CN107830513A - 一种高效热点可控分布生物质燃烧锅炉 - Google Patents

一种高效热点可控分布生物质燃烧锅炉 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种锅炉，特别涉及一种高效热点可控分布生物质燃烧锅炉。该高效热点可控分布生物质燃烧锅炉，包括炉体，炉体下部设有炉排，炉体侧部连接有进料器，其特征是：所述炉体内设有若干层测温温度传感器，进料器上下两侧分别设有上一次助燃空气分布器和下一次助燃空气分布器，上一次助燃空气分布器上方设有前二次助燃空气分布器和后二次助燃空气分布器。本发明的有益效果是：通过调节炉体内不同位置风量，实现了炉体内火焰位置可控，使生物质燃料燃烧更充分，炉体使用寿命更长；可对灰渣进行干式回收，减少了水污染，还回收了高效硅钾肥；回收了部分余热，提高了生物质的综合利用价值和锅炉利用率。

Description

一种高效热点可控分布生物质燃烧锅炉
技术领域
本发明涉及一种锅炉，特别涉及一种高效热点可控分布生物质燃烧锅炉。
背景技术
在当前我国政府大力倡导开发利用可再生能源、推动经济可持续发展的社会背景下，生物质发电成为生物能源的重点发展方向，生物质发电厂全国各地都在大力兴建。生物质燃料一般主要是农、林废弃物(如秸秆、果壳、树皮、废木等)，与传统的火力发电燃煤相比，生物质燃料具有低密度、低热值、高水分、高挥发性和流动性差等特点。生物质直接燃烧发电是由生物质锅炉利用生物质直接燃烧后的热能产生蒸汽，再利用蒸汽推动汽轮发电系统进行发电。其以近零碳排放、惠农等独特的优势，成为发展最成熟、最具商业化价值的生物质能源利用方式。
但目前技术下的生物质燃烧发电锅炉存在以下问题：1）锅炉火焰位置不可控，随锅炉负荷的变化，火焰热点会出现下移、偏移、分散、烧壁、上移等现象。下移造成燃烧效率下降，炉排和灰渣温度偏高，炉排易烧坏；偏移造成火焰分布不均，部分物料燃烧不充分，综合燃烧效率下降，严重时会出现局部烧壁；分散会造成中心温度偏低，易熄火；火焰上移会造成热点后移，水冷壁汽化不充分，而过热器无充分蒸汽换热，排烟温度上升，综合产蒸汽效率下降。2）、系统排渣时，高温炉渣落入水力排渣机的水槽中，产生大量水蒸汽，会腐蚀锅炉底部部件，增加烟气湿度，腐蚀尾部烟道；炉渣所含热量被水损失掉，不利于锅炉效率的提高；脱水后的炉渣含有30%左右的水份，仍然需要向系统继续补充用水。3）设备磨损严重，可靠性差，增加了运行维修费用。4）炉渣本身为优质硅钾肥，湿式冷渣，会使硅钾肥有效成分损失，且污染水体。5）炉排易出现灰渣积累，引起下灰障碍，既影响燃烧火焰位置，又使炉排温度异常升高，影响炉排使用寿命。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种高效热点可控分布生物质燃烧锅炉，解决了锅炉火焰位置不可控、设备磨损严重、湿式排渣法易腐蚀、消耗大、硅钾肥有效成分损失等问题，回收了部分余热；炉渣变废为宝，提高了生物质的综合利用价值和锅炉利用率。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种高效热点可控分布生物质燃烧锅炉，包括炉体，炉体下部设有炉排，炉体侧部连接有进料器，其特征是：所述炉体内设有若干层测温温度传感器，进料器上下两侧分别设有上一次助燃空气分布器和下一次助燃空气分布器，上一次助燃空气分布器上方设有前二次助燃空气分布器和后二次助燃空气分布器。
所述测温温度传感器包括炉底测温温度传感器、炉排测温温度传感器、进料层下测温温度传感器、进料层上测温温度传感器、炉体火焰区测温温度传感器、火焰区上测温温度传感器、遮焰角测温温度传感器、遮焰角上测温温度传感器。
所述前二次助燃空气分布器上方设有前空气分布器，后二次助燃空气分布器上方设有后空气分布器。
所述后空气分布器、前空气分布器、后二次助燃空气分布器、前二次助燃空气分布器、上一次助燃空气分布器分别通过热空气进气流量调节阀与热空气输送管相连接，进料器、下一次助燃空气分布器、炉排侧部及下方分别通过冷空气进气流量调节阀与冷空气输送管相连接。
所述炉体上部设有高温过热器和中温过热器，中温过热器顶部通过旋风分离器与省料器相连接。
所述省料器下部通过空气预热器与烟囱相连接，空气预热器与热空气输送管、仓顶袋除尘器出气管和冷空气输送管分别相连接，冷空气输送管通过鼓风机与空气过滤器相连接。
所述仓顶袋除尘器出气管与仓顶袋除尘器相连接，仓顶袋除尘器与灰仓相连接，仓顶袋除尘器与炉体、高温过热器、中温过热器和省料器通过灰渣气力输送管相连接，灰渣气力输送管连接有气力输送机和高压鼓风机。
所述中温过热器前后设有中温过热器前测温点区温度传感器和中温过热器后测温点区温度传感器，空气预热器前后设有空气预热器前测温区温度传感器和空气预热器后测温区温度传感器。
所述炉体侧部设有水冷壁，水冷壁外侧连接有水冷壁中间集箱，炉体侧部连接有汽包。
本发明的有益效果是：通过调节炉体内不同位置风量，实现了炉体内火焰位置可控，使生物质燃料燃烧更充分，炉体使用寿命更长；可对灰渣进行干式回收，减少了水污染，还回收了高效硅钾肥；回收了部分余热，提高了生物质的综合利用价值和锅炉利用率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图1为本发明的结构示意图；
图中，1炉体，2炉排，3进料器，4上一次助燃空气分布器，5下一次助燃空气分布器，6前二次助燃空气分布器，7后二次助燃空气分布器，8炉底测温温度传感器，9炉排测温温度传感器，10进料层下测温温度传感器，11进料层上测温温度传感器，12炉体火焰区测温温度传感器，13火焰区上测温温度传感器，14遮焰角测温温度传感器，15遮焰角上测温温度传感器，16前空气分布器，17后空气分布器，18热空气进气流量调节阀，19热空气输送管，20冷空气进气流量调节阀，21冷空气输送管，22高温过热器，23中温过热器，24旋风分离器，25省料器，26空气预热器，27烟囱，28仓顶袋除尘器出气管，29鼓风机，30空气过滤器，31仓顶袋除尘器，32灰仓，33灰渣气力输送管，34气力输送机，35高压鼓风机，36中温过热器前测温点区温度传感器，37中温过热器后测温点区温度传感器，38空气预热器前测温区温度传感器，39空气预热器后测温区温度传感器，40水冷壁，41水冷壁中间集箱，42汽包。
具体实施方式
附图为本发明的一种具体实施例。该实施例包括炉体1，炉体1下部设有炉排2，炉体1侧部连接有进料器3，炉体1内设有若干层测温温度传感器，进料器3上下两侧分别设有上一次助燃空气分布器4和下一次助燃空气分布器5，上一次助燃空气分布器4上方设有前二次助燃空气分布器6和后二次助燃空气分布器7。测温温度传感器包括炉底测温温度传感器8、炉排测温温度传感器9、进料层下测温温度传感器10、进料层上测温温度传感器11、炉体火焰区测温温度传感器12、火焰区上测温温度传感器13、遮焰角测温温度传感器14、遮焰角上测温温度传感器15。前二次助燃空气分布器6上方设有前空气分布器16，后二次助燃空气分布器7上方设有后空气分布器17。后空气分布器17、前空气分布器16、后二次助燃空气分布器7、前二次助燃空气分布器6、上一次助燃空气分布器4分别通过热空气进气流量调节阀18与热空气输送管19相连接，进料器3、下一次助燃空气分布器5、炉排2侧部及下方分别通过冷空气进气流量调节阀20与冷空气输送管21相连接。炉体1上部设有高温过热器22和中温过热器23，中温过热器23顶部通过旋风分离器24与省料器25相连接。省料器25下部通过空气预热器26与烟囱27相连接，空气预热器26与热空气输送管19、仓顶袋除尘器出气管28和冷空气输送管21分别相连接，冷空气输送管21通过鼓风机29与空气过滤器30相连接。仓顶袋除尘器出气管28与仓顶袋除尘器31相连接，仓顶袋除尘器31与灰仓32相连接，仓顶袋除尘器31与炉体1、高温过热器22、中温过热器23和省料器25通过灰渣气力输送管33相连接，灰渣气力输送管33连接有气力输送机34和高压鼓风机35。中温过热器23前后设有中温过热器前测温点区温度传感器36和中温过热器后测温点区温度传感器37，空气预热器26前后设有空气预热器前测温区温度传感器38和空气预热器后测温区温度传感器39。炉体1侧部设有水冷壁40，水冷壁40外侧连接有水冷壁中间集箱41，炉体1侧部连接有汽包42。
采用本发明的高效热点可控分布生物质燃烧锅炉，进料器3输送粉碎好的生物质燃料进入炉体1。在冷空气进气流量调节阀20的控制下，适量的冷空气进入炉体1，冷空气既可以冷却进料器3，又可以分散进入炉体1内部的生物质燃料，使燃料和空气充分混匀，还可以在炉体1内部起到一定的助燃作用。进入炉体1内部的生物质燃料，在冷空气进气流量调节阀20控制流量的下一次助燃空气分布器5和热空气进气流量调节阀18控制流量的上一次助燃空气分布器4作用下，一次助燃空气，进一步控制进入炉体1内部的生物质燃料，以理想宽度分布的物料流向火焰区流动。经炉排2向上吹出主助燃空气，热空气进气流量调节阀18控制前二次助燃空气分布器6和后二次助燃空气分布器7的气体流量，将火焰位置和火焰区大小控制在理想的范围内，既提高了燃烧效率，降低了炉渣残碳量，又使火焰分布均匀，提高了蒸汽产生效率。充分燃烧的火焰上升降温，在热空气进气流量调节阀18控制流量的前空气分布器16和后空气分布器17作用下，一方面高温烟气被控制理想的流向，利于水冷壁40产蒸汽，提高高温过热器22和中温过热器23效率，另一方面，提供新的助燃空气，使飞灰能进一步燃烧，提高了燃料利用率。炉体1内各位置区域的温度可通过炉底测温温度传感器8、炉排测温温度传感器9、进料层下测温温度传感器10、进料层上测温温度传感器11、炉体火焰区测温温度传感器12、火焰区上测温温度传感器13、遮焰角测温温度传感器14和遮焰角上测温温度传感器15测得，通过控制每个区域进气流量达到控制火焰位置的目的。
燃烧后的灰渣，在炉排2向上吹出主助燃空气作用下进入下灰区，下灰区灰渣及经过旋风除尘器24分离后进入省料器25的灰渣在气力输送机34和高压鼓风机35作用下经灰渣气力输送管33送入仓顶袋除尘器31，实现了硅钾肥的回收，解决了环保问题。经过过热器的烟气温度下降，炉渣硬度开始上升，对炉体1磨损加重，旋风除尘器24可将硬度较大炉渣分离，可以减轻后续设备的磨损，还可以取代后续的布袋除尘器，使用寿命长，使用成本低，不需要换袋，效率高，阻力低。经灰渣气力输送管33送入仓顶袋除尘器31气相通过仓顶袋除尘器出气管28进入空气预热器26换热后重新利用，固相进入灰仓32暂时储存作为硅钾肥。

Claims (9)

1.一种高效热点可控分布生物质燃烧锅炉，包括炉体（1），炉体（1）下部设有炉排（2），炉体（1）侧部连接有进料器（3），其特征是：所述炉体（1）内设有若干层测温温度传感器，进料器（3）上下两侧分别设有上一次助燃空气分布器（4）和下一次助燃空气分布器（5），上一次助燃空气分布器（4）上方设有前二次助燃空气分布器（6）和后二次助燃空气分布器（7）。
2.根据权利要求1所述的高效热点可控分布生物质燃烧锅炉，其特征是：所述测温温度传感器包括炉底测温温度传感器（8）、炉排测温温度传感器（9）、进料层下测温温度传感器（10）、进料层上测温温度传感器（11）、炉体火焰区测温温度传感器（12）、火焰区上测温温度传感器（13）、遮焰角测温温度传感器（14）、遮焰角上测温温度传感器（15）。
3.根据权利要求1所述的高效热点可控分布生物质燃烧锅炉，其特征是：所述前二次助燃空气分布器（6）上方设有前空气分布器（16），后二次助燃空气分布器（7）上方设有后空气分布器（17）。
4.根据权利要求3所述的高效热点可控分布生物质燃烧锅炉，其特征是：所述后空气分布器（17）、前空气分布器（16）、后二次助燃空气分布器（7）、前二次助燃空气分布器（6）、上一次助燃空气分布器（4）分别通过热空气进气流量调节阀（18）与热空气输送管（19）相连接，进料器（3）、下一次助燃空气分布器（5）、炉排（2）侧部及下方分别通过冷空气进气流量调节阀（20）与冷空气输送管（21）相连接。
5.根据权利要求1所述的高效热点可控分布生物质燃烧锅炉，其特征是：所述炉体（1）上部设有高温过热器（22）和中温过热器（23），中温过热器（23）顶部通过旋风分离器（24）与省料器（25）相连接。
6.根据权利要求5所述的高效热点可控分布生物质燃烧锅炉，其特征是：所述省料器（25）下部通过空气预热器（26）与烟囱（27）相连接，空气预热器（26）与热空气输送管（19）、仓顶袋除尘器出气管（28）和冷空气输送管（21）分别相连接，冷空气输送管（21）通过鼓风机（29）与空气过滤器（30）相连接。
7.根据权利要求6所述的高效热点可控分布生物质燃烧锅炉，其特征是：所述仓顶袋除尘器出气管（28）与仓顶袋除尘器（31）相连接，仓顶袋除尘器（31）与灰仓（32）相连接，仓顶袋除尘器（31）与炉体（1）、高温过热器（22）、中温过热器（23）和省料器（25）通过灰渣气力输送管（33）相连接，灰渣气力输送管（33）连接有气力输送机（34）和高压鼓风机（35）。
8.根据权利要求6所述的高效热点可控分布生物质燃烧锅炉，其特征是：所述中温过热器（23）前后设有中温过热器前测温点区温度传感器（36）和中温过热器后测温点区温度传感器（37），空气预热器（26）前后设有空气预热器前测温区温度传感器（38）和空气预热器后测温区温度传感器（39）。
9.根据权利要求1所述的高效热点可控分布生物质燃烧锅炉，其特征是：所述炉体（1）侧部设有水冷壁（40），水冷壁（40）外侧连接有水冷壁中间集箱（41），炉体（1）侧部连接有汽包（42）。
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