CN115808019A - 一种生物质热水锅炉 - Google Patents

Abstract

一种生物质热水锅炉，属于生物质供热领域。其包括水冷振动炉排、第一灰斗、螺旋给料装置、炉膛、二烟道、三烟道、水冷屏、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、低温空气预热器、第二灰斗和渣井，炉膛进料口处设有螺旋给料装置，炉膛内装有水冷振动炉排，水冷振动炉排尾部设有渣井，水冷振动炉排设有第一灰斗，二烟道一端与炉膛连接，另一端通过第二灰斗与三烟道连通，炉膛内设有水冷屏，二烟道布置有高温省煤器、高温空气预热器和低温省煤器，三烟道内有低温空气预热器。研发目的是为了解决现有热水锅炉设计缺乏针对生物质燃料特性、燃烧特性及受热面布置、热力循环系统设计的详细考虑，而且无法大型化应用的问题，提高锅炉运行安全稳定性。

Description

一种生物质热水锅炉

技术领域

本发明涉及一种生物质热水锅炉，属于生物质供热领域。

背景技术

我国热水采暖主要采用燃煤热水锅炉，通过多年的使用发现热水锅炉普遍受到受热面腐蚀问题的困扰，导致锅炉频繁检修，主要原因是锅炉使用过程中普遍回水温度低于设计值，造成受热面低温腐蚀。而一般生物质燃料的碱金属、Cl等腐蚀性元素含量相对燃煤高得多，烟气腐蚀能力更强。

现有热水锅炉设计缺乏针对生物质燃料特性、燃烧特性及受热面布置、热力循环系统设计的详细考虑，而且无法大型化应用。

因此，亟需针对热水锅炉锅炉及生物质特点开发一种生物质热水锅炉，提高锅炉运行安全稳定性。

发明内容

本发明研发目的是为了解决现有热水锅炉设计缺乏针对生物质燃料特性、燃烧特性及受热面布置、热力循环系统设计的详细考虑，而且无法大型化应用的问题，在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：

一种生物质热水锅炉，包括水冷振动炉排、第一灰斗、螺旋给料装置、炉膛、二烟道、三烟道、水冷屏、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、低温空气预热器、第二灰斗和渣井，炉膛进料口处安装有螺旋给料装置，炉膛底部安装有水冷振动炉排，水冷振动炉排尾部设置有渣井，水冷振动炉排底部设置有第一灰斗，二烟道一端安装于炉膛的顶部出口，二烟道另一端通过第二灰斗与三烟道连通，炉膛内设置有水冷屏，二烟道从进气端到出气端内部依次布置有高温省煤器、高温空气预热器和低温省煤器，三烟道内设置有低温空气预热器。

优选的：所述第一灰斗底部开设有一次风入口，炉膛侧壁上开设有二次风入口，二次风入口上安装有二次风喷嘴。

优选的：所述高温空气预热器与高温省煤器和低温省煤器之间均布置有吹灰器。

优选的：所述低温空气预热器的数量为多个，且每相邻两个低温空气预热器之间设置有吹灰器。

优选的：所述螺旋给料装置通过水冷密封装置安装于炉膛进料口处。

优选的：所述炉膛四周为膜式水冷壁。

优选的：还包括回水管路，回水管路上安装有给水泵，回水管路依次通过膜式水冷壁、低温省煤器、高温省煤器、水冷屏后进入供水管，供水管入口处安装有流量测量装置。

优选的：所述回水管路与供水管之间还设置有回水旁路。

优选的：所述回水旁路上设置有测温装置和旁路调节阀。

优选的：所述回水旁路上设置有测温装置、旁路流量测量装置和旁路变频水泵。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明提供一种生物质热水锅炉，适用于燃用多种生物质燃料，锅炉可大型化设计，锅炉热功率可在58MW及以上，满足安全、可靠运行的需求；

2.本发明的水冷振动炉排能够适应多种生物质燃料，防止炉排结渣，对于燃料的着火和燃烬的效果好；

3.本发明的整体采用三烟道布置，包括炉膛、二烟道和三烟道，炉膛四周为膜式水冷壁，用于组织燃烧，控制炉膛出口烟温不高于950℃，避免尾部受热面结焦；

4.本发明的延烟气流动方向依次布置水冷屏管组、高温省煤器管组、高温空气预热器管组、低温省煤器管组及低温空气预热器管组，省煤器管组及空气预热器管组采用分级布置，高温空气预热器布置在高温省煤器和低温省煤器之间，提高空气预热器出口热风温度至190℃以上，以便促进生物质燃料的着火及燃烬；

5.本发明的二烟道和三烟道内每级受热面前方布置吹灰器，减轻管束积灰，同时下方设置的第二灰斗，便于放灰。

6.本发明的回水管路将回水先送入高温区的膜式水冷壁，避免直接进入省煤器后造成管束的低温腐蚀。

附图说明

图1是本发明的一种生物质热水锅炉的结构示意图；

图2是本发明的具体实施方式一的回水管路与供水管的配合安装图；

图3是本发明的具体实施方式二的回水管路与供水管的配合安装图；

图中1-水冷振动炉排，2-第一灰斗，3-二次风喷嘴，4-螺旋给料装置，5-炉膛，6-二烟道，7-三烟道，8-水冷屏，9-高温省煤器，10-高温空气预热器，11-低温省煤器，12-低温空气预热器，13-吹灰器，14-第二灰斗，15-渣井，16-回水旁路，17-旁路调节阀，18-测温装置，19-给水泵，20-流量测量装置，21-旁路变频水泵，22-水冷密封装置，23-一次风入口，24-膜式水冷壁，25-回水管路，26-供水管，27-旁路流量测量装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式适用于燃用多种生物质燃料，锅炉可大型化设计，锅炉热功率可在58MW及以上，满足安全、可靠运行的需求，本实施方式的一种生物质热水锅炉，包括水冷振动炉排1、第一灰斗2、螺旋给料装置4、炉膛5、二烟道6、三烟道7、水冷屏8、高温省煤器9、高温空气预热器10、低温省煤器11、低温空气预热器12、第二灰斗14、渣井15和回水管路25，所述炉膛5四周为膜式水冷壁24，所述螺旋给料装置4通过水冷密封装置22安装于炉膛5进料口处，炉膛5底部出口安装有水冷振动炉排1，水冷振动炉排1尾部设置有渣井15，水冷振动炉排1底部设置有第一灰斗2，二烟道6一端安装于炉膛5的顶部出口，二烟道6另一端通过第二灰斗14与三烟道7连通，炉膛5内设置有水冷屏8，二烟道6从进气端到出气端内部依次布置有高温省煤器9、高温空气预热器10和低温省煤器11，三烟道7内设置有低温空气预热器12。所述第一灰斗2底部开设有一次风入口23，炉膛5侧壁上开设有二次风入口，二次风入口上安装有二次风喷嘴3，回水管路25上安装有给水泵19，回水管路25依次通过膜式水冷壁24、低温省煤器11、高温省煤器9、水冷屏8后进入供水管26，供水管26入口处安装有流量测量装置20。所述回水管路25与供水管26之间还设置有回水旁路16。所述回水旁路16上设置有测温装置18和旁路调节阀17。

本实施方式整体采用层燃燃烧方式，平衡通风，固态排渣、三烟道布置，三烟道即炉膛、二烟道和三烟道，本实施方式采用水冷振动炉排1组织燃烧，一、二次风采用分级配风，一次风先从一次风入口23进入炉排下的多组灰斗，水冷振动炉排1上布置多个风孔，一次风进入第一灰斗2后通过风孔进入炉膛5给燃料供风。二次风从炉膛5的前、后炉拱布置的多组二次风喷嘴进入炉膛5，生物质燃料通过螺旋给料装置4从锅炉前墙进入炉膛5内，水冷振动炉排1下布置的多组灰斗用于收集炉排落灰，同时对水冷振动炉排1进行分级配风。水冷振动炉排1尾部的渣井15，用于落渣。水冷振动炉排1能够适应多种生物质燃料，防止炉排结渣，燃料的着火和燃烬效果好。炉膛5四周为膜式水冷壁24，用于组织燃烧，控制炉膛5出口烟温不高于950℃，避免尾部受热面结焦。在炉膛5内燃烧产生的烟气依次经过水冷屏8的管组、高温省煤器9的管组、高温空气预热器10的管组、低温省煤器11的管组及低温空气预热器12的管组，高温省煤器9的管组、低温省煤器11的管组及高温空气预热器10的管组和低温空气预热器12的管组均采用分级布置，高温空气预热器10布置在高温省煤器9和低温省煤器11之间，提高空气预热器出口热风温度至190℃以上，以便促进生物质燃料的着火及燃烬。

水冷屏8、高温省煤器9、高温空气预热器10、低温省煤器11、低温空气预热器12的管束都采用光管结构，水冷屏8采用大节距布置，管束横向间距≥400mm，高温省煤器9的管束横向节距≥200mm，其他对流管束横向节距≥100mm，所有对流管束都采用顺列布置，避免管束间沾污堵灰。

所述高温空气预热器10与高温省煤器9和低温省煤器11之间均布置有吹灰器13，所述低温空气预热器12的数量为多个，且每相邻两个低温空气预热器12之间设置有吹灰器13，吹灰器13可以减轻管束积灰，第二灰斗14便于放灰。

本实施方式的水循环系统采用强制循环、供水部分回流的设计，给水泵19提供水循环动力，从回水管路25引来的回水依次通过膜式水冷壁24、低温省煤器11、高温省煤器9、水冷屏8加热到设计水温后进入供水管26，一般热水锅炉设计水温为回水70℃、供水130℃，本发明水循环系统是将回水先送入高温区的膜式水冷壁24，避免直接进入省煤器后造成管束的低温腐蚀。本实施方式提供的供水回流的热力循环系统方式，可保证锅炉回水入炉温度不低于设计水温。设置旁路系统，回水旁路16上设置流量测量装置、测温装置18和旁路调节阀17。将部分高温供水送回至锅炉给水泵19前的回水管路25，高温供水与低温回水混合，通过旁路调节阀17调节旁路流量从而保证回水温度达到设计值。

具体实施方式二：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式适用于燃用多种生物质燃料，锅炉可大型化设计，锅炉热功率可在58MW及以上，满足安全、可靠运行的需求，本实施方式的一种生物质热水锅炉，包括水冷振动炉排1、第一灰斗2、螺旋给料装置4、炉膛5、二烟道6、三烟道7、水冷屏8、高温省煤器9、高温空气预热器10、低温省煤器11、低温空气预热器12、第二灰斗14、渣井15和回水管路25，所述炉膛5四周为膜式水冷壁24，所述螺旋给料装置4通过水冷密封装置22安装于炉膛5进料口处，炉膛5底部出口安装有水冷振动炉排1，水冷振动炉排1尾部设置有渣井15，水冷振动炉排1底部设置有第一灰斗2，二烟道6一端安装于炉膛5的顶部出口，二烟道6另一端通过第二灰斗14与三烟道7连通，炉膛5内设置有水冷屏8，二烟道6从进气端到出气端内部依次布置有高温省煤器9、高温空气预热器10和低温省煤器11，三烟道7内设置有低温空气预热器12。所述第一灰斗2底部开设有一次风入口23，炉膛5侧壁上开设有二次风入口，二次风入口上安装有二次风喷嘴3，回水管路25上安装有给水泵19，回水管路25依次通过膜式水冷壁24、低温省煤器11、高温省煤器9、水冷屏8后进入供水管26，供水管26入口处安装有流量测量装置20。所述回水管路25与供水管26之间还设置有回水旁路16。所述回水旁路16上设置有测温装置18、旁路流量测量装置27和旁路变频水泵21。

本实施方式整体采用层燃燃烧方式，平衡通风，固态排渣、三烟道布置，三烟道即炉膛、二烟道和三烟道，本实施方式采用水冷振动炉排1组织燃烧，一、二次风采用分级配风，一次风先从一次风入口23进入炉排下的多组灰斗，水冷振动炉排1上布置多个风孔，一次风进入第一灰斗2后通过风孔进入炉膛5给燃料供风。二次风从炉膛5的前、后炉拱布置的多组二次风喷嘴进入炉膛5，生物质燃料通过螺旋给料装置4从锅炉前墙进入炉膛5内，水冷振动炉排1下布置的多组灰斗用于收集炉排落灰，同时对水冷振动炉排1进行分级配风。水冷振动炉排1尾部的渣井15，用于落渣。水冷振动炉排1能够适应多种生物质燃料，防止炉排结渣，燃料的着火和燃烬效果好。炉膛5四周为膜式水冷壁24，用于组织燃烧，控制炉膛5出口烟温不高于950℃，避免尾部受热面结焦。在炉膛5内燃烧产生的烟气依次经过水冷屏8的管组、高温省煤器9的管组、高温空气预热器10的管组、低温省煤器11的管组及低温空气预热器12的管组，高温省煤器9的管组、低温省煤器11的管组及高温空气预热器10的管组和低温空气预热器12的管组均采用分级布置，高温空气预热器10布置在高温省煤器9和低温省煤器11之间，提高空气预热器出口热风温度至190℃以上，以便促进生物质燃料的着火及燃烬。

水冷屏8、高温省煤器9、高温空气预热器10、低温省煤器11、低温空气预热器12的管束都采用光管结构，水冷屏8采用大节距布置，管束横向间距≥400mm，高温省煤器9的管束横向节距≥200mm，其他对流管束横向节距≥100mm，所有对流管束都采用顺列布置，避免管束间沾污堵灰。

所述高温空气预热器10与高温省煤器9和低温省煤器11之间均布置有吹灰器13，所述低温空气预热器12的数量为多个，且每相邻两个低温空气预热器12之间设置有吹灰器13，吹灰器13可以减轻管束积灰，第二灰斗14便于放灰。

本实施方式的水循环系统采用强制循环、供水部分回流的设计，给水泵19提供水循环动力，从回水管路25引来的回水依次通过膜式水冷壁24、低温省煤器11、高温省煤器9、水冷屏8加热到设计水温后进入供水管26，一般热水锅炉设计水温为回水70℃、供水130℃，本发明水循环系统是将回水先送入高温区的膜式水冷壁24，避免直接进入省煤器后造成管束的低温腐蚀。本实施方式提供的供水回流的热力循环系统方式，可保证锅炉回水入炉温度不低于设计水温。设置旁路系统，回水旁路16上设置测温装置18、旁路流量测量装置27和旁路变频水泵21。将部分高温的供水送至锅炉给水泵19后的回水管路25，高温供水与低温回水混合，通过旁路变频水泵21调节流量从而保证回水温度达到设计值。解决热水锅炉因回水温度低造成锅炉受热面低温腐蚀问题。

需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。

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)

1.一种生物质热水锅炉，其特征在于：包括水冷振动炉排(1)、第一灰斗(2)、螺旋给料装置(4)、炉膛(5)、二烟道(6)、三烟道(7)、水冷屏(8)、高温省煤器(9)、高温空气预热器(10)、低温省煤器(11)、低温空气预热器(12)、第二灰斗(14)和渣井(15)，炉膛(5)进料口处安装有螺旋给料装置(4)，炉膛(5)底部安装有水冷振动炉排(1)，水冷振动炉排(1)尾部设置有渣井(15)，水冷振动炉排(1)底部设置有第一灰斗(2)，二烟道(6)一端安装于炉膛(5)的顶部出口，二烟道(6)另一端通过第二灰斗(14)与三烟道(7)连通，炉膛(5)内设置有水冷屏(8)，二烟道(6)从进气端到出气端内部依次布置有高温省煤器(9)、高温空气预热器(10)和低温省煤器(11)，三烟道(7)内设置有低温空气预热器(12)。

2.根据权利要求1所述的一种生物质热水锅炉，其特征在于：所述第一灰斗(2)底部开设有一次风入口(23)，炉膛(5)侧壁上开设有二次风入口，二次风入口上安装有二次风喷嘴(3)。

3.根据权利要求2所述的一种生物质热水锅炉，其特征在于：所述高温空气预热器(10)与高温省煤器(9)和低温省煤器(11)之间均布置有吹灰器(13)。

4.根据权利要求2所述的一种生物质热水锅炉，其特征在于：所述低温空气预热器(12)的数量为多个，且每相邻两个低温空气预热器(12)之间设置有吹灰器(13)。

5.根据权利要求1所述的一种生物质热水锅炉，其特征在于：所述螺旋给料装置(4)通过水冷密封装置(22)安装于炉膛(5)进料口处。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种生物质热水锅炉，其特征在于：所述炉膛(5)四周为膜式水冷壁(24)。

7.根据权利要求6所述的一种生物质热水锅炉，其特征在于：还包括回水管路(25)，回水管路(25)上安装有给水泵(19)，回水管路(25)依次通过膜式水冷壁(24)、低温省煤器(11)、高温省煤器(9)、水冷屏(8)后进入供水管(26)，供水管(26)入口处安装有流量测量装置(20)。

8.根据权利要求7所述的一种生物质热水锅炉，其特征在于：所述回水管路(25)与供水管(26)之间还设置有回水旁路(16)。

9.根据权利要求8所述的一种生物质热水锅炉，其特征在于：所述回水旁路(16)上设置有测温装置(18)和旁路调节阀(17)。

10.根据权利要求8所述的一种生物质热水锅炉，其特征在于：所述回水旁路(16)上设置有测温装置(18)、旁路流量测量装置(27)和旁路变频水泵(21)。

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