CN207555708U - 一种生物质锅炉采暖装置 - Google Patents

Abstract

一种生物质锅炉采暖装置，属于生物质锅炉技术领域。本实用新型为了解决现有生物质锅炉温度自动调节功能差、尾部烟气利用率低的问题。本实用新型包括生物质锅炉、出水管道、散热器和回水管道形成的供暖系统，生物质锅炉包括生物质燃烧炉本体和一次引风机，一次引风机与生物质燃烧炉本体的炉膛燃烧室连通，炉膛燃烧室上设置有排气口，排气口与生物质锅炉的尾部烟道连通，生物质锅炉的尾部烟道中依次布置有省煤器、空气预热器、布袋除尘器、二次引风机和烟气余热利用装置。本实用新型通过生物质锅炉采暖装置和设置在生物质锅炉的尾部烟道内的余热利用装置提高了热效率，减少燃料的浪费，提高了锅炉寿命和锅炉的经济效益。

Description

一种生物质锅炉采暖装置

技术领域

本实用新型涉及一种生物质锅炉采暖装置，属于生物质锅炉技术领域。

背景技术

燃煤锅炉污染物排放高，造成的环境污染严重，根据我国的生物质资源条件，利用农林剩余物压制成生物质颗粒(块)作为锅炉燃料使用，具有环境友好、可以再生的特点，研究生物质锅炉燃烧技术，开发生物质燃料锅炉，对节约常规能源、优化我国能源结构，减轻环境污染有着积极意义。

现有的生物质锅炉和除尘系统一般由上料系统，与上料系统相连的生物质锅炉，以及外接除尘装置组成。燃料经过上料系统达到生物质锅炉，在燃烧后产生烟气，烟气经过尾部烟道，最后经过外接除尘装置进行除尘后排放，这种生物质锅炉尚未采用余热回收装置，造成了极大的能源浪费，同时由于现有锅炉智能自动控制能力差，导致锅炉点火、自动进料、自动除灰、自动温度调节等功能都存在许多缺点，而这些因素往往是影响供暖效果的主要制约因素。

因此，本领域技术人员需要迫切解决的问题是：提供一种生物质锅炉的尾部烟道及一种智能控制生物质锅炉，在保证智能控制自动进料、除尘、温度调节基础上，又能够提高锅炉尾部烟气利用率，降低锅炉除尘设备占地和投资费用以及解决锅炉积灰造成的各种问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有生物质锅炉温度自动调节功能差、尾部烟气利用率低的问题，进而提供一种生物质锅炉采暖装置。

本实用新型的技术方案：

一种生物质锅炉采暖装置包括生物质锅炉、水泵、出水管道、散热器和回水管道，所述的生物质锅炉的供暖出水端通过出水管道与散热器连通，散热器设置在房间内，散热器通过回水管道与生物质锅炉的供暖回水端连通，所述的水泵安装在出水管道上；

所述的生物质锅炉包括生物质燃烧炉本体、一次鼓风机和二次鼓风机，一次鼓风机和二次鼓风机与生物质燃烧炉本体的炉膛燃烧室连通，炉膛燃烧室上设置有排气口，所述的排气口与生物质锅炉的尾部烟道连通，所述的生物质锅炉的尾部烟道中依次布置有省煤器、空气预热器、布袋除尘器、引风机和烟气余热利用装置。

优选的：所述的烟气余热利用装置包括软水器、冷水箱、热交换器、热水箱和除氧器，所述的软水器、冷水箱、热交换器、热水箱和除氧器之间依次用水管连接，所述的热交换器一端连通炉膛燃烧室上的排气口，高温烟气通过排气口和热交换器排到大气中，软水器流出的冷水流进冷水箱，冷水箱流出的冷水进入热交换器，冷水经过与高温烟气热交换而加热成热水流进热水箱，热水箱流出的热水流经除氧器后通过水管进入生物质锅炉内使用。

优选的：所述的生物质锅炉内部安装有PLC控制器，所述的房间内设置有室内温度传感器，所述的出水管道上安装有出水温度传感器，所述的回水管道上安装有回水温度传感器，所述的生物质锅炉的外壳体上安装有故障信号灯、蜂鸣器和控制器显示屏，所述的PLC控制器分别与出水温度传感器、回水温度传感器、故障信号灯、蜂鸣器、控制器显示屏和室内温度传感器建立电性连接。

优选的：所述的一次鼓风机、二次鼓风机和引风机通过风机调速装置与生物质锅炉内部的PLC控制器电性连接。

优选的：所述的水泵通过水泵调速装置与生物质锅炉内部的PLC控制器电性连接。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型应用于农村生活供暖，利用生物锅炉供暖系统为城市生活用户提供供暖，同时通过新的技术方案提高对生物质锅炉尾部烟气的余热利用效率，具体效果如下：

1、锅炉为用户提供了温度设定功能，用户可以对室内理想温度进行设定，控制器根据室内实际温度和用户设定理想温度之间的关系，自动调节风机风量、水泵流量、进料量等参数来调节室内的温度，使其趋近于用户设定的理想温度，实现智能控制。

2、烟气余热利用装置能够对锅炉的余热进行回收利用，提高能量利用率。

3、本实用新型通过生物质锅炉采暖装置和设置在生物质锅炉的尾部烟道内的余热利用装置提高了热效率，减少燃料的浪费，提高了锅炉寿命和锅炉的经济效益。

附图说明

图1是一种生物质锅炉采暖装置系统布置图；

图2是生物质锅炉结构布置图；

图3是烟气余热利用装置结构布置图；

图4是生物质锅炉智能控制系统原理图；

图中1-生物质锅炉，2-水泵，3-出水管道，4-散热器，5-回水管道，6-出水温度传感器，7-回水温度传感器，8-故障信号灯，9-蜂鸣器，10-控制器显示屏，11-生物质燃烧炉本体，12-一次鼓风机，13-炉膛燃烧室，14-排气口，15-生物质锅炉的尾部烟道，16-省煤器，17-空气预热器，18-布袋除尘器，19-二次引风机，20-烟气余热利用装置，201-软水器，202-冷水箱，203-热交换器，204-热水箱，205-除氧器，22-二次鼓风机，23-房间，24-室内温度传感器。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式的一种生物质锅炉采暖装置包括生物质锅炉1、水泵2、出水管道3、散热器4和回水管道5，所述的生物质锅炉1的供暖出水端通过出水管道3与散热器4连通，散热器4设置在房间23内，散热器4通过回水管道5与生物质锅炉1的供暖回水端连通，所述的水泵2安装在出水管道3上；所述的生物质锅炉1包括生物质燃烧炉本体11、一次鼓风机12和二次鼓风机22，一次鼓风机12和二次鼓风机22与生物质燃烧炉本体11的炉膛燃烧室13连通，炉膛燃烧室13上设置有排气口14，所述的排气口14与生物质锅炉的尾部烟道15连通，所述的生物质锅炉的尾部烟道15中依次布置有省煤器16、空气预热器17、布袋除尘器18、引风机19和烟气余热利用装置20，其中，空气预热器17与炉膛燃烧室13底部的风室及炉膛燃烧室13的一次鼓风机12、二次鼓风机22的风口连接，给以上两处提供预热空气。如此，本实用新型的锅炉可以采用生物质颗粒或者生物质块作为燃料，锅炉从上端出水，下端回水，由水泵2进行热水循环，生物质在炉膛中燃烧，燃烧的烟气经过锅炉换热器给炉内水加热后，由引风机19抽出，通过烟道排出。通过本实用新型的生物质锅炉其燃烧发热量、燃烧效率和气体排放统计如表1：

表1生物质锅炉排放参数

具体实施方式二：结合图3说明本实施方式，本实施方式的一种生物质锅炉采暖装置所述的烟气余热利用装置20包括软水器201、冷水箱202、热交换器203、热水箱204和除氧器205，所述的软水器201、冷水箱202、热交换器203、热水箱204和除氧器205之间依次用水管连接，所述的热交换器203一端连通炉膛燃烧室13上的排气口14，高温烟气通过排气口14和热交换器203排到大气中，软水器201流出的冷水流进冷水箱202，冷水箱202流出的冷水进入热交换器203，冷水经过与高温烟气热交换而加热成热水流进热水箱204，热水箱流出的热水流经除氧器205后通过水管进入生物质锅炉内使用。如此设置，该热交换器203一端连通该锅炉的生物质锅炉的尾部烟道15，另一端连通到一烟囱，生物质锅炉炉膛内产生的高温烟气从排气口14排出流经生物质锅炉的尾部烟道15进入热交换器203，然后经过烟囱排到大气中，从软水器201流出的冷水流进冷水箱202，冷水箱202流出的冷水进入热交换器203，在热交换器203中冷水与高温烟气热交换而被加热成热水，之后流进热水箱204；热水箱204流出的热水流经除氧器205后通过水管送进生物质燃烧炉本体内使用，由于通入的是温度较高的热水，因此节约了生物质锅炉的燃料，降低了生产成本。

具体实施方式三：结合图1-4说明本实施方式，本实施方式的所述的生物质锅炉1内部安装有PLC控制器，所述的房间23内设置有室内温度传感器24，所述的出水管道3上安装有出水温度传感器6，所述的回水管道5上安装有回水温度传感器7，所述的生物质锅炉1的外壳体上安装有故障信号灯8、蜂鸣器9和控制器显示屏10，所述的PLC控制器分别与出水温度传感器6、回水温度传感器7、故障信号灯8、蜂鸣器9和控制器显示屏10建立电性连接。如此设置，本实用新型以PLC控制器为控制核心，设计的一种生物质锅炉智能采暖装置，锅炉能够实现自动点火，自动进料，自动除灰，自动温度调节，高温报警，机械故障检测等功能。

锅炉上安装有基于PLC的控制器，并且在炉壁上设有控制面板，面板上设有开炉、关炉及档位调节按钮，有数字显示屏，能显示室内温度、出水温度、回水温度、设定温度，其中，设定温度是用户期望达到的室内温度，由用户通过面板按键进行设定。

锅炉内部安装有下料装置，除灰装置，一次鼓风机，二次鼓风机和点火器，推料可以循环往复进行前后运动，用于向炉膛中加入燃料，炉排可以循环往复进行前后运动，一方面作用是使燃料均匀的掉落在炉排上燃烧，燃料燃烧更充分，另一方面使炉排上燃尽的炉灰掉落到除灰斗。

锅炉为用户提供了温度设定功能，用户可以对室内理想温度进行设定。控制器根据室内实际温度和用户设定理想温度之间的关系，利用模糊控制技术自动调节风机风量、水泵流量、进料量等参数来调节室内的温度，使其趋近于用户设定的理想温度，实现智能控制。

PLC控制器配备相应的报警和保护功能，当PLC控制器检测到出水温度高于报警温度时，控制器会点亮警报信号灯和蜂鸣器报警，并且自动停止进料，降低温度，防止热水管道内压力过高而炸裂。温度降低至报警温度以下后，报警信号灯和蜂鸣器报警自动消除。

显示屏幕与PLC控制器间采用RS485通讯，屏幕上有室内温度、出水温度和回水温度和用户设定温度显示，有出水温度过高报警和机械故障报警，显示屏上集成有控制按键，按键功能包括开炉按键、关炉按键、温度设定按键、原料选择按键、机械故障清除按键；用户点击开炉按键，执行开炉点火程序；关炉按键，执行关炉灭火程序；温度设定按键，用户设定理想室内温度；原料选择按键，用户选定燃烧的原料类型；机械故障清除，维修人员修复机械故障后，长按该按钮3s，清除机械故障，控制面板按键锁死解除。

用户可以在控制面板上设定所用生物质燃料原料(木屑、玉米秸秆、稻壳、大豆秸秆、水稻秸秆)的类型，根据不同原料的燃烧性质，系统程序会根据用户设定的原料类型自动匹配相应的风机风量、水泵流量、进料量，保证燃料能够充分的燃烧，降低污染物的排放。

机械故障检测采用的是时间计时限定，当设定时间内，进料装置未回到初始位置，则判定为机械故障，控制器关闭所有输出信号，发出机械故障信号灯报警和蜂鸣器报警，控制器锁死控制面板按键，防止用户再次对锅炉进行操作，等待维修人员检修。当发生机械故障时，报警输出均为持续输出，并具有断电保持功能。需要长按故障清楚按键3s才能清除故障报警。

锅炉设置有关炉程序，当用户点击关炉按钮后，锅炉并不会立刻停止，而是要执行相应关炉程序，因为炉膛内存在没有燃尽的燃料，直接关闭系统电源，锅炉会冒烟，并有发生火灾的隐患。因此需要执行关炉程序，待炉膛内的燃料燃尽、熄灭后在自动关闭电源。

具体实施方式四：结合图1-4说明本实施方式，本实施方式的一种生物质锅炉采暖装置所述的一次鼓风机12、二次鼓风机22和引风机19通过风机调速装置与生物质锅炉1内部的PLC控制器电性连接；所述的水泵2通过水泵调速装置与生物质锅炉1内部的PLC控制器电性连接。如此设置，一次鼓风机为燃料燃烧提供空气，使燃烧，二次鼓风机为燃料燃烧提供更充分的空气，使燃烧排放的污染物更低，引风机将烟气引入生物质锅炉的尾部烟道15中，使得尾部烟道中的烟气余热在烟气余热利用装置20的作用下得到余热利用，PLC控制器控制一次鼓风机调速器和二次鼓风机调速器对一次风和二次风的单位时间风量进行调节，实现了智能控制。

具体实施方式五：结合图2说明本实施方式，本实施方式的一种生物质锅炉采暖装置所述的布袋除尘器18可替换方案是：采用多管式旋风除尘器，多管式与其他旋风除尘器完全不同，其不同之点是，它完全利用了小直径旋风除尘器除尘效能高的特征，通过排列组合，有效提升了旋风除尘器的处理能力，解决了生物质燃料燃烧不充分产生的粉尘影响性大的问题，多管旋风除尘器是增加了二次风的旋风除尘器，其工作原理是当气流在除尘器壳体内旋转时借助二次气流加强被净化的气体旋转，以提高除尘效果。

本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (5)

1.一种生物质锅炉采暖装置，其特征在于：包括生物质锅炉(1)、水泵(2)、出水管道(3)、散热器(4)和回水管道(5)，所述的生物质锅炉(1)的供暖出水端通过出水管道(3)与散热器(4)连通，散热器(4)设置在房间(23)内，散热器(4)通过回水管道(5)与生物质锅炉(1)的供暖回水端连通，所述的水泵(2)安装在出水管道(3)上；

所述的生物质锅炉(1)包括生物质燃烧炉本体(11)、一次鼓风机(12)和二次鼓风机(22)，一次鼓风机(12)和二次鼓风机(22)与生物质燃烧炉本体(11)的炉膛燃烧室(13)连通，炉膛燃烧室(13)上设置有排气口(14)，所述的排气口(14)与生物质锅炉的尾部烟道(15)连通，所述的生物质锅炉的尾部烟道(15)中依次布置有省煤器(16)、空气预热器(17)、布袋除尘器(18)、引风机(19)和烟气余热利用装置(20)。

2.根据权利要求1所述的一种生物质锅炉采暖装置，其特征在于：所述的烟气余热利用装置(20)包括软水器(201)、冷水箱(202)、热交换器(203)、热水箱(204)和除氧器(205)，所述的软水器(201)、冷水箱(202)、热交换器(203)、热水箱(204)和除氧器(205)之间依次用水管连接，所述的热交换器(203)一端连通炉膛燃烧室(13)上的排气口(14)，高温烟气通过排气口(14)和热交换器(203)排到大气中，软水器(201)流出的冷水流进冷水箱(202)，冷水箱(202)流出的冷水进入热交换器(203)，冷水经过与高温烟气热交换而加热成热水流进热水箱(204)，热水箱流出的热水流经除氧器(205)后通过水管进入生物质锅炉内使用。

3.根据权利要求1所述的一种生物质锅炉采暖装置，其特征在于：所述的生物质锅炉(1)内部安装有PLC控制器，所述的房间(23)内设置有室内温度传感器(24)，所述的出水管道(3)上安装有出水温度传感器(6)，所述的回水管道(5)上安装有回水温度传感器(7)，所述的生物质锅炉(1)的外壳体上安装有故障信号灯(8)、蜂鸣器(9)和控制器显示屏(10)，所述的PLC控制器分别与出水温度传感器(6)、回水温度传感器(7)、故障信号灯(8)、蜂鸣器(9)、控制器显示屏(10)和室内温度传感器(24)建立电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种生物质锅炉采暖装置，其特征在于：所述的一次鼓风机(12)、二次鼓风机(22)和引风机(19)通过风机调速装置与生物质锅炉(1)内部的PLC控制器电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种生物质锅炉采暖装置，其特征在于：所述的水泵(2)通过水泵调速装置与生物质锅炉(1)内部的PLC控制器电性连接。