CN106287680A - 小型生物质成型燃料循环流化床蒸汽锅炉 - Google Patents

小型生物质成型燃料循环流化床蒸汽锅炉 Download PDF

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Abstract

小型生物质成型燃料循环流化床蒸汽锅炉，属于锅炉燃烧技术领域。它提供一种钢材耗量低，埋管磨损轻，NOX排放量低的小型生物质成型燃料循环流化床蒸汽锅炉。炉膛侧壁设有膜式水冷壁，膜式水冷壁下部与底部环形集箱连通，膜式水冷壁上部与顶部环形集箱连通，多根埋管设置在炉膛内的下部，多根埋管沿炉膛内腔周向排布，多根埋管上端均与底部环形集箱连通，多根埋管下端与埋管下集箱连通，埋管下集箱安装在炉膛外侧壁下部，风烟系统与尾部烟道连通。本发明的生物质循环流化床锅炉小型化，额定蒸发量≤10t/h，占地面积小，钢材消耗低，并大幅减少耐火、保温材料的使用，且埋管磨损轻，能够有效减少NOX的生成。

Description

小型生物质成型燃料循环流化床蒸汽锅炉
技术领域
本发明属于锅炉燃烧技术领域，特别是涉及一种燃烧生物质成型燃料循环流化床蒸汽锅炉。
背景技术
近年来，煤炭利用带来的环境问题日益突出，根据国务院发布的《大气污染防治行动计划》，逐步淘汰10t/h及以下的燃煤锅炉。生物质是可再生的清洁能源，具有硫、氮、灰分含量低，具有CO2“零”排放的美誉，在热电领域是煤炭理想的替代者。目前燃烧生物质的锅炉主要有两种，一种是层燃锅炉，一种是循环流化床锅炉。层燃锅炉燃烧方式简单，设备成本较低，但炉内温度难以控制，温度过高时灰分熔化，在炉内结渣、挂焦，影响设备的换热性能。烟气中NOX排放量高于国家环保标准，需采用昂贵的脱硝装置。
循环流化床生物质锅炉炉膛温度能均匀地保持在750～850℃，燃烧稳定，不易结渣，NOX排放量低，一般只有150～200mg/m3，具有显著的环保效果。但是，常规小型循环流化床锅炉存在如下问题：采用重型炉墙，占地面积大，造价高；炉墙容易开裂，散热损失大；受热面磨损严重，维护费用高。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种钢材耗量低，埋管磨损轻，NOX排放量低的小型生物质成型燃料循环流化床蒸汽锅炉。
本发明所采取的技术方案是：小型生物质成型燃料循环流化床蒸汽锅炉，包括炉膛、二次风口、进料口、回料装置、一次风空气预热器、二次风空气预热器、省煤器、蒸发受热面、过热器、尾部烟道、旋风分离器及多根埋管；所述炉膛侧壁下部设有二次风口和进料口，所述旋风分离器上部与炉膛烟气出口连通，旋风分离器底部安装有回料装置，所述回料装置与炉膛下部连通，所述尾部烟道与旋风分离器的烟气出口连通，尾部烟道内自上而下依次安装有过热器、蒸发受热面、省煤器、二次风空气预热器和一次风空气预热器；
所述小型生物质成型燃料循环流化床蒸汽锅炉还包括汽包、膜式水冷壁、底部环形集箱、顶部环形集箱、埋管下集箱、低速床风室、高速床风室、排渣管、高速床布风板、低速床布风板、汽水引出管、下降管及风烟系统；所述炉膛侧壁设有膜式水冷壁，所述膜式水冷壁下部与底部环形集箱连通，膜式水冷壁上部与顶部环形集箱连通，顶部环形集箱与汽水引出管一端连通，所述汽水引出管另一端与汽包连通，所述多根埋管设置在炉膛内的下部，多根埋管沿炉膛内腔周向排布，多根埋管上端均与底部环形集箱连通，多根埋管下端与埋管下集箱连通，所述埋管下集箱安装在炉膛外侧壁下部，所述下降管一端与汽包连通，下降管另一端与埋管下集箱连通，所述高速床风室设置在炉膛内的底部中心处，低速床风室设置在高速床风室外侧，所述高速床风室上端安装有高速床布风板，所述低速床风室上端安装有低速床布风板，所述低速床布风板里端向下倾斜设置，低速床布风板位于高速床布风板上方，所述排渣管一端设置在高速床风室内并穿过高速床布风板与炉膛连通，所述风烟系统与尾部烟道连通。
本发明的有益效果在于：
1.本发明的生物质循环流化床锅炉小型化，额定蒸发量≤10t/h，可以替代现有10t/h燃煤锅炉，具有占地面积小，钢材消耗低，并大幅减少耐火、保温材料的使用。
2.低速床布置埋管，流化速度只有2m/s左右，所以埋管磨损轻，同时吸收密相区热量，将密相区温度控制在750-850℃，彻底解决了结焦问题。
3.炉膛采用膜式水冷壁结构，保温效果好，散热少，热效率高。
4.采用低温燃烧、分级送风和烟气再循环，有效减少了NOX的生成，NOx排放浓度低于100mg/m3。
附图说明
图1：本发明实施例一结构示意图；
图2：本发明实施例一汽水系统循环流程图；
图3：本发明风烟系统流程图；
图4：本发明实施例二汽水系统循环流程图；
其中：1-汽包、2-炉膛、3-膜式水冷壁、4-二次风口、5-进料口、6-埋管、7-埋管下集箱、8-低速床风室、9-高速床风室、10-排渣管、11-高速床布风板、12-低速床布风板、13-回料装置、14-一次风空气预热器、15-二次风空气预热器、16-省煤器、17-过热器、18-尾部烟道、19-旋风分离器、20-汽水引出管、21-下降管、22-布袋布袋除尘器、23-引风机、24-烟囱、25-一次风机、26-二次风机、27-蝶阀、28-底部环形集箱、29-顶部环形集箱、30-蒸发受热面。
具体实施方式1
如图1、图2所示，小型生物质成型燃料循环流化床蒸汽锅炉，包括炉膛2、二次风口4、进料口5、回料装置13、一次风空气预热器14、二次风空气预热器15、省煤器16、蒸发受热面30、过热器17、尾部烟道18、旋风分离器19及多根埋管6；所述炉膛2侧壁下部设有二次风口4和进料口5，所述旋风分离器19上部与炉膛2烟气出口连通，旋风分离器19底部安装有回料装置13，所述回料装置13与炉膛2下部连通，所述尾部烟道18与旋风分离器19的烟气出口连通，尾部烟道18内自上而下依次安装有过热器17、蒸发受热面30、省煤器16、二次风空气预热器15和一次风空气预热器14；
所述小型生物质成型燃料循环流化床蒸汽锅炉还包括汽包1、膜式水冷壁3、底部环形集箱28、顶部环形集箱29、埋管下集箱7、低速床风室8、高速床风室9、排渣管10、高速床布风板11、低速床布风板12、汽水引出管20、下降管21及风烟系统；所述炉膛2侧壁设有膜式水冷壁3，所述膜式水冷壁3下部与底部环形集箱28连通，膜式水冷壁3上部与顶部环形集箱29连通，顶部环形集箱29与汽水引出管20一端连通，所述汽水引出管20另一端与汽包1连通，所述多根埋管6设置在炉膛2内的下部，多根埋管6沿炉膛2内腔周向排布，多根埋管6上端均与底部环形集箱28连通，多根埋管6下端与埋管下集箱7连通，所述埋管下集箱7安装在炉膛2外侧壁下部，所述下降管21一端与汽包1连通，下降管21另一端与埋管下集箱7连通，所述高速床风室9设置在炉膛2内的底部中心处，低速床风室8设置在高速床风室9外侧，所述高速床风室9上端安装有高速床布风板11，所述低速床风室8上端安装有低速床布风板12，所述低速床布风板12里端向下倾斜设置，低速床布风板12位于高速床布风板11上方，所述排渣管10一端设置在高速床风室9内并穿过高速床布风板11与炉膛2连通，所述风烟系统与尾部烟道18连通。
上述低速床风室8、高速床风室9、高速床布风板11及低速床布风板12结构已在发明专利201210404217.X中公开。
如图3所示，所述风烟系统包括布袋除尘器22、引风机23、烟囱24、一次风机25、二次风机26以及蝶阀27；所述布袋除尘器22与尾部烟道18出口连通，所述引风机23的进风口与布袋除尘器22连通，所述引风机23的出风口分别与烟囱24和一次风机25的入风口连通，引风机23的出风口与一次风机25的入风口之间设有蝶阀27，所述一次风机25的出风口与一次风空气预热器14连通，所述二次风机26的出风口与二次风空气预热器15连通。
工作原理：生物质成型燃料由螺旋给料器通过进料口5输送至炉膛2内燃烧，炉内温度保持在750～850℃。随烟气带出炉膛2的大量细颗粒在旋风分离器19中与烟气分离，分离出来的细颗粒经回料装置13送回炉膛2再次参与燃烧过程，同时减少床料的补充量。
由旋风分离器19分离出来的烟气进入尾部烟道18，加热过热器17、蒸发受热面30、省煤器16、二次风空气预热器15和一次风空气预热器14中的工质后，进入布袋布袋除尘器22除尘，通过引风机23的烟气分成二部分，其中占总烟气量的0-20％的一部分烟气经一次风机25送入一次风空气预热器14加热，再进入高速床风室9，通过高速床布风板11送入炉膛2，其余的烟气排入烟囱24，排入大气。
锅炉给水逆流经过省煤器16，通过省煤器16引出管引入汽包1水空间，经下降管21进入埋管下集箱7，锅炉给水在向上流经埋管6和膜式水冷壁3过程中被加热成汽水混合物，通过汽水引出管20引入汽包1进行汽水分离。被分离出来的水进入汽包1水空间，重新进行再循环，被分离出来的饱和蒸汽进入过热器17，额定温度过热蒸汽从过热器17引出管引出。
从一次风机25出来的空气，经一次风空气预热器14加热后进入高速床风室9，通过高速床布风板11送入炉膛2。从二次风机26出来的空气，经二次风预热器15加热后分成二路：一路进入低速床风室8，通过低速床布风板12送入炉膛2，另一路经二次风口4分级送入炉膛2。
实施例二；如图4所示，当锅炉仅是饱和蒸汽锅炉时，这时锅炉不设过热器17，其他与实施例一相同。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种小型生物质成型燃料循环流化床蒸汽锅炉，包括炉膛(2)、二次风口(4)、进料口(5)、回料装置(13)、一次风空气预热器(14)、二次风空气预热器(15)、省煤器(16)、蒸发受热面(30)、过热器(17)、尾部烟道(18)、旋风分离器(19)及多根埋管(6)；所述炉膛(2)侧壁下部设有二次风口(4)和进料口(5)，所述旋风分离器(19)上部与炉膛(2)烟气出口连通，旋风分离器(19)底部安装有回料装置(13)，所述回料装置(13)与炉膛(2)下部连通，所述尾部烟道(18)与旋风分离器(19)的烟气出口连通，尾部烟道(18)内自上而下依次安装有过热器(17)、蒸发受热面(30)、省煤器(16)、二次风空气预热器(15)和一次风空气预热器(14)；
其特征在于：所述小型生物质成型燃料循环流化床蒸汽锅炉还包括汽包(1)、膜式水冷壁(3)、底部环形集箱(28)、顶部环形集箱(29)、埋管下集箱(7)、低速床风室(8)、高速床风室(9)、排渣管(10)、高速床布风板(11)、低速床布风板(12)、汽水引出管(20)、下降管(21)及风烟系统；所述炉膛(2)侧壁设有膜式水冷壁(3)，所述膜式水冷壁(3)下部与底部环形集箱(28)连通，膜式水冷壁(3)上部与顶部环形集箱(29)连通，顶部环形集箱(29)与汽水引出管(20)一端连通，所述汽水引出管(20)另一端与汽包(1)连通，所述多根埋管(6)设置在炉膛(2)内的下部，多根埋管(6)沿炉膛(2)内腔周向排布，多根埋管(6)上端均与底部环形集箱(28)连通，多根埋管(6)下端与埋管下集箱(7)连通，所述埋管下集箱(7)安装在炉膛(2)外侧壁下部，所述下降管(21)一端与汽包(1)连通，下降管(21)另一端与埋管下集箱(7)连通，所述高速床风室(9)设置在炉膛(2)内的底部中心处，低速床风室(8)设置在高速床风室(9)外侧，所述高速床风室(9)上端安装有高速床布风板(11)，所述低速床风室(8)上端安装有低速床布风板(12)，所述低速床布风板(12)里端向下倾斜设置，低速床布风板(12)位于高速床布风板(11)上方，所述排渣管(10)一端设置在高速床风室(9)内并穿过高速床布风板(11)与炉膛(2)连通，所述风烟系统与尾部烟道(18)连通。
2.根据权利要求1所述的小型生物质成型燃料循环流化床蒸汽锅炉，其特征在于：所述风烟系统包括布袋除尘器(22)、引风机(23)、烟囱(24)、一次风机(25)、二次风机(26)以及蝶阀(27)；所述布袋除尘器(22)与尾部烟道(18)出口连通，所述引风机(23)的进风口与布袋除尘器(22)连通，所述引风机(23)的出风口分别与烟囱(24)和一次风机(25)的入风口连通，引风机(23)的出风口与一次风机(25)的入风口之间设有蝶阀(27)，所述一次风机(25)的出风口与一次风空气预热器(14)连通，所述二次风机(26)的出风口与二次风空气预热器(15)连通。
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