CN113483560A - 一种基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置 - Google Patents

一种基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置 Download PDF

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余平
吴文福
马昀钊
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Abstract

本发明公开了一种基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，通过蒸汽压力变送器、电动泄压阀、泄压排气管道和蒸汽暂存罐构成蒸汽稳压系统，通过至少一个翅片管式换热器、至少一个热风温度变送器和至少一个电动温度调节阀构成翅片管式换热系统，通过冷凝水回收装置、一次管网、回水电动温度调节阀和回水温度变送器构成冷凝水回收再利用系统，蒸汽稳压系统与所述生物质捆烧蒸汽锅炉蒸汽管道出口和蒸汽输送管道入口相连通，翅片管式换热系统与蒸汽输送管道出口相连通，冷凝水回收再利用系统与翅片管式换热系统和冷凝水输送管道相连通，本发明具有通过恒压蒸汽远距离输送对粮食热风烘干和对用户集中供暖、降低烘干成本及节能减排等特点。

Description

一种基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置
技术领域
本发明涉及生物质直燃蒸汽锅炉和粮食干燥技术领域，更具体的是，本发明涉及一种基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置。
背景技术
目前，按照国家、省、市有关文件精神已明令淘汰小吨位的燃煤锅(窑)炉，建议使用生物质、天然气、电、空气能热泵等清洁能源替代燃煤。
在原有燃煤炉排基础上改造为生物质秸秆颗粒、压块热风炉的缺点如下：首先，需要先把生物质秸秆捆包粉碎、去土、烘干、制粒或压块后，才能作为生物质秸秆颗粒、压块热风炉的燃料；其次，用生物质秸秆颗粒、压块热风炉对高水分粮食进行热风烘干时，粮食烘干成本比燃煤热风炉高出30％。
而在原有燃煤热风炉炉排上改造为生物质秸秆散烧热风炉，虽然其粮食烘干成本比原燃煤热风炉低于20％，但必须使用水分低、含土量小的生物质秸秆捆包作为生物质秸秆散烧热风炉的燃料；并且在粮食收储企业内还要储存大量的生物质秸秆捆包，这样也给粮食收储企业带来很大的火灾隐患。
普通的生物质捆烧蒸汽锅炉虽然能生产蒸汽也可距离输送，但因蒸汽压力不稳定，只能给中、小型工业园区供汽，不能直接用于粮食烘干生产。
发明内容
本发明的目的是设计开发了一种基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，通过蒸汽稳压系统、翅片管式换热系统和冷凝水回收再利用系统的结合，对高温高压蒸汽远距离传输后，既能对粮食进行烘干又能集中供热，降低烘干成本的同时节能减排。
本发明提供的技术方案为：
一种基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，包括：
蒸汽压力变送器，其设置在所述生物质捆烧蒸汽锅炉的蒸汽管道上；
电动泄压阀，其一端与所述蒸汽管道相连通，且所述电动泄压阀与所述蒸汽压力变送器电气连锁；
泄压排气管道，其一端与所述电动泄压阀相连通，另一端与所述生物质捆烧蒸汽锅炉的供水水箱相连通；
恒压蒸汽管道，其一端与所述电动泄压阀的另一端相连通；
蒸汽暂存罐，其包括第一进气端、罐体和第一出气端，所述罐体连接所述第一进气端和第一出气端，所述第一进气端与所述恒压蒸汽管道的另一端相连接，所述第一出气端与蒸汽输送管道的一端相连通；
至少一个翅片管式换热器，其与所述蒸汽输送管道的另一端相连通，且所述翅片管式换热器与烘干机相连通；
至少一个电动温度调节阀，其对应于所述翅片管式换热器的设置在所述蒸汽输送管道上，用于调节进入所述翅片管式换热器的蒸汽压力；
冷凝水回收再利用系统，其一端与所述翅片管式换热器相连通；
一次管网，其一端与所述冷凝水回收再利用系统相连通，另一端与所述供水水箱相连通；
回水电动温度调节阀，其设置在所述一次管网上，用于调节冷凝水的流量和回水的流量；
回水温度变送器，其设置在所述一次管网上且与所述回水电动温度调节阀电气连锁。
优选的是，还包括：
逆止阀，其设置在所述生物质捆烧蒸汽锅炉的蒸汽管道上；
截止阀，其设置在靠近所述第一进气端的恒压蒸汽管道上。
优选的是，还包括：
蒸汽流量计，其设置在所述蒸汽输送管道上；
过滤器，其设置在所述蒸汽输送管道上。
优选的是，当存在两个翅片管式换热器时，还包括：
分气缸，其包括第二进气端、第二出气端和第三出气端，所述第二进气端与所述蒸汽输送管道相连通；
第一蒸汽管道，其一端与所述第二出气端相连通，另一端与第一翅片管式换热器相连通；
第二蒸汽管道，其一端与所述第三出气端相连通，另一端与第二翅片管式换热器相连通。
优选的是，所述电动温度调节阀为两个且分别设置在所述第一蒸汽管道和第二蒸汽管道上，所述烘干机的热风室为两个且分别与所述两个翅片管式换热器相连通，所述两个热风室中分别设置有两个热风温度变送器，所述两个热风温度变送器相对应的与两个电动温度调节阀电气连锁。
优选的是，还包括：
第一冷凝水管道，其一端与第一翅片管式换热器相连通；
第二冷凝水管道，其一端与第二翅片管式换热器相连通。
优选的是，所述冷凝水回收再利用系统包括：
冷凝水回收装置，其分别与所述第一冷凝水管道和第二冷凝水管道相连通；
冷凝水水箱，其与所述冷凝水回收装置相连通；
冷凝水水泵，其与所述冷凝水水箱相连接。
优选的是，所述一次管网包括：
一次网供热管道，其入口与所述冷凝水水泵相连接；
冷凝水流量计，其设置在所述一次网供热管道上；
板式换热器，其与所述一次网供热管道的出口相连接；
一次网回水管道，其一端与所述板式换热器相连接；
冷凝水输送管道，其入口与所述一次网回水管道的另一端相连通，出口与所述供水水箱相连通；
其中，所述回水电动温度调节阀的入口设置在所述一次网供热管道上，所述回水电动温度调节阀的出口设置在所述一次网回水管道的另一端和冷凝水输送管道的入口之间。
优选的是，所述供水水箱的容积为10m3-20m3，所述供水水箱的工作压力为常压，所述蒸汽暂存罐的容积为30m3-50m3，所述蒸汽暂存罐的工作压力为100MPa。
优选的是，所述蒸汽暂存罐能够连接多个蒸汽输送管道，同时所述供水水箱一一相对应的连接多个冷凝水输送管道。
本发明所述的有益效果：
(1)、本发明设计开发的一种基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，以生物质秸秆捆包为燃料，利用生物质捆烧蒸汽锅炉和翅片管式换热器对高水分粮食进行热风烘干，其粮食烘干成本比燃煤热风炉低30％以上。
(2)、本发明设计开发的基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，高温蒸汽可以远距离输送到热风粮食烘干机，从而解决粮食收储企业的安全防火问题，极其适用于乡(镇)所在地和建成区外的国有粮食收储企业进行热风烘干粮食。
(3)、本发明设计开发的基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，用生物质捆烧蒸汽锅炉替代原燃煤热风炉，会消化大量丢弃在田间的农作物秸秆，从而解决秸秆露天焚烧问题。
(4)本发明设计开发的基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，冷凝水回收再利用给本企业生产区和生活区进行集中供热，使农作物秸秆变废为宝、变废为能，同时也节省大量的煤炭资源和有效地减少环境污染。
附图说明
图1为本发明所述生物质捆烧蒸汽锅炉和蒸汽稳压系统装配的结构示意图。
图2为本发明所述翅片管式换热系统、冷凝水回收再利用系统和烘干机装配的结构示意图。
图3为本发明所述烘干机的结构示意图。
具体实施方式
下面结合对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明提供的一种基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，在本实施例中，以单塔、两段干燥、一段冷却并把第二干燥段和冷却段的尾气进行回收利用的热风粮食烘干机及与其配套的两组翅片管式换热器为例，由此，附图标记说明如下：
1、逆止阀，2、蒸汽压力变送器，3、电动泄压阀，4、截止阀，5、恒压蒸汽管道，6、泄压排汽管道，7、蒸汽暂存罐，8、锅炉供水水箱，9、蒸汽流量计，10、Y型过滤器，11、分汽缸，12、第一电动温度调节阀，13、第二电动温度调节阀，14、第一蒸汽管道，15、第二蒸汽管道，16、冷空气入口，17、烘干机尾气回收室，18、第一热风温度变送器，19、第一热风室，20、第一翅片管式换热器，21、第二热风温度变送器，22、第二热风室，23、第二翅片管式换热器，24、换热器隔板，25、第二冷凝水管道，26、第一冷凝水管道，27、冷凝水回收装置，28、冷凝水水箱，29、冷凝水水泵，30、一次网供热管道，31、板式换热器，32、冷凝水流量计，33、一次网回水管道，34、回水温度变送器，35、回水电动温度调节阀，36、除渣机，37、空气预热器，38、水处理设备间，39、烟气与冷空气混合阀，40、陶瓷多管除尘器，41、烟囱，42、布袋除尘器，43引风机。
所述的基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置主要包括：蒸汽稳压系统、翅片管式换热系统和冷凝水回收再利用系统。所述的蒸汽稳压系统的进气端口与生物质捆烧蒸汽锅炉的蒸汽管道(或过热蒸汽管道)出口相连接，所述的蒸汽稳压系统的出气端口与蒸汽输送管道入口相连接，并且所述蒸汽稳压系统与生物质捆烧蒸汽锅炉共同安装在集中供热锅炉房内；所述的翅片管式换热系统的进气端口与蒸汽输送管道出口相连接，所述的翅片管式换热系统的出气端口与冷凝水回收再利用系统相连接，且所述翅片管式换热系统同时与烘干机热风管道及烘干机尾气回收管道相连，并安装在烘干机锅炉房内；所述的冷凝水回收再利用系统依次与储粮企业供热系统、冷凝水输送管道和生物质捆烧蒸汽锅炉的供水水箱相连接，并安装在烘干机锅炉房或原有供暖锅炉房内；所述的蒸汽输送管道和冷凝水输送管道分别可以远距离输送蒸汽和冷凝水。
所述的蒸汽稳压系统、翅片管式换热系统和冷凝水回收再利用系统均进行保温处理。
如图1所示，所述的蒸汽稳压系统由逆止阀1、蒸汽压力变送器2、电动泄压阀3、截止阀4、恒压蒸汽管道5、泄压排汽管道6、蒸汽暂存罐7及锅炉供水水箱8组成。所述的恒压蒸汽管道5的一端与生物质捆烧蒸汽锅炉的蒸汽管道相连通，另一端与蒸汽暂存罐7的第一进气端相连通；所述的逆止阀1安装在生物质捆烧蒸汽锅炉的蒸汽管道上，其作用是避免所述的蒸汽暂存罐7内的蒸汽回流到生物质捆烧蒸汽锅炉内；所述的蒸汽压力变送器2安装在所述的蒸汽管道(过热蒸汽管道)上，其压力参数依据蒸汽暂存罐7所需的工作压力进行人工设定后，并与所述的电动泄压阀3进行电气连锁；所述的电动泄压阀3安装在所述的恒压蒸汽管道5入口和蒸汽管道(或过热蒸汽管道)出口之间，并且所述电动泄压阀3与所述泄压排气管道6的一端相连接，通过所述的蒸汽压力变送器2对电动泄压阀3进行自动控制，把多余蒸汽排到泄压排汽管道6中，以此使恒压蒸汽管道5的蒸汽压力保持恒定。当蒸汽压力变送器3显示的压力过高和泄压排汽管道6排出的蒸汽过多时，应人工或自动减少生物质捆烧蒸汽锅炉的进料量，以此降低蒸汽管道内的蒸汽压力和减少泄压排汽管道6排出的蒸汽数量；所述的泄压排汽管道6的一端与所述的电动泄压阀3的排汽口相连，另一端插入所述的锅炉的供水水箱8的冷凝水中。从泄压排汽管道6排出的蒸汽，在锅炉的供水水箱8内的冷凝水中放热变成冷凝水与原冷凝水混合后，作为生物质捆烧蒸汽锅炉的一部分上水；所述的截止阀4安装在恒压蒸汽管道5上，其作用是在此生物质捆烧蒸汽锅炉检修和不用时，关闭恒压蒸汽管道5避免蒸汽暂存罐7内的蒸汽外泄；所述的蒸汽暂存罐7的第一进气端与所述的恒压蒸汽管道5出口相连通，所述的蒸汽暂存罐7的第一出气端与蒸汽输送管道入口相连，起平衡和汇集蒸汽的作用；所述锅炉的供水水箱8分别与冷凝水输送管道入口、泄压排汽管道6出口及锅炉上水管道出口相通。
如图2所示，在本实施例中所述翅片管式换热器为两个，因此所述的翅片管式换热系统由蒸汽流量计9、Y型过滤器10、分汽缸11、第一电动温度调节阀12、第二电动温度调节阀13、第一蒸汽管道14、第二蒸汽管道15、冷空气入口16、烘干机尾气回收室17、第一热风温度变送器18、第一热风室19、第一翅片管式换热器20、第二热风温度变送器21、第二热风室22、第二翅片管式换热器23及换热器隔板24组成。蒸汽流量计9和Y型过滤器10依次设置在所述蒸汽输送管道上；分气缸11包括第二进气端、第二出气端和第三出气端，所述第二进气端与所述蒸汽输送管道出口相连通；第一蒸汽管道14一端与所述第二出气端相连通，另一端与第一翅片管式换热器20相连通；第二蒸汽管道15一端与所述第三出气端相连通，另一端与第二翅片管式换热器23相连通；所述的分汽缸11起分汽稳压作用；所述的第一翅片管式换热器20、第二翅片管式换热器23并列安装在一起，其中间设有换热器隔板24；所述第一翅片管式换热器20与烘干机尾气回收室17相连通，所述第二翅片管式换热器23与冷空气入口16相连通；所述的第一电动温度调节阀12、第二电动温度调节阀13分别安装在第一蒸汽管道14、第二蒸汽管道15之上；所述的第一热风室19与第一翅片管式换热器20相连通，所述的第二热风室22与第二翅片管式换热器23相连通，所述的第一热风温度变送器18、第二热风温度变送器21分别安装在所述的第一热风室19、第二热风室22之内，其温度数据分别依据热风粮食烘干机第一、二干燥段所需的热风温度进行人工设定，并且所述第一热风温度变送器18与所述的第一电动温度调节阀12进行电气连锁，所述第二热风温度变送器21与第二电动温度调节阀13进行电气连锁；第一电动温度调节阀12和第二电动温度调节阀13排出的蒸汽压力分别受相对应的第一热风温度变送器18、第二热风温度变送器21自动控制，以此使第一热风室19、第二热风室22内的热风温度保持恒定。
如图2、图3所示，所述的冷空气入口16需安装筛网，用于分离外界冷空气中的大型杂质，外界冷空气被吸入第二翅片管式换热器23内被蒸汽加热到120℃左右后作为热风粮食烘干机第二干燥段的干燥介质；第二干燥段和冷却段的尾气经除尘净化装置的回收净化后，依次经过热风机和烘干机尾气回收室17进入第一翅片管式换热器20内被蒸汽加热到140℃左右后作为热风粮食烘干机第一干燥段的干燥介质。
如图2所示，所述的冷凝水回收再利用系统由第一冷凝水管道26、第二冷凝水管道25、冷凝水回收装置27、冷凝水水箱28、冷凝水水泵29、一次网供热管道30、冷凝水流量计32、板式换热器31、一次网回水管道33、回水温度变送器34及回水电动温度调节阀35组成，所述第一冷凝水管道26的一端与第一翅片管式换热器20相连接，所述第二冷凝水管道25的一端与第二翅片管式换热器23相连接，所述第一冷凝水管道26的另一端和第二冷凝水管道25的另一端均与所述冷凝水回收装置27相连通，冷凝水水箱28与所述冷凝水回收装置27相连通；冷凝水水泵29与所述冷凝水水箱28相连接。一次网供热管道30入口与所述冷凝水水泵29相连接；冷凝水流量计32设置在所述一次网供热管道30上；所述的板式换热器11安装在在烘干机锅炉房或原有供热锅炉房内，并分别与一次网供热管道30出口和一次网回水管道33入口相连。其内部的冷凝水与原企业供暖系统换热后再经一次网回水管道33及冷凝水输送管道回到锅炉供水水箱8；所述的回水电动温度调节阀35的入口与一次网供热管道30相连，出口分别与一次网回水管道33出口和冷凝水输送管道入口相连；所述的回水温度变送器34安装在所述的一次网回水管道33上，并与回水电动温度调节阀35进行电气连锁，其温度数据依据一次网回水管道33所要求的回水温度进行人工设定后，来自动控制所述的回水电动温度调节阀35和板式换热器31内冷凝水的流量，以此既保证供热质量又减少热能浪费。
在本实施例中，所述供水水箱8的容积为10m3-20m3，所述供水水箱8的工作压力为常压，所述蒸汽暂存罐7的容积为30m3-50m3，所述蒸汽暂存罐7的工作压力为100MPa。
所述的蒸汽暂存罐7的出口可安装一根或多根蒸汽输送管道，与此同时，所述的锅炉供水水箱8入口可同时安装同样数量的冷凝水输送管道，这样，就可以用一台生物质捆烧蒸汽锅炉给一台或多台热风粮食烘干机提供热源。在同一个供热站内，所述的蒸汽暂存罐7的入口也可安装多套蒸汽稳压系统，这样，就可以用多台生物质捆烧蒸汽锅炉同时给多台热风粮食烘干机提供热源。
本发明设计开发的一种基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，在现有生物质捆烧蒸汽锅炉基础上，增设电动泄压阀、蒸汽暂存罐、电动温度调节阀、翅片管式换热器及板式换热器等设备。以生物质秸秆捆包为燃料，把生物质捆烧蒸汽锅炉产生的高温高压蒸汽，远距离输送到烘干机锅炉房后对粮食进行热风烘干，其粮食烘干成本比原燃煤热风炉低30％以上，节约煤炭能源，降低安全隐患，减少环境污染。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (10)

1.一种基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，其特征在于，包括：
蒸汽压力变送器，其设置在所述生物质捆烧蒸汽锅炉的蒸汽管道上；
电动泄压阀，其一端与所述蒸汽管道相连通，且所述电动泄压阀与所述蒸汽压力变送器电气连锁；
泄压排气管道，其一端与所述电动泄压阀相连通，另一端与所述生物质捆烧蒸汽锅炉的供水水箱相连通；
恒压蒸汽管道，其一端与所述电动泄压阀的另一端相连通；
蒸汽暂存罐，其包括第一进气端、罐体和第一出气端，所述罐体连接所述第一进气端和第一出气端，所述第一进气端与所述恒压蒸汽管道的另一端相连接，所述第一出气端与蒸汽输送管道的一端相连通；
至少一个翅片管式换热器，其与所述蒸汽输送管道的另一端相连通，且所述翅片管式换热器与烘干机相连通；
至少一个电动温度调节阀，其对应于所述翅片管式换热器的设置在所述蒸汽输送管道上，用于调节进入所述翅片管式换热器的蒸汽压力；
冷凝水回收再利用系统，其一端与所述翅片管式换热器相连通；
一次管网，其一端与所述冷凝水回收再利用系统相连通，另一端与所述供水水箱相连通；
回水电动温度调节阀，其设置在所述一次管网上，用于调节冷凝水的流量和回水的流量；
回水温度变送器，其设置在所述一次管网上且与所述回水电动温度调节阀电气连锁。
2.如权利要求1所述的基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，其特征在于，还包括：
逆止阀，其设置在所述生物质捆烧蒸汽锅炉的蒸汽管道上；
截止阀，其设置在靠近所述第一进气端的恒压蒸汽管道上。
3.如权利要求2所述的基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，其特征在于，还包括：
蒸汽流量计，其设置在所述蒸汽输送管道上；
过滤器，其设置在所述蒸汽输送管道上。
4.如权利要求1所述的基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，其特征在于，当存在两个翅片管式换热器时，还包括：
分气缸，其包括第二进气端、第二出气端和第三出气端，所述第二进气端与所述蒸汽输送管道相连通；
第一蒸汽管道，其一端与所述第二出气端相连通，另一端与第一翅片管式换热器相连通；
第二蒸汽管道，其一端与所述第三出气端相连通，另一端与第二翅片管式换热器相连通。
5.如权利要求4所述的基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，其特征在于，所述电动温度调节阀为两个且分别设置在所述第一蒸汽管道和第二蒸汽管道上，所述烘干机的热风室为两个且分别与所述两个翅片管式换热器相连通，所述两个热风室中分别设置有两个热风温度变送器，所述两个热风温度变送器相对应的与两个电动温度调节阀电气连锁。
6.如权利要求5所述的基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，其特征在于，还包括：
第一冷凝水管道，其一端与第一翅片管式换热器相连通；
第二冷凝水管道，其一端与第二翅片管式换热器相连通。
7.如权利要求6所述的基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，其特征在于，所述冷凝水回收再利用系统包括：
冷凝水回收装置，其分别与所述第一冷凝水管道和第二冷凝水管道相连通；
冷凝水水箱，其与所述冷凝水回收装置相连通；
冷凝水水泵，其与所述冷凝水水箱相连接。
8.如权利要求7所述的基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，其特征在于，所述一次管网包括：
一次网供热管道，其入口与所述冷凝水水泵相连接；
冷凝水流量计，其设置在所述一次网供热管道上；
板式换热器，其与所述一次网供热管道的出口相连接；
一次网回水管道，其一端与所述板式换热器相连接；
冷凝水输送管道，其入口与所述一次网回水管道的另一端相连通，出口与所述供水水箱相连通；
其中，所述回水电动温度调节阀的入口设置在所述一次网供热管道上，所述回水电动温度调节阀的出口设置在所述一次网回水管道的另一端和冷凝水输送管道的入口之间。
9.如权利要求1所述的基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，其特征在于，所述供水水箱的容积为10m3-20m3，所述供水水箱的工作压力为常压，所述蒸汽暂存罐的容积为30m3-50m3，所述蒸汽暂存罐的工作压力为100MPa。
10.如权利要求9所述的基于生物质捆烧蒸汽锅炉用于粮食热风烘干的装置，其特征在于，所述蒸汽暂存罐能够连接多个蒸汽输送管道，同时所述供水水箱一一相对应的连接多个冷凝水输送管道。
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