CN210398893U - 一种生物质直燃锅炉 - Google Patents
一种生物质直燃锅炉 Download PDFInfo
- Publication number
- CN210398893U CN210398893U CN201920201422.3U CN201920201422U CN210398893U CN 210398893 U CN210398893 U CN 210398893U CN 201920201422 U CN201920201422 U CN 201920201422U CN 210398893 U CN210398893 U CN 210398893U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- air
- biomass
- direct
- combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 60
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 71
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 28
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 17
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 alkali metal salt Chemical class 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
本实用新型的一种生物质直燃锅炉，包括生物质给料口、炉膛，炉膛底部设有流化风室，流化风室配设燃气燃烧辅助设备，设置在流化风室原有预燃室两侧墙，燃气燃烧辅助设备由空气管道、生物质气化燃气管道和相应的阀门仪表等组成，空气管道和生物质气化燃气管道均设有主管道和与之相连通的若干支管道，各支管道上均设有电动开关阀和压力表以实现空气和燃气流量的调节和压力监控，各空气和燃气支管道顶端均设有空气喷口和燃气喷口，空气喷口与燃气喷口通往流化风室的预燃室实现生物质气化燃气和空气的混合预燃。本实用新型提供了能缓解现有生物质循环流化床直燃锅炉床料烧结、受热面积灰、腐蚀、生物质原料的能量有效利用率低等问题的生物质直燃锅炉。
Description
技术领域
本实用新型属于生物质能源利用领域，具体涉及一种生物质直燃锅炉。
背景技术
生物质能是一种可再生的清洁能源，来源十分丰富，是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源。生物质燃料的开发利用已成为世界的共识，直接燃烧是目前我国生物质资源利用的最主要方式。
目前燃烧生物质的锅炉主要有两种，一种是炉排式的层燃锅炉，一种是流化床锅炉。由于我国循环流化床技术的日趋成熟，采用循环流化床技术燃用生物质燃料已突破技术瓶颈，所以该技术以其燃料适应性广、运行稳定以及优越的负荷调节性、环保性能和低廉的成本，已成为目前我国生物质发电锅炉的首选。但循环流化床直燃锅炉在燃烧生物质方面也存在一定的问题，主要表现在以下几个方面。
(1)生物质中钾、钠等碱金属含量较高，在高温条件下与循环流化床直燃锅炉床料中的SiO2发生反应，生成低熔点的共晶体，共晶体在炉膛的高温下熔化并沿着砂的缝隙流动，将砂粒粘结，形成块状导致床料的烧结，影响锅炉的运行。
(2)生物质因钾、氯含量较高，所以燃烧后灰中含有大量碱金属盐，易导致对流受热面的积灰；灰中的碱金属盐熔点低，易在锅炉尾部高温受热面上凝结，造成受热面的高温腐蚀，严重影响电厂锅炉设备的安全性和稳定性。
(3)目前国内在运行的生物质流化床锅炉其入炉生物质燃料普遍含水量高，燃料入炉后，着火相应延迟，燃料在炉内的有效停留时间短，造成燃烧效率下降，燃料消耗量增加；着火滞后引起炉膛上部温度偏高使过热器管壁出现超温的危险；锅炉密相区床温控制变得困难，锅炉低负荷稳燃水平下降。
(4)生物质电厂的经济效益很大程度上取决于生物质原料的价格，生物质原料在生物质电厂运行成本中占60％左右，随着生物质原料价格的上升，目前中温中压的电厂如果不供热难以实现盈利，高温高压电厂也只能微利运行。
因此，如何以较小的改造成本来缓解生物质电厂现有循环流化床直燃锅炉床料烧结、受热面积灰、腐蚀等问题，同时兼顾生物质原料的综合利用价值，提高生物质电厂的经济效益，是生物质循环流化床直燃电厂发展的关键。
中国专利申请CN108003937A公开了“一种生物质直燃锅炉耦合生物质气化联产炭的装置和方法”，其中生物质炭气联产装置生产的生物质燃气从生物质直燃锅炉中部和中下部喷入炉膛燃烧。但是燃气从直燃锅炉中下部喷入炉膛，增加了因生物质中碱金属析出而导致的直燃炉炉内受热面碱金属腐蚀的可能性；燃气从直燃锅炉中部喷入炉膛，使得炉膛火焰中心上移，排烟温度升高。
中国专利申请CN105441134A公开了“一种生物质热解气助燃直燃锅炉工艺的系统及方法”，其中生物质热解气化炉产生的燃气经过除尘净化后直接送入直燃锅炉助燃。该装置中生物质燃气的入炉位置在生物质给料口附近，由于燃气燃烧温度较高，燃气助燃生物质燃料的同时会使得直燃锅炉局部床温过高，造成床料在助燃位置附近的局部烧结。
发明内容
本实用新型的主要目的在于克服生物质循环流化床直燃锅炉现有技术的不足，提供一种能缓解现有生物质循环流化床直燃锅炉床料烧结、受热面积灰、腐蚀、生物质原料的能量有效利用率低等问题的生物质直燃锅炉。
为解决上述技术问题，一种生物质直燃锅炉，包括生物质给料口、炉膛，所述炉膛底部设有流化风室，所述流化风室配设燃气燃烧辅助设备，设置在流化风室原有预燃室两侧墙，所述燃气燃烧辅助设备由空气管道、生物质气化燃气管道和相应的阀门仪表等组成，空气管道和生物质气化燃气管道均设有主管道和与之相连通的若干支管道，各支管道上均设有电动开关阀和压力表以实现空气和燃气流量的调节和压力监控，各空气和燃气支管道顶端均设有空气喷口和燃气喷口，所述空气喷口与所述燃气喷口通往所述流化风室的预燃室实现生物质气化燃气和空气的混合预燃，以降低入炉初始氧量、提升入炉空气/烟气温度、加热送入炉膛的生物质料
作为优选方案，所述空气喷口流通面积与所述生物质气化燃气喷口流通面积比为3:1-4:1；
作为优选方案，所述生物质气化燃气喷口流通的燃气燃烧产生的热量占生物质循环流化床直燃锅炉总热量的20～30％。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：
一，生物质气化燃气从生物质循环流化床直燃锅炉底部的流化风室送入炉膛，利用直燃锅炉已有的点火装置在锅炉流化风室的预燃室内将气化燃气和过量空气进行预燃烧，燃烧后的热烟气与未燃烧的空气一起送入炉膛。利用循环流化床直燃锅炉现有的流化风室，在流化风室的预燃室内将生物质燃气和空气混合燃烧，在保证循环流化床直燃锅炉正常流化的条件下，可以降低入炉初始氧量，达到降低NOx的生成目的。气化燃气在流化风室燃烧，使得入炉的烟气/空气温度提高，有利于入炉燃料的快速加热，使炉膛的温度场更加均匀，提高流化床锅炉燃料燃烧的稳定性。
二，生物质气化燃气代替部分生物质作为循环流化床直燃锅炉的入炉燃料，降低了直燃锅炉的燃料消耗量，减少了因生物质燃烧而带来的锅炉受热面腐蚀、积灰等风险。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型所述的燃气燃烧辅助设备2的结构示意图；
图中的附图标记为：烘干设备1，气化活化装置2，燃气风机3，燃气燃烧辅助设备4，空气主管401，空气支管402，空气喷口403，燃气主管404，燃气支管405，燃气喷口406，生物质循环流化床直燃锅炉5，生物质给料口501，炉膛502，燃气进口503，流化风室(含预燃室)504，蒸发受热面6，空气预热器7，烟囱8，汽轮发电机组9。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述：
实施例
如图1-2所示，本实用新型的生物质循环流化床直燃锅炉5，包括生物质给料口501、炉膛502、燃气进口503和流化风室504，所述流化风室504通过所述燃气进口503连通燃气燃烧辅助设备4，所述燃气燃烧辅助设备4设置在流化风室504原有预燃室两侧墙，由空气管道、生物质气化燃气管道和相应的阀门仪表等组成，空气管道和生物质气化燃气管道均设有主管道401、404和与之相连通的若干支管道402、405，各空气和燃气支管道402、405顶端均设有若干空气喷口403和若干燃气喷口406，且各支管道上均设有电动开关阀和压力表以实现空气和燃气流量的调节和压力监控，所述空气喷口403与所述燃气喷口406通往所述流化风室504实现燃气和空气混合预燃，且所述空气喷口403流通面积与所述燃气喷口406流通面积比为3:1-4:1，所述燃气喷口406流通的燃气燃烧产生的热量占生物质循环流化床直燃锅炉总热量的20～30％。
生物质循环流化床直燃锅炉5的燃料包括生物质原料和气化燃气两种。气化燃气经燃气燃烧辅助设备4，与过量流化空气一起进入生物质循环流化床直燃锅炉5底部的流化风室504，气化燃气预燃烧后的热烟气与未燃的流化空气一起送入直燃锅炉炉膛502。同时干燥的生物质原料从直燃锅炉炉膛502的密相区送入炉膛燃烧。其中，气化燃气的热量占生物质循环流化床直燃锅炉总热量的20-30％，能有效防止因气化燃气燃烧、入炉烟气/空气混合物温度过高而导致的直燃锅炉床料烧结现象的产生。燃气燃烧辅助设备4设有若干个的空气喷口403和燃气喷口406，空气与气化燃气以一定比例送入直燃锅炉5底部流化风室，空气喷口403流通面积与燃气喷口406流通面积之比为3:1-4:1，实现了气化燃气在流化风室预燃室的完全燃烧，同时消耗30-40％左右的入炉初始氧量降低NOx的生成，气化燃气燃烧的热烟气与未燃烧的过量空气混合，使得入炉烟气/空气混合物温度提高，有利于入炉燃料的快速加热。
本实用新型采用生物质气化燃气代替部分生物质作为循环流化床直燃锅炉5的入炉燃料，降低了生物质循环流化床直燃锅炉5的生物质燃料消耗量，减少了因生物质燃烧而带来的锅炉受热面腐蚀、积灰等风险。气化燃气从生物质循环流化床直燃锅炉5底部的流化风室504送入炉膛502，利用生物质循环流化床直燃锅炉5已有的点火装置在锅炉流化风室504内将气化燃气和过量空气进行预燃烧，燃烧后的热烟气与未燃烧的空气一起送入炉膛。利用循环流化床直燃锅炉5现有的流化风室，在流化风室内将生物质燃气和空气混合燃烧，在保证循环流化床直燃锅炉正常流化的条件下，可以降低入炉初始氧量，达到降低NOx的生成目的。气化燃气在流化风室燃烧，使得入炉的空气温度提高，有利于入炉生物质原料的快速加热，使炉膛的温度场更加均匀，提高生物质循环流化床直燃锅炉5燃料燃烧的稳定性。
示例1：
生物质气化燃气温度在150℃左右，燃气热值为1312kcal/Nm3左右，入炉气化燃气量约为6000Nm3/h。气化燃气由燃气风机送至75t/h循环流化床直燃锅炉，气化燃气的热量占循环流化床直燃锅炉总热量的20％左右。气化燃气与空气以体积比约1:3的比例送入直燃锅炉流化风室进行预燃烧，消耗约40％的入炉初始氧量，气化燃气的燃烧使得入炉烟气/空气混合物温度提高至381℃左右，燃烧后的烟气与空气一起从布风板送入直燃锅炉炉膛。直燃锅炉燃烧产生中温中压蒸汽(450℃、3.82MPa)，蒸汽推动蒸汽轮机发电。气化燃气投入前后，直燃锅炉尾部烟囱中测得的烟气NOx排放量从341mg/Nm3降至287mg/Nm3左右。
示例2：
生物质气化燃气温度在150℃左右，燃气热值为1288kcal/Nm3左右，入炉气化燃气量约为6050Nm3/h。气化燃气由燃气风机送至75t/h循环流化床直燃锅炉，气化燃气的热量占循环流化床直燃锅炉总热量的30％左右。气化燃气与空气以体积比约1:4的比例送入直燃锅炉流化风室进行预燃烧，消耗约30％的入炉初始氧量，气化燃气的燃烧使得入炉烟气/空气混合物温度提高至327℃左右，燃烧后的烟气与空气一起从布风板送入直燃锅炉炉膛。直燃锅炉燃烧产生中温中压蒸汽(450℃、3.82MPa)，蒸汽推动蒸汽轮机发电。气化燃气投入前后，直燃锅炉尾部烟囱中测得的烟气NOx排放量从331mg/Nm3降至259mg/Nm3左右。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种生物质直燃锅炉，包括生物质给料口、炉膛，其特征在于：所述炉膛底部设有流化风室，所述流化风室设置的预燃室配设燃气燃烧辅助设备，所述燃气燃烧辅助设备包括空气管道和生物质气化燃气管道，所述空气管道设有空气喷口通往所述流化风室的预燃室，所述生物质气化燃气管道设有生物质气化燃气喷口通往所述流化风室，生物质气化燃气和空气在预燃室混合预燃，加热进入炉膛的空气和烟气的温度，降低进入炉膛的初始氧量，且所述通往炉膛的空气及烟气加热被送入炉膛的生物质料。
2.如权利要求1所述的生物质直燃锅炉，其特征在于：所述空气喷口流通面积与所述生物质气化燃气喷口流通面积比为3:1-4:1。
3.如权利要求1或2所述的生物质直燃锅炉，其特征在于：所述生物质气化燃气喷口流通的燃气燃烧产生的热量占生物质循环流化床直燃锅炉总热量的20～30％。
4.如权利要求1或2所述的生物质直燃锅炉，其特征在于：所述燃气燃烧辅助设备，设置在所述流化风室设置的预燃室两侧墙，所述空气管道连通若干空气支管，所述空气喷口设有若干个以连通空气支管，空气经过空气支管进入空气喷口通往所述流化风室的预燃室，所述生物质气化燃气管道连通若干燃气支管，所述燃气喷口设有若干个以连通燃气支管，生物质气化燃气经过燃气支管进入生物质气化燃气喷口通往所述流化风室的预燃室，所述空气喷口与所述燃气喷口隔行通入预燃室混合预燃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920201422.3U CN210398893U (zh) | 2019-02-13 | 2019-02-13 | 一种生物质直燃锅炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920201422.3U CN210398893U (zh) | 2019-02-13 | 2019-02-13 | 一种生物质直燃锅炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210398893U true CN210398893U (zh) | 2020-04-24 |
Family
ID=70337069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201920201422.3U Expired - Fee Related CN210398893U (zh) | 2019-02-13 | 2019-02-13 | 一种生物质直燃锅炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN210398893U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109735371A (zh) * | 2019-02-13 | 2019-05-10 | 浙江大学 | 一种生物质循环流化床直燃锅炉及其与气化炉耦合发电联产活性炭系统 |
-
2019
- 2019-02-13 CN CN201920201422.3U patent/CN210398893U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109735371A (zh) * | 2019-02-13 | 2019-05-10 | 浙江大学 | 一种生物质循环流化床直燃锅炉及其与气化炉耦合发电联产活性炭系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101893234B (zh) | 一种可实现合成气与半焦联合燃烧的生物质锅炉 | |
| CN109735371A (zh) | 一种生物质循环流化床直燃锅炉及其与气化炉耦合发电联产活性炭系统 | |
| CN202432524U (zh) | 多燃料废弃物焚烧炉 | |
| CN104315500A (zh) | 一种生物质气化燃烧炉 | |
| CN210398893U (zh) | 一种生物质直燃锅炉 | |
| CN101354129A (zh) | 生物质、燃煤复合燃料锅炉 | |
| CN202158650U (zh) | 链条式双锅筒生物质颗粒气化燃烧热水环保锅炉 | |
| CN106168373A (zh) | 环保节能高效气化锅炉 | |
| CN208253642U (zh) | 复合加热空气预热器 | |
| CN102494332A (zh) | 节能链条锅炉 | |
| CN201059534Y (zh) | 一种化工生产用的锅炉 | |
| CN209836100U (zh) | 一种生物质循环流化床直燃锅炉与气化炉耦合发电联产活性炭系统 | |
| CN201285029Y (zh) | 燃煤气化常压锅炉 | |
| CN203907569U (zh) | 多种煤气混合燃烧锅炉 | |
| CN206768041U (zh) | 一种节能型生物质固体燃料燃气发生炉装置 | |
| CN202382251U (zh) | 新型垃圾焚烧锅炉 | |
| CN201772617U (zh) | 碳氢混燃压力锅炉 | |
| CN205579541U (zh) | 一种生物质高效低氮气化燃烧装置 | |
| CN201074898Y (zh) | 环保节能型秸秆气化锅炉 | |
| CN2793550Y (zh) | 炭黑尾气锅炉 | |
| CN101526263A (zh) | 高压燃烧环保节能锅炉 | |
| CN2699132Y (zh) | 下燃常压煤气锅炉 | |
| CN201954527U (zh) | 螺旋自动送料燃烧锅炉 | |
| CN212691710U (zh) | 一种高炉煤气与焦炉煤气混烧系统 | |
| CN217441628U (zh) | 一种燃煤锅炉超低负荷的稳燃装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200424 |