CN107702083A - 一种智能调节锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能调节锅炉，包括带有燃烧室的锅炉本体，设置在锅炉本体入口端的接料仓，设置在锅炉本体下部的炉排，设置在锅炉本体上部的汽包以及设置在锅炉本体下部的集水筒，在燃烧室的四周设置有水冷壁，以及设置在烟道内的省煤器和空气预热器，还包括能够智能展开的附加水冷壁，其能够调节锅炉内水冷壁的受热面积，提高效率。

Description

一种智能调节锅炉
技术领域
本发明涉及到锅炉燃烧，尤其涉及一种智能调节锅炉，其能够调节锅炉内水冷壁的受热面积，提高效率。
背景技术
工业现代化的迅猛发展带来了能源短缺和环境保护问题，也是当今世界的核心问题，而以可持续发展方式保护环境和使用不可再生能源是当今科技工作者需要研究的重要课题。锅炉作为一种能源、动力设备，为了获得生产、生活工艺所需要的蒸汽、热水，就需要消耗大 量的能源(煤、油、气)资源，且锅炉排出去的烟气严重污染环境。所以提高锅炉的热效率，节约能源、减少排放污染是锅炉领域亟待解决的问题。
目前我国所用的锅炉近85％是燃煤锅炉，以层燃型链条炉排或固定炉排为多，锅炉设计热效率一般在70％左右，但实际运行时热效率一般低于设计效率。锅炉热效率低主要是由于 燃烧设备设计不佳及配套辅机不尽合理，运行管理水平较低，又经常处于低负荷运行，造成排烟温度高，排烟热损失增加，从而使SO2、CO2排放量增高，导致锅炉的排放烟气达不到消烟环保的理想状态。
目前锅炉直接使用生物质为燃料产生的问题如下：（1）由于生物质热值较低（约为2800大卡/kg），单独作为燃料时无法满足锅炉负荷要求；（2）燃烧时炉膛温度低，会产生的大量焦油，焦油与烟气中的飞灰粘附在水冷壁、对流管、省煤器、空预器等受热面表面，导致锅炉热效率降低，最终会堵塞省煤器和空预器，导致烟气无法通过而被迫停炉；（3）燃料未充分燃烧形成黑烟、焦油和烟气烟碱，会造成环境污染。由于上述问题存在，目前在复烤行业中大量的生物质主要被作为肥料使用。作为尝试也有将生物质与煤混合在链条炉或循环流化床锅炉上直接燃烧的做法，但是此种方法虽然能提高一定的燃烧温度，但是无法摆脱对化石能源的依赖，而且会产生大量的SO2、NOx和烟尘，对环境造成污染，仍然不是最佳解决办法。
此外，生物质燃烧锅炉燃烧时，由于生物质本身的热值比较低，因此，当采用链条炉来燃烧生物质时，往往产生的热量并不能够达到供暖需求，其不能达到所需要的热值，从而造成热量不足的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种智能调节锅炉，其能够调节锅炉内水冷壁的受热面积，进而提高整体效率，且后续可以对烟气进行除尘以及脱硫脱硝处理，以满足环保要求。
本发明通过以下技术方案实现：
一种智能调节锅炉，其特征在于，其包括带有燃烧室的锅炉本体，设置在锅炉本体入口端的接料仓，设置在锅炉本体下部的炉排，设置在锅炉本体上部的汽包以及设置在锅炉本体下部的集水筒，在燃烧室的四周设置有水冷壁，以及设置在烟道内的省煤器和空气预热器；
还包括设置在燃烧室上部的多个可转动的附加水冷壁，所述附加水冷壁包括与汽包相连的上集管以及与集水筒相连的下集管，还包括连通上集管和下集管的多根换热管，附加水冷壁通过铰接架铰接在燃烧室墙壁上，在其未展开时附加水冷壁贴在水冷壁的外侧，遮挡住部分水冷壁，所述铰接架包括固定架部分以及转动架部分，所述固定架部分固定在炉膛本体的墙壁上，所述转动架部分与固定架部分铰接，转动架部分固定套设在上集管和下集管外部；
还包括控制器，控制器连接位于炉膛本体内的温度传感器以及图像传感器，控制器上设置有控制显示屏，其能够显示炉膛本体内的火焰状态、炉膛温度，所述控制器设置在锅炉外壁，其通过驱动电机驱动铰接架转动，将所述附加水冷壁展开；
该智能调节锅炉采用柔性密封装置密封，其包括金属网覆盖层、柔性密封层和固定部件，其中柔性密封层包括不少于4层的金属陶瓷材料层，相邻2层金属陶瓷材料层之间通过耐火耐热金属胶粘结，金属网覆盖层覆盖在最外侧的金属陶瓷材料层上面，最内侧的金属陶瓷材料层通过耐火耐热金属胶与锅炉外表面粘结。
具体的，所述附加水冷壁为四个，对称设置在炉膛本体的墙壁上。
具体的，还包括连接烟道的脱酸塔，用于对烟气进行脱酸处理，去除烟气中的酸性气体。
具体的，所述脱酸塔选自半干法脱酸塔、干法脱酸塔或是循环流化床干法脱酸反应塔任一项。
具体的，还包括除尘装置，所述除尘装置与所述脱酸塔连通，以对经过脱酸塔处理的烟气进行除尘处理，去除所述烟气中的颗粒物。
具体的，所述除尘装置为布袋除尘器。
具体的，所述金属陶瓷材料层的总厚度≥80mm，密度≥130kg/m3，抗拉强度≥75kPa，耐热温度≥1050℃；所述金属胶的粘结强度≥5MPa，耐热温度≥1100℃。
本发明的有益效果：
1、通过设置附加水冷壁，可以对锅炉内水冷壁面积进行调整，从而适应不同工况的需求，增加其灵活性。
2、通过脱酸塔能够对烟气进行净化处理，且经过除尘装置，锅炉烟气NOx、SO2、烟尘排放达到GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》中对燃气锅炉的要求。
附图说明
图1为该智能调节锅炉的内部剖视图，
图2为该智能调节锅炉附加水冷壁的结构示意图，
图3为该该智能调节锅炉的系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
如图1-3所示，一种智能调节锅炉，其特征在于，其包括带有燃烧室的锅炉本体1，设置在锅炉本体1入口端的接料仓2，设置在锅炉本体1下部的炉排3，设置在锅炉本体1上部的汽包4以及设置在锅炉本体1下部的集水筒5，在燃烧室的四周设置有水冷壁6，以及设置在烟道内的省煤器7和空气预热器8；
还包括设置在燃烧室上部的多个可转动的附加水冷壁9，所述附加水冷壁9包括与汽包相连的上集管10以及与集水筒相连的下集管11，还包括连通上集管10和下集管11的多根换热管12，附加水冷壁9通过铰接架铰接在燃烧室墙壁上，在其未展开时附加水冷壁贴在水冷壁的外侧，遮挡住部分水冷壁，所述铰接架包括固定架部分13以及转动架部分14，所述固定架部分13固定在炉膛本体的墙壁上，所述转动架部分14与固定架部分13铰接，转动架部分14固定套设在上集管和下集管外部；
还包括控制器，控制器连接位于炉膛本体内的温度传感器以及图像传感器，控制器上设置有控制显示屏，其能够显示炉膛本体内的火焰状态、炉膛温度，所述控制器设置在锅炉外壁，其通过驱动电机驱动铰接架转动，将所述附加水冷壁展开；
该智能调节锅炉采用柔性密封装置密封，其包括金属网覆盖层、柔性密封层和固定部件，其中柔性密封层包括不少于4层的金属陶瓷材料层，相邻2层金属陶瓷材料层之间通过耐火耐热金属胶粘结，金属网覆盖层覆盖在最外侧的金属陶瓷材料层上面，最内侧的金属陶瓷材料层通过耐火耐热金属胶与锅炉外表面粘结。
具体的，所述附加水冷壁为两个、四个、六个或八个，对称设置在炉膛本体的墙壁上。
具体的，还包括连接烟道的脱酸塔15，用于对烟气进行脱酸处理，去除烟气中的酸性气体。
具体的，所述脱酸塔15选自半干法脱酸塔、干法脱酸塔或是循环流化床干法脱酸反应塔任一项。
具体的，还包括除尘装置16，所述除尘装置16与所述脱酸塔15连通，以对经过脱酸塔处理的烟气进行除尘处理，去除所述烟气中的颗粒物。
具体的，所述除尘装置16为布袋除尘器。
具体的，所述金属陶瓷材料层的总厚度≥80mm，密度≥130kg/m3，抗拉强度≥75kPa，耐热温度≥1050℃；所述金属胶的粘结强度≥5MPa，耐热温度≥1100℃。
其中，本发明中的脱酸塔的其主要优势在于，一级脱硫除尘中，形成主要脱硫反应，携带出来的脱硫产物和剩余烟尘在二级除尘中进行处理完成，剩余的少量的SO2和NOX利用氨进行综合。由于低氨低、PH值、大水量就提高了氨的利用率，使氨的逃逸率降低。主要采用如下技术要点：
1)利用链条炉的结构特点，在链条锅炉内煤层上部使用蛋壳或贝壳燃烧后实现催化反应，再在＞200℃的高温区投入氨水或尿素脱除NO和NO2。利用碳酸钙或氧化钙代替五氧化二钒等贵金属有效降低了NO的催化成本；使用槽箱高温蒸发添加氨水或尿素，代替了现常用的雾化喷氨原理。提高了氨的利用率。节约了氨法脱硝的工艺环节。
2) 在一级池使用石灰石或生石灰或氧化镁作为脱硫物，使用氨水作为二级脱硫物，二级池形成的脱硫产物亚硫酸铵再回流至一级脱硫池形成双碱法。将传统的钠钙双碱法改良为钙铵双碱法或镁铵双碱法。提高整体系统的脱硫效率，在同等脱硫效率的情况，较钙法和钠法的大大降低了脱硫水中溶质的含量。最终降低了排烟中烟尘的含量。并解决了单纯使用氨法逃逸率过高导致周边气味浓重的问题。
3)采用双湿法结构，一级由下至上，二级由上至下。一级产生的脱硫产物和未去除的剩余细小烟尘，通过二级的喷淋水与固定式塑料填料进行混合冲洗。解决了袋式除尘器先除尘后脱硫导致的脱硫工艺中脱硫产物导致烟尘超标的现象。
采用一种新型的脱硫除尘喷嘴，在常规的脱硫除尘喷嘴前＞15cm位置安装一个叶轮。叶轮在烟气带动下高速旋转，使喷嘴喷出的水和高速经过的烟气充分混合，增加了脱硫除尘水和烟气的接触概率。提高了湿法除尘脱硫装置的除尘脱硫效率。
本发明的智能调节锅炉，其可以燃烧煤粉或是生物质等燃料，当燃烧热值比较低的生物质燃料时，可以通过控制器控制驱动电机使附加水冷壁展开，则其受热面积瞬间增加，且之前被附加水冷壁遮挡的那一部分的水冷壁也得以受热，整体受热面积增加，进而可以更好地吸收燃烧的热量，提高其燃烧效率以及能源利用率。当燃烧热值比较高的煤粉时，则控制器可以通过控制驱动电机使附加水冷壁折叠，贴附在燃烧室周边的水冷壁上，则周边的水冷壁有一部分则被遮挡，其受热面积减小，从而能够实现根据需要调整受热面积的大小，从而满足不同工况的需求，提高了其适应性。
以上所述的仅为本发明的较佳可行实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此，凡是运用本发明的说明书以及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能调节锅炉，其特征在于，其包括带有燃烧室的锅炉本体，设置在锅炉本体入口端的接料仓，设置在锅炉本体下部的炉排，设置在锅炉本体上部的汽包以及设置在锅炉本体下部的集水筒，在燃烧室的四周设置有水冷壁，以及设置在烟道内的省煤器和空气预热器；
还包括设置在燃烧室上部的多个可转动的附加水冷壁，所述附加水冷壁包括与汽包相连的上集管以及与集水筒相连的下集管，还包括连通上集管和下集管的多根换热管，附加水冷壁通过铰接架铰接在燃烧室墙壁上，在其未展开时附加水冷壁贴在水冷壁的外侧，遮挡住部分水冷壁，所述铰接架包括固定架部分以及转动架部分，所述固定架部分固定在炉膛本体的墙壁上，所述转动架部分与固定架部分铰接，转动架部分固定套设在上集管和下集管外部；
还包括控制器，控制器连接位于炉膛本体内的温度传感器以及图像传感器，控制器上设置有控制显示屏，其能够显示炉膛本体内的火焰状态、炉膛温度，所述控制器设置在锅炉外壁，其通过驱动电机驱动铰接架转动，将所述附加水冷壁展开；
该智能调节锅炉采用柔性密封装置密封，其包括金属网覆盖层、柔性密封层和固定部件，其中柔性密封层包括不少于4层的金属陶瓷材料层，相邻2层金属陶瓷材料层之间通过耐火耐热金属胶粘结，金属网覆盖层覆盖在最外侧的金属陶瓷材料层上面，最内侧的金属陶瓷材料层通过耐火耐热金属胶与锅炉外表面粘结。
2.根据权利要求1所述的智能调节锅炉，所述附加水冷壁为四个，对称设置在炉膛本体的墙壁上。
3.根据权利要求1所述的智能调节锅炉，还包括连接烟道的脱酸塔，用于对烟气进行脱酸处理，去除烟气中的酸性气体。
4.根据权利要求3所述的智能调节锅炉，所述脱酸塔选自半干法脱酸塔、干法脱酸塔或是循环流化床干法脱酸反应塔任一项。
5.根据权利要求3所述的智能调节锅炉，还包括除尘装置，所述除尘装置与所述脱酸塔连通，以对经过脱酸塔处理的烟气进行除尘处理，去除所述烟气中的颗粒物。
6.根据权利要求5所述的智能调节锅炉，所述除尘装置为布袋除尘器。
7.根据权利要求1所述的智能调节锅炉，所述金属陶瓷材料层的总厚度≥80mm，密度≥130kg/m3，抗拉强度≥75kPa，耐热温度≥1050℃；所述金属胶的粘结强度≥5MPa，耐热温度≥1100℃。
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