CN111059525A - 一种连续式秸秆捆烧锅炉 - Google Patents

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赵立欣
邓云
丛宏斌
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Abstract

本发明公开了一种连续式秸秆捆烧锅炉,属于锅炉领域,以解决秸秆燃烧效率低的问题。它包括进料系统、燃烧系统、换热系统;所述进料系统布置在最上层,燃烧系统位于进料系统的下端,换热系统位于燃烧系统的侧端,燃烧系统包括炉腔、固定炉排、活动炉排、一次配风口和二次配风口;换热系统包括燃气燃烧室、换热器、三次配风口、四次配风口。本发明通过多次配风布置,将秸秆的整个燃烧过程有效分割为主燃烧、秸秆炭燃烧和挥发分燃烧等状态,可以有效提高秸秆燃烧效率,降低污染物排放。在结构布置上,将进料系统设计在燃烧系统和换热系统的上端,可以有效利用秸秆燃烧过程中的余热,有效减少锅炉热损失,在整体功能上提高了锅炉热效率。

Description

一种连续式秸秆捆烧锅炉
技术领域
本发明属于锅炉领域,具体涉及一种秸秆燃烧锅炉。
背景技术
我国具有丰富的农作物秸秆,据农业农村部统计,2017年全国秸秆可收集量为8.37亿吨,利用量为7亿吨,综合利用率达到83.67%。近年来,在国家出台的一系列政策支持下,我国的秸秆综合利用工作得到了长足发展,其中秸秆捆烧供暖等能源化利用方式具备供暖成本低、燃烧效率高、污染排放低、原料可再生等优点,是“散煤替代”的有效途径,对于防止秸秆散烧,减少环境污染、节约化石能源等具有重要意义。
国外生物质秸秆打捆燃烧技术发展较为成熟的国家有丹麦、法国和比利时等。丹麦在20世纪70年代就已经开始了整捆秸秆的燃烧利用,由丹麦研发的连续式捆烧设备称为Cigar式燃烧器,连续式燃烧过程可控性好,炉温稳定,有利于智能化操作,因此在国外得到了大范围的推广和应用,被认为是目前燃烧整捆秸秆最佳方式。国内连续捆烧设备研究较少,主要是河南农业大学刘胜勇团队研制的链条炉排连续捆烧设备,铁岭众缘环保设备制造有限公司研制连续捆烧设备;海伦市利民节能锅炉制造有限公司研制的炉前烟气干燥生物质捆烧锅炉等。但是目前这些锅炉仍然存在燃烧效率低,NOX和CO排放过高等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种连续式秸秆捆烧锅炉,以解决秸秆燃烧效率低的问题。
本发明技术方案如下:一种连续式秸秆捆烧锅炉,包括进料系统、燃烧系统、换热系统;所述进料系统布置在最上层,燃烧系统位于进料系统的下端,换热系统位于燃烧系统的侧端;燃烧系统包括炉腔、固定炉排、活动炉排、一次配风口和二次配风口,炉腔底部设有固定炉排,固定炉排的下方设有活动炉排,在固定炉排处点火,固定炉排处设有一次配风口,实现一次风供给,在此处秸秆捆发生主要燃烧反应,生产挥发分和秸秆炭,其中挥发分由烟气通道进入燃气燃烧室,秸秆炭通过固定炉排落入下方的活动炉排处。在活动炉排处设有二次配风口,实现秸秆炭的充分燃烧,燃烧后的灰渣落入清渣系统。
换热系统包括燃气燃烧室、换热器、三次配风口、四次配风口,燃气燃烧室内设有换热器,燃烧系统的底部设有与燃气燃烧室相通的烟气通道,换热器上方靠近燃烧系统的一侧设有四次配风口,在烟气通道的对侧设置三次配风口。
进一步的,在燃气燃烧室的底部呈斜坡漏斗形,其下方设有集灰箱。烟气通过烟气通道进入燃气燃烧室的过程中,由于空间截面增大,导致气体流速降低,有利于烟气中的部分烟尘降落至灰箱,实现一次除尘。
进一步的,所述进料系统包括液压推杆和进料炉膛,液压推杆位于进料炉膛的外侧。利用液压推杆的往复运动,可以将秸秆捆不断的推入至进料炉膛,实现燃烧原料的连续供应。
进一步的,还包括清渣系统,清渣系统包括冷水喷头、刮板输送器和储灰箱,刮板输送器斜置,其下端位于燃烧系统的正下方,其上端位于储灰箱内,冷水喷头位于刮板输送器的上方。刮板输送器的连续转动,将灰渣输送至集灰箱,实现连续清渣功能,冷水喷头可以有效扑灭灰渣中的火星,避免安全隐患。
进一步的,还包括除尘系统,除尘系统位于换热系统的右端,包括内腔和设在其下端的尘箱,内腔顶部一端设有与换热系统连通的烟气入口,内腔顶部另一端设有烟气出口。内腔采用旋风除尘器结构,烟气经过旋风结果后将大量烟尘降落至尘箱,实现二次除尘。
进一步的,还包括余热利用系统,余热利用系统包括烟气套筒和烟气排放口,烟气套筒包裹在进料系统炉膛的外圈。与进料炉膛形成一个套筒结构,经过除尘系统的烟气进入烟气套筒后与秸秆捆进行非接触式热传导,经烟气排放口排出,对秸秆捆进行初步干燥,实现烟气的余热利用。
本发明特点如下:
(1)通过多次配风布置,将秸秆的整个燃烧过程有效分割为主燃烧、秸秆炭燃烧和挥发分燃烧等状态,可以有效提高秸秆燃烧效率,降低污染物(主要是NOX、CO)排放。
(2)在结构布置上,将进料系统设计在燃烧系统和换热系统的上端,可以有效利用秸秆燃烧过程中的余热,有效减少锅炉热损失,并增加了烟气余热利用系统,在整体功能上提高了锅炉热效率。
(3)设计了两次除尘结构,合理利用了重力沉降原理和旋风除尘原理,有效实现了秸秆捆烧过程中烟尘源头减量功能。
附图说明
图1是一种连续式秸秆捆烧锅炉的结构示意图。
图中:1.进料系统,2.燃烧系统,3.清渣系统,4.换热系统,5.除尘系统,6.余热利用系统,101为液压推杆,102为秸秆捆,103为进料炉膛,200为炉腔,201为固定炉排,202为一次配风口,203为活动炉排,204为二次配风口,301为冷水喷头,302为刮板输送器,303为储灰箱,401为换热器,402为四次配风口,403为烟气通道,404为燃气燃烧室,405为集灰箱,406为三次配风口,501为尘箱,502为旋风内腔,503为烟气入口,504为烟气出口,601为烟气排放口,602为烟气套筒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
一种连续式秸秆捆烧锅炉,包括进料系统1、燃烧系统2、换热系统4;进料系统1布置在最上层,燃烧系统位于进料系统的下端,换热系统位于燃烧系统的侧端;燃烧系统包括炉腔200、固定炉排201、活动炉排203、一次配风口202和二次配风口204,炉腔200底部设有固定炉排201,固定炉排201的下方设有活动炉排203,固定炉排处设有一次配风口202,在活动炉排处设有二次配风口204。换热系统包括燃气燃烧室404、换热器401、三次配风口406、四次配风口402;燃气燃烧室404内设有换热器401,燃烧系统2的底部设有与燃气燃烧室404相通的烟气通道403,换热器401上方靠近燃烧系统的一侧设有四次配风口402,在烟气通道403的对侧设置三次配风口406,燃烧系统产生的烟气经过烟气通道403进入燃气燃烧室,三次风与烟气进行对流混合,将烟气中的可燃气进行充分燃烧,燃烧后的高温烟气通过换热器与循环水进行充分换热,实现热能转换。四次配风口,实现烟气的再次燃烧,并实现烟气导流功能,将烟引导至除尘系统。
在燃气燃烧室404的底部呈斜坡漏斗形,其下方设有集灰箱405。进料系统1包括液压推杆101和进料炉膛103,液压推杆101位于进料炉膛103的外侧。
本发明还包括清渣系统3,清渣系统包括冷水喷头301、刮板输送器302和储灰箱303,刮板输送器302斜置,其下端位于燃烧系统2的正下方,其上端位于储灰箱303内,冷水喷头301位于刮板输送器302的上方。
本发明还包括除尘系统5,除尘系统5位于换热系统4的右端,包括内腔502和设在其下端的尘箱501,内腔502顶部一端设有与换热系统4连通的烟气入口503,内腔502顶部另一端设有烟气出口504。
本发明还包括余热利用系统6,余热利用系统包括烟气套筒602和烟气排放口601,烟气套筒602包裹在进料系统炉膛的外圈。
工作时,首先利用进料系统1的液压推杆101,将秸秆捆装填进锅炉中,在固定炉排201处点火并启动多级配风系统,当燃烧炉腔200内温度稳定时,打开循环水,对换热器进行热交换,并打开清渣系统3。燃烧过程中产生的秸秆炭落入活动炉排203,在二次风配给情况下进行充分燃烧,产生的灰渣由清渣系统3排出至集灰箱405;产生的挥发分气体通过烟气通道进入燃气燃烧室(404),与三次风对流混配燃烧,过程中烟气灰渣落入集灰箱405,产生的高温烟气经过换热器401与循环水充分换热,在四次风的引导下进入旋风除尘系统5进行二次除尘,灰尘落入尘箱501。经过旋风除尘后的烟气进入余热利用系统6,通过烟气夹套与秸秆捆换热,用于秸秆捆的干燥预处理,之后再排出炉外,后端可以连接水膜除尘或布袋除尘器等进行烟气近一步清洁净化。

Claims (6)

1.一种连续式秸秆捆烧锅炉,包括进料系统、燃烧系统、换热系统;其特征在于:所述进料系统(1)布置在最上层,燃烧系统位于进料系统的下端,换热系统位于燃烧系统的侧端;燃烧系统包括炉腔(200)、固定炉排(201)、活动炉排(203)、一次配风口(202)和二次配风口(204),炉腔(200)底部设有固定炉排(201),固定炉排(201)的下方设有活动炉排(203),固定炉排处设有一次配风口(202),在活动炉排处设有二次配风口(204);换热系统包括燃气燃烧室(404)、换热器(401)、三次配风口(406)、四次配风口(402),燃气燃烧室(404)内设有换热器(401),燃烧系统(2)的底部设有与燃气燃烧室(404)相通的烟气通道(403),换热器(401)上方靠近燃烧系统的一侧设有四次配风口(402),在烟气通道(403)的对侧设置三次配风口(406)。
2.根据权利要求1所述的一种连续式秸秆捆烧锅炉,其特征在于:在燃气燃烧室(404)的底部呈斜坡漏斗形,其下方设有集灰箱(405)。
3.根据权利要求1或2所述的一种连续式秸秆捆烧锅炉,其特征在于:所述进料系统(1)包括液压推杆(101)和进料炉膛(103),液压推杆(101)位于进料炉膛(103)的外侧。
4.根据权利要求3所述的一种连续式秸秆捆烧锅炉,其特征在于:还包括清渣系统(3),清渣系统包括冷水喷头(301)、刮板输送器(302)和储灰箱(303),刮板输送器(302)斜置,其下端位于燃烧系统(2)的正下方,其上端位于储灰箱(303)内,冷水喷头(301)位于刮板输送器(302)的上方。
5.根据权利要求4所述的一种连续式秸秆捆烧锅炉,其特征在于:还包括除尘系统(5),除尘系统(5)位于换热系统(4)的右端,包括内腔(502)和设在其下端的尘箱(501),内腔(502)顶部一端设有与换热系统(4)连通的烟气入口(503),内腔(502)顶部另一端设有烟气出口(504)。
6.根据权利要求5所述的一种连续式秸秆捆烧锅炉,其特征在于:还包括余热利用系统(6),余热利用系统包括烟气套筒(602)和烟气排放口(601),烟气套筒(602)包裹在进料系统炉膛的外圈。
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