CN109737603A - 一种燃烧生物质气的导热油锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃烧生物质气的导热油锅炉，包括上下布置的锅炉本体和燃烧室，所述燃烧室的燃气进气端设有生物质气的燃烧机，燃烧室的烟气出气端与锅炉本体烟气进气端连通；燃烧室的内腔沿气体流向设有至少一个第一弯折通道，燃烧室后墙上设有与第一弯折通道对应的燃尽风管接口；所述锅炉本体的内腔侧壁设有导热油盘管，锅炉本体上设有导热油盘管的进口和出口；锅炉本体的尾端设有排烟口。本发明提供的燃烧生物质气的导热油锅炉，是能以生物质气作为燃料的燃气锅炉，以导热油作为传热介质，其热效率高、洁净环保且污染排放极低。

Description

一种燃烧生物质气的导热油锅炉

技术领域

本发明涉及导热油锅炉领域，尤其涉及一种燃烧生物质气的导热油锅炉。

背景技术

导热油锅炉是指利用导热油作为传热介质的锅炉。导热油，又称有机热载体或热介质油。导热油锅炉一般以煤、油、气为燃料，以导热油为介质，利用热油循环油泵强制介质进行液相循环，将热能输送给用热设备后再返回加热炉重新加热。

在国家环保政策越来越严格的背景下，环保排放标准逐步提高，传统的以煤炭、燃油等作为燃料的工业锅炉已经很难达到各地不断升级的的环保排放要求。而改用天然气锅炉一方面能源成本成倍增加，企业难以承担；另一方面有些企业所处位置无管道天然气就近供应，无法用天然气锅炉，不得不寻求其他可行的环保清洁能源。而生物质能源自然成为比较受认同的可行替代能源。生物质能源的主要原料来源是农林废弃物、家具建材废料及建筑模板废弃物，根据最新的环保规范要求，不可以直接燃烧，要么加工成生物质成型颗粒，要么采用气化技术转化成可燃的生物质气，给工业锅炉作燃料。

生物质气作为清洁能源，用于工业锅炉燃料其环保排放标准与天然气锅炉等同。只要采用特别设计的燃气锅炉来燃烧生物质气，锅炉烟气排放的黑度、粉尘、SO2、NOx等指标完全可以达到天然气一样的洁净程度。尤其是能源负荷较大的用户，采用气化炉+生物质气锅炉联合技术，先通过气化炉产生生物质气，再送至锅炉作燃料，联合运行的能源成本不仅远低于天然气，甚至比生物质颗粒也低不少，环保排放更是大大优于以生物质颗粒作燃料的工业锅炉。

常用的燃气锅炉是按照高热值的天然气作燃料来设计的，用来燃烧生物质气，首先出力就会降低很多，锅炉热效率较低。因为生物质气热值低，只有天然气的1/8-1/6，配风不好则难以燃尽，热负荷较低时稳定性又较差，因此必须根据生物质气的成分组成及燃烧特性等数据来特别设计锅炉才能保证燃烧热效率较高，洁净燃烧的同时洁净排放。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃烧生物质气的导热油锅炉，能以生物质气作为燃料的燃气锅炉，以导热油作为传热介质，其热效率高、洁净环保且污染排放极低。

为实现上述目的，本发明提供一种燃烧生物质气的导热油锅炉，包括上下布置的锅炉本体和燃烧室，所述燃烧室的燃气进气端设有生物质气的燃烧机，燃烧室的烟气出气端与锅炉本体烟气进气端连通；燃烧室的内腔沿气体流向设有至少一个第一弯折通道，燃烧室后墙上设有与第一弯折通道对应的燃尽风管接口；所述锅炉本体的内腔侧壁设有导热油盘管，锅炉本体上设有导热油盘管的进口和出口；锅炉本体的尾端设有排烟口。

作为本发明的进一步改进，所述锅炉本体包括上下拼接而成的上本体和下本体，上本体和下本体的内腔侧壁均设有导热油盘管，上本体和下本体两者的导热油盘管之间通过连通管连接。

作为本发明的更进一步改进，所述锅炉本体的尾端连接有灰仓，灰仓的底部连接有落灰管。

作为本发明的更进一步改进，所述第一弯折通道的弯折角度为180度。

作为本发明的更进一步改进，所述锅炉本体内的烟道包括多条依次连通的第二弯折通道。

作为本发明的更进一步改进，所述燃烧室的侧壁及锅炉本体尾部烟道侧面设有检修清灰门。

作为本发明的更进一步改进，所述燃烧室为保温耐火材料浇筑的绝热燃烧室，其包括钢架和包覆在钢架内的保温耐火材料。

作为本发明的更进一步改进，所述燃烧室的侧壁设有防爆门。

有益效果

与现有技术相比，本发明的燃烧生物质气的导热油锅炉的优点为：

1、提供一种以生物质气作燃料的导热油锅炉，燃烧室的内腔沿气体流向设有至少一个第一弯折通道，延长了生物质气在燃烧室内的移动路径，即延长了其在燃烧室内停留和燃烧的时间。当第一弯折通道为一个时，燃烧室内为二回程结构。同时，燃尽风管接口向燃烧室内补充氧气。由于生物质气热值低，产生同量的热量燃气的消耗量是天然气的6～8倍，因此必须有足够大的燃烧室空间和足够的氧气量，才能确保生物质气这样的热值较低的可燃气体充分燃烧。而该燃烧生物质气的导热油锅炉，经试验得出的锅炉热效率为92.56％，其热效率高、洁净环保且污染排放极低负荷适应性广、负荷调整能力高。

2、燃烧生物质气的导热油锅炉采用“锅”“炉”分离的结构型式，作为“炉”的部分的燃烧室在下部，作为“锅”的部分的下本体和上本体在上部，这样的结构型式优点：1、燃烧室周围没有水冷壁等换热，方便燃烧控制，可以确保燃烧室始终保持较高温度；2、作为“锅”的部分的锅炉下本体、上本体可以在工厂预制整装，确保制造质量；3、锅炉本体分为上下两部分，降低高宽尺寸，方便运输。

3、采用绝热炉膛技术设计锅炉燃烧室，燃烧室为保温耐火材料浇筑的绝热燃烧室，燃烧室钢架可现场组装，燃烧室现场砌筑浇注。

4、沉积于灰仓的飞灰通过落灰管定期排出，避免因沉积的飞灰造成锅炉本体尾端的排烟口堵塞而使烟气滞留在锅炉本体内。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为燃烧生物质气的导热油锅炉结构示意图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例。

实施例

本发明的具体实施方式如图1所示，一种燃烧生物质气的导热油锅炉，包括上下布置的锅炉本体和燃烧室1，燃烧室1的燃气进气端设有生物质气的燃烧机4，燃烧室1的烟气出气端与锅炉本体烟气进气端连通。燃烧室1的内腔沿气体流向设有至少一个第一弯折通道14。本实施例中，第一弯折通道14的数量为一个，其弯折角度为180度，在无需增大燃烧室1尺寸的前提下，最大限度的利用其内部空间，延长生物质气在燃烧室1内的停留和燃烧时间。燃烧室1内腔中部设有一水平布置的炉拱，炉拱将燃烧室1分隔为上下两层，且炉拱后边缘与燃烧室1尾部后墙留有间隔，该间隔构成第一弯折通道14。燃烧机4安装在燃烧室1下层前端的炉墙上。生物质气在燃烧室1下层内燃烧，再通过第一弯折通道14进入燃烧室1的上层。

燃烧室1后墙上设有与第一弯折通道14对应的燃尽风管接口8。锅炉本体的内腔侧壁布满导热油盘管15，锅炉本体上设有导热油盘管15的进口5和出口6；锅炉本体的尾端设有排烟口12。

锅炉本体包括上下拼接而成的上本体3和下本体2。燃烧室1上层的前端顶部与锅炉本体的下本体2底部相连通。上本体3和下本体2的内腔侧壁均设有导热油盘管15，上本体3和下本体2两者的导热油盘管15之间通过连通管11连接，确保导热油管路循环。导热油盘管15的进口5位于下本体2上，出口6位于上本体3上。

锅炉本体的尾端下部连接有灰仓9，灰仓9的底部连接有落灰管10。沉积于灰仓9的飞灰通过落灰管10定期排出。燃烧室1的侧壁及锅炉本体尾部烟道侧面设有检修清灰门7。

锅炉本体内的烟道包括多条依次连通的第二弯折通道。本实施例中，锅炉本体内设有多块竖直延伸且相互沿水平方向间隔布置的隔墙，各隔墙的上边缘或下边缘与锅炉本体内壁留有间隙，该间隙构成第二弯折通道。通过设置多条第二弯折通道让烟气在锅炉本体内停留的时间长，让烟气与导热油盘管15内的导热油充分进行热交换，提高锅炉热效率。

本导热油锅炉在运行时，生物质气通过燃烧机4喷入燃烧室1。生物质气燃烧机4可采用与天然气燃烧机类似的结构，其内部结构分为燃气通道和空气通道，燃气进入燃烧室立即着火燃烧形成旋转火焰，燃烧机4的旋风盘让生物质气与氧气尽可能混合接触均匀以确保可燃气体充分燃烧。燃烧机4炉膛空间足够大，以尽可能容纳更多的燃气完全燃烧。本发明的燃气锅炉燃烧室根据GBT34912-2017《工业锅炉系统节能设计指南》规范要求设计，长宽比例协调，确保生物质气燃烧时火焰充满度较高，燃烧室温度场分布较均匀，可以确保燃烧室温度较高而且稳定。

由于本实施例中，第一弯折通道14的数量为一个，即燃烧室1为二回程结构。而生物质气在燃烧机4内与空气进行第一次混合后，在燃烧室1下层进行燃烧，从第一弯折通道14进入燃烧室1上层的过程中，通过位于第一弯折通道14后墙的燃尽风管接口8对生物质气进行补气，让生物质气在燃烧室1上层能继续燃烧，以确保生物质气中在第一回程(下层)未能完全燃烧的燃点较高的CO等组分进一步充分燃烧。高温烟气经过燃烧室1第二回程(上层)后进入锅炉本体，依次经过三段辐射受热面和三段对流受热面后，烟气由下本体2尾部排烟口12排出锅炉。在辐射受热面和对流受热面组成的锅炉本体中，烟气与导热油盘管15中的导热油充分换热，把导热油加热到设定温度，再进空气预热器进一步回收烟气余热。

燃烧室1为保温耐火材料浇筑的绝热燃烧室，其包括钢架和包覆在钢架外的保温耐火材料。燃烧室1的侧壁设有防爆门13。

本发明的燃烧生物质气的导热油锅炉采用“锅”“炉”分离的结构型式，作为“炉”的部分的燃烧室1在下部，作为“锅”的部分的2下本体、上本体3在上部，这样的结构型式优点：1、燃烧室1周围没有水冷壁等换热，方便燃烧控制，可以确保燃烧室1始终保持较高温度；2、作为“锅”的部分的锅炉下本体2和上本体3可以在工厂预制整装，确保制造质量；3、锅炉本体分为上下两部分，降低高宽尺寸，方便运输；4、锅炉本体的结构型式采用传统的盘管结构，与常用的普通导热油锅炉一样，大大降低了制造难度和施工安装难度，整装式结构也减少了施工安装工作量。

该燃烧生物质气的导热油锅炉，其锅炉热效率为92.56％。排烟处O₂为2.89％时，CO为0.01％，H₂为0.00％，H₂S为0.00％，CmHm为0.00％。因此，该燃烧生物质气的导热油锅炉热效率高，洁净环保、污染排放极低。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (8)

1.一种燃烧生物质气的导热油锅炉，包括上下布置的锅炉本体和燃烧室(1)，其特征在于，所述燃烧室(1)的燃气进气端设有生物质气的燃烧机(4)，燃烧室(1)的烟气出气端与锅炉本体烟气进气端连通；燃烧室(1)的内腔沿气体流向设有至少一个第一弯折通道(14)，燃烧室(1)后墙上设有与第一弯折通道(14)对应的燃尽风管接口(8)；所述锅炉本体的内腔侧壁设有导热油盘管(15)，锅炉本体上设有导热油盘管(15)的进口(5)和出口(6)；锅炉本体的尾端设有排烟口(12)。

2.根据权利要求1所述的一种燃烧生物质气的导热油锅炉，其特征在于，所述锅炉本体包括上下拼接而成的上本体(3)和下本体(2)，上本体(3)和下本体(2)的内腔侧壁均设有导热油盘管(15)，上本体(3)和下本体(2)两者的导热油盘管(15)之间通过连通管(11)连接。

3.根据权利要求2所述的一种燃烧生物质气的导热油锅炉，其特征在于，所述锅炉本体的尾端连接有灰仓(9)，灰仓(9)的底部连接有落灰管(10)。

4.根据权利要求1或3所述的一种燃烧生物质气的导热油锅炉，其特征在于，所述第一弯折通道(14)的弯折角度为180度。

5.根据权利要求4所述的一种燃烧生物质气的导热油锅炉，其特征在于，所述锅炉本体内的烟道包括多条依次连通的第二弯折通道。

6.根据权利要求5所述的一种燃烧生物质气的导热油锅炉，其特征在于，所述燃烧室(1)的侧壁及锅炉本体尾部烟道侧面设有检修清灰门(7)。

7.根据权利要求1或6所述的一种燃烧生物质气的导热油锅炉，其特征在于，所述燃烧室(1)为保温耐火材料浇筑的绝热燃烧室，其包括钢架和包覆在钢架内的保温耐火材料。

8.根据权利要求7所述的一种燃烧生物质气的导热油锅炉，其特征在于，所述燃烧室(1)的侧壁设有防爆门(13)。