）下方；所述一次风配风室（13）和烟气再循环风室（14）并排设置，且所述一次风配风室（13）略低于烟气再循环风室（14）；所述烟气再循环风室（14）上方设置有生物质燃料进料口（17）；所述第三烟道（20）内部还设置有空预器（1）和省煤器（2）；所述烟气再循环风机（7）与烟气再循环风室（14）连接；所述一次风风机（8）与一次风配风室（13）连接；所述燃料排渣口（9）设置于一次风配风室（13）的尾端；所述一次风配风室（13）和烟气再循环风室（14）内部均设置有调风挡板（15）；所述烟气再循环风室（14）通过烟气再循环风机（7）与第三烟道（20）连接，接口位置在省煤器（2）和空预器（1）之间。
9.根据权利要求8所述应用于生物质层燃炉的新型烟气再循环装置，其特征在于，还包括总流量调节阀（3）、二次风流量调节阀（5）、一次风流量调节阀（10）、烟气再循环流量调节阀（11）和一次风配风室流量调节阀（12）；
所述总流量调节阀（3）设置于一次风风机（8）与空预器（1）之间；所述二次风流量调节阀（5）设置于一次风风机（8）与二次风室（4）之间；所述一次风风机（8）与靠近生物质燃料进料口（17）一边的二次风室（4）之间设置有二次风流量调节阀（5）和一次风流量调节阀（10）；所述烟气再循环流量调节阀（11）设置于烟气再循环风机（7）与烟气再循环风室（14）之间；所述一次风配风室流量调节阀（12）设置于一次风风机（8）与一次风配风室（13）之间。
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