CN111609395A - 一种生物质锅炉及利用生物质燃烧供热的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物质锅炉及利用生物质燃烧供热的方法，生物质锅炉，包括前拱和配风系统，其中，前拱上设置有两排配风通道，分别为上排配风通道和下排配风通道，上排配风通道中包括若干个上进风通道，上进风通道出口水平设置；下配风通道中包括若干个下进风通道，下进风通道的出口方向倾斜向下，其水平分量朝向生物质流动方向，所有上进风通道和下进风通道均与配风总管连通；配风系统包括风机和炉膛配风管，炉膛配风管与风机的出口连接，所述炉膛配风管包括上下两层配风管，配风管设置于锅炉燃烧区，平行于生物质的前进方向设置；配风总管与所述风机连通。

Description

一种生物质锅炉及利用生物质燃烧供热的方法
技术领域
本发明涉及生物质锅炉结构领域，具体为一种生物质锅炉及利用生物质燃烧供热的方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
现有的生物质锅炉大多是由传统的燃煤锅炉改造而成，生物质通过料斗进入输送风管，再由输送风管送至炉排前部，在炉排前部受到高温烟气和输送风的作用逐步预热、干燥、燃烧，同时在炉排的带动下边燃烧边向后部运动直至燃烬，最后灰渣落入炉后的出渣口。
生物质具有质轻、挥发份含量多等特点，所以，生物质在燃烧过程中会上浮，而无法充分燃烧。此外，生物质中的挥发份含量多，在高温状态下，生物质中的挥发份挥发，挥发份会随烟气上移，而导致无法充分燃烧。
所以，现有的生物质锅炉容易出现黑烟，黑烟中包括大量未燃烧的生物质挥发份、氧化物以及未燃烧的燃料碎屑。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种生物质锅炉及利用生物质燃烧供热的方法。
为实现上述发明目的，本发明的一个或多个实施例公开了以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种生物质锅炉，包括前拱和配风系统，其中，
前拱上设置有两排配风通道，分别为上排配风通道和下排配风通道，上排配风通道中包括若干个上进风通道，上进风通道出口水平设置；
下配风通道中包括若干个下进风通道，下进风通道的出口方向倾斜向下，其水平分量朝向生物质流动方向，所有上进风通道和下进风通道均与配风总管连通；
配风系统包括风机和炉膛配风管，炉膛配风管与风机的出口连接，所述炉膛配风管包括上下两层配风管，配风管设置于锅炉燃烧区，平行于生物质的前进方向设置；
配风总管与所述风机连通。
第二方面，提供利用生物质燃烧供热的方法，包括如下步骤：
生物质颗粒被输送至炉膛后，经过前拱时，首先在炉排底部高温低氧区发生气化，气化气向上流动，流经配风通道时，在倾斜向下和水平方向的二次风的扰动下，形成旋流，气化气迅速与氧气混合，燃烧；
未气化的生物质颗粒随炉排继续向前移动，进入锅炉燃烧区，在炉排底部送风作用下没有完全燃烧的挥发分烟气经过上层配风区，与氧气进一步混合，产生二次燃烧；
燃烧完全的灰烬随炉排排出。
与现有技术相比，本发明的以上一个或多个技术方案取得了以下有益效果：
(1)在前拱上设置两排配风通道，上排配风通道水平设置，下排配风通道倾斜向下设置，两排配风通道喷出的风冲击气化气时，会使气化气形成旋流，加速气化气与氧气的混合，进而有利于气化气的充分燃烧。
(2)炉内部二次配风系统，分为上下两层配风管，颗粒经过炉排底部高温低氧区后发生气化，气化气经过炉供配风管时与氧气结合后使其急剧燃烧。由于生物质颗粒中的挥发分含量较高，经过炉排底部送风后产生一部分没有完全燃烧的挥发分烟气，这部分烟气经过炉排上配风区域的二次风时，进一步与氧气结合产生二次燃烧，进而保证了气化气的完全燃烧。
同时，生物质颗粒质轻，在炉排底部送风的作用下容易被向上吹离燃烧区，造成生物质颗粒燃烧不充分。设置上配风区，被向上吹起的未燃烧充分的生物质颗粒与上配风区的氧气再次混合燃烧，提高了生物质颗粒的燃烧程度，较大程度上减轻了生物质锅炉黑烟的问题。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例的整体结构示意图。
图2为本发明实施例的配风系统的俯视图。
其中，1、前拱，2、上进风通道，3、下进风通道，4、上进风管， 5、下进风管，6、风机，7、第一气动阀门，8、第二气动阀门，9、上进风喷头，10、下进风喷头。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
第一方面，本发明提供了一种生物质锅炉，包括前拱和配风系统，其中，
前拱上设置有两排配风通道，分别为上排配风通道和下排配风通道，上排配风通道中包括若干个上进风通道，上进风通道出口水平设置；
下配风通道中包括若干个下进风通道，下进风通道的出口方向倾斜向下，其水平分量朝向生物质流动方向，所有上进风通道和下进风通道均与配风总管连通；
配风系统包括风机和炉膛配风管，炉膛配风管与风机的出口连接，所述炉膛配风管包括上下两层配风管，配风管设置于锅炉燃烧区，平行于生物质的前进方向设置；
配风总管与所述风机连通。
在一些实施例中，下进风通道与水平方向的夹角为25°-40°。
进一步的，下进风通道与水平方向的夹角为30°-40°。
在一些实施例中，所述前拱与水平方向的夹角为40°-50°。
进一步的，前拱的高度为20-35cm。
前拱具有较大的长度，使生物质颗粒进入锅炉燃烧区前有充足的气化时间，生物质气化需要一个欠氧燃烧的过程，增加反应时间后可以气化的更加充分。
在一些实施例中，下层配风管位于炉排的下方，上层配风管位于炉排的上方。
在一些实施例中，上层配风管与下层配风管之间的距离为 20-30cm。
进一步的，上层配风管和下层配风管上均设置有若干个喷头，且上层配风管上的喷头与下层配风管上的喷头交错设置。
上下两层配风管上的喷头交错设置时，更有利于提高气化气的燃烧程度。
在一些实施例中，前拱的底部设置有弧形辐射面。弧形辐射面可以提供较大辐射面积，生物质颗粒经过弧形辐射面时可以在热辐射作用下快速燃烧。
第二方面，提供利用生物质燃烧供热的方法，包括如下步骤：
生物质颗粒被输送至炉膛后，经过前拱时，首先在炉排底部高温低氧区发生气化，气化气向上流动，流经配风通道时，在倾斜向下和水平方向的二次风的扰动下，形成旋流，气化气迅速与氧气混合，燃烧；
未气化的生物质颗粒随炉排继续向前移动，进入锅炉燃烧区，在炉排底部送风作用下没有完全燃烧的挥发分烟气经过上层配风区，与氧气进一步混合，产生二次燃烧；
燃烧完全的灰烬随炉排排出。
实施例
如图1和图2所示，一种生物质锅炉，包括前拱和配风系统，其中，
前拱上设置有两排配风通道，分别为上排配风通道和下排配风通道，上排配风通道中包括15个上进风通道，上进风通道出口水平设置；
下配风通道中包括15个下进风通道，下进风通道的出口方向倾斜向下，其水平分量朝向生物质流动方向，所有上进风通道和下进风通道均与配风总管连通；
配风系统包括风机和炉膛配风管，炉膛配风管与风机的出口连接，所述炉膛配风管包括上下两层配风管，配风管设置于锅炉燃烧区，平行于生物质的前进方向设置；配风总管与所述风机连通。
配风总管与风机的连接通道上设置有第二气动阀门，配风管与风机之间的连接通道上设置有第一气动阀门，由自动控制系统控制阀门的开合来控制各配风系统的风量。配风风机，由自动控制系统通过变频器控制转速。
下进风通道与水平方向的夹角为30°，前拱与水平方向的夹角为47°。
前拱的高度为30cm。下层配风管位于炉排的下方，上层配风管位于炉排的上方。上层配风管与下层配风管之间的距离为25cm。
上层配风管和下层配风管上均设置有10个喷头，且上层配风管上的喷头与下层配风管上的喷头交错设置。上下两层配风管上的喷头交错设置时，更有利于提高气化气的燃烧程度。
前拱的底部设置有弧形辐射面。弧形辐射面可以提供较大辐射面积，生物质颗粒经过弧形辐射面时可以在热辐射作用下快速燃烧。
提供利用生物质燃烧供热的方法，包括如下步骤：
1000kg/min生物质颗粒(高热值生物质颗粒配方：花生壳60％，小麦秸秆29％，木屑10％，工业盐0.8％，二氧化锰0.1％，氯化铁0.1％) 被输送至炉膛后，经过前拱时，首先在炉排底部高温低氧区发生气化，气化气向上流动，流经配风通道时，前拱的弧形辐射面向生物质颗粒提供较大的辐射面，使生物质颗粒迅速气化。气化气向上流动，在倾斜向下和水平方向的二次风的扰动下，流量分别为8m3/min和 15m3/min，形成旋流，气化气迅速与氧气混合，燃烧；
未气化的生物质颗粒随炉排继续向前移动，进入锅炉燃烧区，在炉排底部送风(二此风流量为10m3/min)作用下没有完全燃烧的挥发分烟气经过上层配风区(二此风流量为23m3/min)，与氧气进一步混合，产生二次燃烧；燃烧完全的灰烬随炉排排出。
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 (10)

1.一种生物质锅炉，其特征在于：包括前拱和配风系统，其中，
前拱上设置有两排配风通道，分别为上排配风通道和下排配风通道，上排配风通道中包括若干个上进风通道，上进风通道出口水平设置；
下配风通道中包括若干个下进风通道，下进风通道的出口方向倾斜向下，其水平分量朝向生物质流动方向，所有上进风通道和下进风通道均与配风总管连通；
配风系统包括风机和炉膛配风管，炉膛配风管与风机的出口连接，所述炉膛配风管包括上下两层配风管，配风管设置于锅炉燃烧区，平行于生物质的前进方向设置；
配风总管与所述风机连通。
2.根据权利要求1所述的生物质锅炉，其特征在于：下进风通道与水平方向的夹角为25°-40°。
3.根据权利要求2所述的生物质锅炉，其特征在于：下进风通道与水平方向的夹角为30°-40°。
4.根据权利要求1所述的生物质锅炉，其特征在于：所述前拱与水平方向的夹角为40°-50°。
5.根据权利要求4所述的生物质锅炉，其特征在于：前拱的高度为20-35cm。
6.根据权利要求1所述的生物质锅炉，其特征在于：下层配风管位于炉排的下方，上层配风管位于炉排的上方。
7.根据权利要求1所述的生物质锅炉，其特征在于：上层配风管与下层配风管之间的距离为20-30cm。
8.根据权利要求1所述的生物质锅炉，其特征在于：上层配风管和下层配风管上均设置有若干个喷头，且上层配风管上的喷头与下层配风管上的喷头交错设置。
9.根据权利要求1所述的生物质锅炉，其特征在于：前拱的底部设置有弧形辐射面。
10.利用生物质燃烧供热的方法，其特征在于：包括如下步骤：
生物质颗粒被输送至炉膛后，经过前拱时，首先在炉排底部高温低氧区发生气化，气化气向上流动，流经配风通道时，在倾斜向下和水平方向的二次风的扰动下，形成旋流，气化气迅速与氧气混合，燃烧；
未气化的生物质颗粒随炉排继续向前移动，进入锅炉燃烧区，在炉排底部送风作用下没有完全燃烧的挥发分烟气经过上层配风区，与氧气进一步混合，产生二次燃烧；
燃烧完全的灰烬随炉排排出。
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