CN207584760U - 生物质循环流化床锅炉 - Google Patents

Abstract

生物质循环流化床锅炉，包括一次风室、炉膛、分离器和燃料预处理装置等。燃料预处理装置进料口与给料装置相连；分离器通过料腿、返料阀与燃料预处理装置相连，燃料预处理装置出料口与炉膛下部相连；燃料预处理装置顶部设置有气体通道与分离器入口烟道连接。气体通道设置有旁通气体管道与炉膛上部连接。锅炉运行过程中，生物质燃料首先进入燃料预处理装置中受热、完成水分蒸发和部分热解，然后固体残余物进入炉膛燃烧。预处理过程的部分热解气或进入炉膛上部燃烧，或先进入分离器入口烟道再进入分离器入口还原NOx。本实用新型具有生物质燃料适应性好、燃烧效率高、运行稳定等优点。

Description

生物质循环流化床锅炉

技术领域

本实用新型涉及的是一种生物质循环流化床锅炉，特别是涉及一种带燃料预处理装置的生物质循环流化床锅炉。

背景技术

生物质往往水分含量高，进入炉膛后首先吸收热量蒸发水分，然后燃烧。同时，由于生物质的流动性差，实现均匀给料比较困难。因此，往往导致炉膛中床温波动较大，燃烧反应即氧气消耗速率不稳定，亦即导致过量空气系数即炉膛出口烟气中氧气含量波动，CO排放变化很大，在0～3000ppm。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种用于高水分含量生物质燃料的生物质循环流化床锅炉。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

生物质循环流化床锅炉，包括一次风室、布风板、炉膛、二次风口、分离器、料腿、返料阀、给料装置和尾部烟道，所述布风板和一次风室依次设置在所述炉膛底部；所述二次风口设置在炉膛上部；所述分离器入口与炉膛出口通过分离器入口烟道连接，所述分离器下方设有料腿。所述锅炉还包括燃料预处理装置，所述燃料预处理装置进料口与所述给料装置相连；所述分离器通过料腿和返料阀与所述燃料预处理装置相连，所述返料阀设置在料腿上；所述分离器烟气出口与尾部烟道相连；所述燃料预处理装置出料口与所述炉膛下部通过出料管相连；所述燃料预处理装置顶部设置有气体通道与所述分离器入口烟道连接。

上述技术方案中，所述气体通道设置有旁通气体管道与所述炉膛上部连接。所述气体通道与所述旁通气体管道的连接处设置有气体阀门。

上述技术方案中，所述燃料预处理装置底部设置布风系统。

上述技术方案中，所述料腿下部形成U形的返料阀。

生物质循环流化床锅炉运行方法，其使用如上述技术方案所述的生物质循环流化床锅炉，其特征在于：

生物质燃料通过所述给料装置给入所述燃料预处理装置；

在外加热源或系统热源的加热作用下，生物质燃料在燃料预处理装置中受热完成水分蒸发并发生部分热解反应，生成生物质部分热解气和固体残余物；

生物质部分热解气通过气体通道进入分离器入口烟道或进入旁通气体管道后进入炉膛上部；固体残余物通过所述燃料预处理装置出料口由出料管进入炉膛下部；

所述一次风室通入一次风，一次风通过布风板进入炉膛，使炉膛的床料和进入炉膛的固体残余物流化和充分混合；在一次风作用下，固体残余物进一步热解燃烧并形成混合烟气向炉膛上方扬析；

二次风从炉膛上部的二次风口喷入炉膛，使混合烟气进一步完全燃烧干净；二次风同时使得从旁通气体管道进入炉膛的生物质部分热解气完全燃烧；

完全燃烧后产生的热烟气携带有固体物料进入分离器进行气固分离；而从气体通道进入分离器入口烟道的生物质部分热解气被热烟气也携带着进入分离器，还原NO_x；分离器分离后的烟气进入尾部烟道进行换热，然后除尘处理；分离器分离下来的固体物料通过料腿和返料阀进入到燃料预处理装置中作为系统热源。

上述技术方案中，所述锅炉启动时：

生物质燃料通过所述给料装置给入所述燃料预处理装置；

在所述燃料预处理装置内通过外加热源将生物质燃料加热，使生物质燃料中的水分完全蒸发并开始热解生成生物质部分热解气和固体残余物；

生物质部分热解气携带着蒸发的水分通过气体通道进入分离器入口烟道或进入旁通气体管道后进入炉膛的上部；固体残余物通过所述燃料预处理装置出料口由出料管进入炉膛下部；

所述一次风室通入一次风，一次风通过布风板进入炉膛，使炉膛的床料和进入炉膛的固体残余物流化和充分混合；携带着热量的固体残余物将炉膛内的床料加热，同时在一次风的作用下进一步热解燃烧产生混合烟气并向炉膛上方扬析；二次风从炉膛上部的二次风口喷入，使炉膛内的混合烟气完全燃烧干净，并使得从旁通气体管道进入炉膛的生物质部分热解气完全燃烧；完全燃烧后产生的热烟气携带有固体物料进入分离器进行气固分离；而从气体通道进入分离器入口烟道的生物质部分热解气被热烟气携带着进入分离器，还原NO_x；分离器分离后的烟气进入尾部烟道进行换热，然后除尘处理；分离器分离下来的固体物料通过料腿和返料阀进入到燃料预处理装置中作为系统热源。

上述技术方案中，所述气体阀门采用调节挡板，用于调节进入分离器入口烟道和通过旁通气体通道的生物质部分热解气的比例。

上述技术方案中，所述分离器分离后的烟气进入尾部烟道进行换热，换热后的烟气回送到一次风室与一次风混合共同作为流化介质；如本实用新型所述的锅炉换热产生蒸汽，部分蒸汽回送到一次风室与一次风混合共同作为流化介质。所述流化介质中氧气的体积分数低于12.5％。

上述技术方案中，生物质燃料80％以上通过给料装置给入燃料预处理装置；所述炉膛连接有炉膛给料装置，其余生物质燃料从炉膛给料装置给入炉膛。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：1、生物质燃料先受热蒸发、热解，节约了在炉膛中的停留时间，充分利用循环灰热容大的特点，减少床温波动；2、热解气送入分离器入口烟道，靠近分离器入口，在循环物料的作用下此处O₂比较低，进一步利用热解气中的CH₄、CO等还原生成的NO_X，解决生物质燃料旋风筒温度低不能用SNCR的问题。

附图说明

图1是本实用新型所涉及的生物质循环流化床锅炉示意图。

图中：1－一次风室；2－布风板；3－炉膛；4－二次风口；5－分离器；6 －料腿；7－返料阀；8－给料装置；9－分离器入口烟道；10－燃料预处理装置； 11－出料管；12－气体通道；13－旁通气体管道；14－气体阀门；15－尾部烟道。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型的具体结构、运行方法和实施方法进行详细论述。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

如图1所示，本实用新型所述的生物质循环流化床锅炉，包括一次风室1、布风板2、炉膛3、二次风口4、分离器5、料腿6、返料阀7、给料装置8和尾部烟道15。所述布风板2和一次风室1从上到下依次设置在所述炉膛3底部，一次风从一次风室1通过布风板2布风进入炉膛3。一次风既作为反应介质也作为流化介质。所述二次风口4设置在炉膛3上部，二次风从二次风口4喷入炉膛 3。二次风口4可环绕着炉膛3设置多个。所述分离器5入口与炉膛3出口通过分离器入口烟道9连接，所述分离器5下方设有料腿6，料腿6上设置有返料阀 7，返料阀7为由料腿弯折布置成的U形阀。所述锅炉还包括燃料预处理装置10，所述燃料预处理装置10进料口与所述给料装置8相连，生物质燃料通过给料装置8给入燃料预处理装置10。由于生物质燃料往往水分含量高，为避免炉膛温度波动、生物质燃料燃烧不充分，本实用新型所述的生物质循环流化床锅炉80％以上生物质燃料由给料装置8给入燃料预处理装置10先进行预处理。所述分离器5通过料腿6和返料阀7与所述燃料预处理装置10相连，分离器5分离下来的热灰经过料腿6和返料阀7流入燃料预处理装置10，返料阀7调节着热灰的流动速度和返料量。所述分离器5烟气出口与尾部烟道15相连，分离后的热烟气进入尾部烟道15与设置在尾部烟道15中的换热器(如过热器、省煤器等)换热。所述燃料预处理装置10出料口与所述炉膛3下部通过出料管11相连，而燃料预处理装置10顶部设置有气体通道12与所述分离器入口烟道9连接。

所述气体通道12设置有旁通气体管道13与所述炉膛3上部连接。所述气体通道12与所述旁通气体管道13的连接处设置有气体阀门14，用于调节从气体通道12进入分离器入口烟道9和通过旁通气体通道13进入炉膛3的生物质部分热解气的比例。

上述技术方案中，所述燃料预处理装置10底部设置布风系统。

生物质循环流化床锅炉运行方法，其使用如上述技术方案所述的生物质循环流化床锅炉，包括：

生物质燃料通过所述给料装置8给入所述燃料预处理装置10；

在外加热源或系统热源的加热作用下，生物质燃料在燃料预处理装置10中受热发生水分完全蒸发并且发生部分热解反应，生成生物质部分热解气和固体残余物；

生物质部分热解气通过气体通道12进入分离器入口烟道9或进入旁通气体管道13后进入炉膛3上部；固体残余物通过所述燃料预处理装置10出料口由出料管11进入炉膛3下部；

所述一次风室1通入一次风，一次风通过布风板2进入炉膛3，使炉膛3的床料和进入炉膛3的固体残余物流化和充分混合；在一次风作用下，固体残余物进一步热解燃烧并形成混合烟气向炉膛3上方扬析；

二次风从炉膛3上部的二次风口4喷入炉膛3，使混合烟气进一步完全燃烧干净；二次风同时使得从旁通气体管道13进入炉膛3的生物质部分热解气完全燃烧；

完全燃烧后产生的热烟气携带有固体物料进入分离器5进行气固分离；而从气体通道12进入分离器入口烟道9的生物质部分热解气同时被热烟气携带着进入分离器5，还原NO_x的同时实现CH₄和CO的氧化；分离器5分离后的烟气进入尾部烟道15进行换热，然后除尘处理；分离器5分离下来的固体物料通过料腿 6和返料阀7进入到燃料预处理装置10中作为系统热源。

由于生物质燃料水分含量高，为保证锅炉的稳定运行提高生物质燃料的燃烧效率，生物质燃料80％以上通过给料装置8给入燃料预处理装置10；所述炉膛3 连接有炉膛给料装置，其余生物质燃料从炉膛给料装置给入炉膛3。

在本实用新型所述的锅炉启动时：

炉膛3内装载适量的床料；生物质燃料通过所述给料装置8给入所述燃料预处理装置10；

此时由于锅炉处于冷态，没有热灰作为系统热源加热燃料。因此，在所述燃料预处理装置10内通过外加热源将生物质燃料加热，使生物质燃料中的水分完全蒸发并开始热解生成生物质部分热解气和固体残余物；外加热源可以是通过点火引燃部分生物质燃料产生热量加热其余生物质燃料；燃料预处理装置10底部设置有布风系统，通过控制布风量控制生物质燃烧和热解的量；

生物质部分热解气携带着蒸发的水分通过气体通道12上行，气体通道12 上设置的气体阀门14采用调节挡板，用于调节从气体通道12进入分离器入口烟道9和通过旁通气体通道13进入炉膛3的生物质部分热解气的比例；

携带着蒸发水分的生物质部分热解气进入分离器入口烟道9或进入旁通气体管道13后进入炉膛3的上部；固体残余物通过所述燃料预处理装置10出料口由出料管11进入炉膛3下部；

所述一次风室1通入一次风，一次风通过布风板2进入炉膛3，使炉膛3的床料和进入炉膛3的固体残余物流化和充分混合；携带着热量的固体残余物将炉膛3内的床料加热，同时在一次风的作用下进一步热解燃烧产生混合烟气并向炉膛3上方扬析；二次风从炉膛3上部的二次风口4喷入，使炉膛3内的混合烟气完全燃烧干净，并使得从旁通气体管道13进入炉膛3的生物质部分热解气完全燃烧；完全燃烧后产生的热烟气携带有固体物料进入分离器5进行气固分离；而从气体通道12进入分离器入口烟道9的生物质部分热解气同时被热烟气携带着进入分离器5，还原NO_x的同时实现CH₄和CO的氧化；

分离器5分离后的烟气进入尾部烟道15进行换热，然后除尘处理；分离器 5分离下来的固体物料通过料腿6和返料阀7进入到燃料预处理装置10中作为系统热源。

锅炉启动及运行过程中，所述分离器5分离后的烟气进入尾部烟道15进行换热，换热后的烟气部分回送到一次风室1与一次风混合共同作为流化介质；如本实用新型所述的锅炉换热产生蒸汽，部分蒸汽回送到一次风室与一次风混合共同作为流化介质。所述流化介质中氧气的体积分数低于12.5％。

本实用新型中燃料预处理装置的设置，使得高水分生物质燃料先在燃料预处理装置中受热蒸发、热解，节约了其在炉膛中的停留时间，同时充分利用循环灰热容大的特点，减少床温波动，保证了生物质锅炉运行的稳定性。

Claims (4)

1.生物质循环流化床锅炉，包括一次风室(1)、布风板(2)、炉膛(3)、二次风口(4)、分离器(5)、料腿(6)、返料阀(7)、给料装置(8)和尾部烟道(15)，所述布风板(2)和一次风室(1)依次设置在所述炉膛(3)底部；所述二次风口(4)设置在炉膛(3)上部；所述分离器(5)入口与炉膛(3)出口通过分离器入口烟道(9)连接，所述分离器(5)下方设有料腿(6)，其特征在于：所述锅炉还包括燃料预处理装置(10)，所述燃料预处理装置(10)进料口与所述给料装置(8)相连；所述料腿(6)上设置有返料阀(7)，所述分离器(5)通过料腿(6)和返料阀(7)与所述燃料预处理装置(10)相连；所述分离器(5)烟气出口与尾部烟道(15)相连；所述燃料预处理装置(10)出料口与所述炉膛(3)下部通过出料管(11)相连；所述燃料预处理装置(10)顶部设置有气体通道(12)与所述分离器入口烟道(9)连接。

2.根据权利要求1所述的生物质循环流化床锅炉，其特征在于：所述气体通道(12)设置有旁通气体管道(13)与所述炉膛(3)上部连接。

3.根据权利要求2所述的生物质循环流化床锅炉，其特征在于：所述气体通道(12)与所述旁通气体管道(13)的连接处设置有气体阀门(14)。

4.根据权利要求1所述的生物质循环流化床锅炉，其特征在于：所述燃料预处理装置(10)底部设置布风系统。