CN210688167U - 一种基于现有燃气锅炉改造的可燃烧生物质燃料的锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于工业锅炉设备领域，具体涉及一种基于现有燃气锅炉改造的可燃烧生物质燃料的锅炉，包括燃烧器、炉膛以及与炉膛连通的烟风管道，其特征为，所述燃烧器包括文丘里燃烧喷嘴和点火器，所述点火器包括点火气源和设置在文丘里燃烧喷嘴出口处的点火喷嘴，点火喷嘴与设置在锅炉外的点火气源通过管道连通，点火喷嘴口设有打火电极。本实用新型在现有的燃气锅炉基础上只需要小的改造即可使用便宜的生物质燃料，改造成本低，相对于燃气燃料，生物质燃料制造、运输、存储成本低，具有可观的经济效益，使用文丘里燃烧喷嘴有利于提高安全性。

Description

一种基于现有燃气锅炉改造的可燃烧生物质燃料的锅炉

技术领域

本实用新型属于工业锅炉设备领域，具体涉及一种基于现有燃气锅炉改造的可燃烧生物质燃料的锅炉。

背景技术

燃气锅炉如卧式内胆式燃气锅炉和水管式燃气锅炉通常包括炉膛1、燃气燃烧器5、烟风管道2，参见图1，燃气燃烧机5将燃气喷入炉膛1燃烧，尾烟从烟风管道2排出。燃气燃料属于清洁能源，然而价格较高，且燃气输送存储安全措施要求高，导致维护成本高。

生物质燃料作为一种可再生绿色燃料，取材广泛，价格便宜。目前对生物质燃料可采用层燃方式，生物质燃料烘干粗磨成毫米级燃料之后，通过添加一定量的煤炭或其它粘合剂压制成型颗粒进行层燃，这种层燃方式燃烧效率低，且尾气排放很难达到绿色排放标准；对生物质燃料也可采用室燃方式，将生物质散料破碎烘干后再磨成微米级的超细粉体，将超细粉体与空气混合输送入特制的绝热燃烧室内燃烧，燃烧温度达到1400℃以上的高温，这种室燃方式极大地提高了燃料使用效率，然而燃料粉碎烘干需要消耗大量电能，燃烧高温产生很高浓度的氮氧化物导致尾气处理成本高，这种微米级生物质室燃需要专门的绝热燃烧室，目前还仅限于生产热风用于烘干等行业，无法用来生产蒸汽和热水。

如果将普通的毫米级生物质燃料应用到现有的燃气锅炉进行室燃以取代燃气燃烧生产蒸汽或热水，将给企业主带来可观的经济效益。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种基于现有燃气锅炉改造的可燃烧生物质燃料的锅炉，使得毫米级生物质燃料应用到燃气锅炉内进行室燃，降低生产成本。

实现本实用新型的目的的技术方案是，

一种基于现有燃气锅炉改造的可燃烧生物质燃料的锅炉，包括燃烧器、炉膛以及与炉膛连通的烟风管道，其特征为，所述燃烧器包括文丘里燃烧喷嘴和点火器，

所述文丘里燃烧喷嘴无缝隙安装于炉膛壁上，文丘里燃烧喷嘴的管道连通炉膛内外，文丘里燃烧喷嘴包括沿风料输送方向顺次连接的收缩段、直流段、扩散段、限流段，所述收缩段、扩散段为中空锥形管，所述直流段、限流段为中空柱状管，

所述点火器包括点火气源和设置在文丘里燃烧喷嘴出口处的点火喷嘴，点火喷嘴与设置在锅炉外的点火气源通过管道连通，点火喷嘴口设有打火电极。

进一步，所述直流段的长度不小于直流段的内径，燃烧过程中，直流段内的风料混合物的流速大于风料混合物燃烧的火焰最大传播速度，扩散段出口的风料混合物的流速与风料混合物稳定燃烧所需要的速率相适配。

进一步，所述文丘里燃烧喷嘴的直流段的长度为其内径的2倍。

进一步，所述文丘里燃烧喷嘴的扩散段的长度为其出口内径的3-15倍。

进一步，点火气源为液化罐装天然气。

进一步，所述文丘里燃烧喷嘴使用耐热钢材制成。

进一步，所述烟风管道出口还设有余热回收装置。

上述锅炉使用细度在2mm以下的生物质燃料粉体，鼓风机将生物质燃料粉体和空气输送到管道内形成风料混合体，风料混合体由文丘里燃烧喷嘴收缩段入口输入，在文丘里燃烧喷嘴的限流段出口处被点燃，并喷入炉膛内燃烧对水管或者内胆加热，上述生物质燃料风料混合物点燃需要输入气体引燃，打火电极点燃点火喷嘴内的易燃气体，燃烧的气体引燃风料混合物待其燃烧稳定后即可切断气体输入。

本实用新型的基于现有燃气锅炉改造的可燃烧生物质燃料的锅炉，将现有的燃气燃烧机替换为文丘里燃烧喷嘴，原有的燃气锅炉的水汽设备保持不变，改造后的生物质燃料输送系统、点火器都可接入原有的控制系统，实现自动控制，在现有的燃气锅炉基础上只需要小的改造即可使用便宜的生物质燃料，改造成本低，相对于燃气燃料，生物质燃料制造、运输、存储成本低，具有可观的经济效益，使用文丘里燃烧喷嘴有利于提高安全性。

附图说明

图1为现有的卧式内胆燃气锅炉结构示意图；

图2为本实用新型的实施例基于卧式内胆燃气锅炉改造的可燃烧生物质燃料的锅炉结构示意图；

图3为文丘里燃烧喷嘴结构示意图；

图4为本实用新型另一个实施例基于水管式燃气锅炉改造的可燃烧生物质燃料的锅炉结构示意图。

图中，1.炉膛；2.烟风管道；3.文丘里燃烧喷嘴；31.收缩段；32.直流段；33.扩散段；34.限流段；5.燃气燃烧器；6.点火器；61.点火喷嘴；62.点火气源。

实心箭头为风料混合物输送方向，W1为收缩段入口处流速，W2为收缩段出口处和直流段流速，W3为扩散段出口处流速；空心箭头为烟尘排出方向。

文丘里燃烧喷嘴的内径D与该处风料混合物流速W相关，两者关系存在公式一：

，其中D为直径，单位为m；Q为风量，单位为

/s；W为流速，单位为m/s；风 量由风料混合物输送管道内的鼓风机确定，根据公式一，确定了文丘里燃烧喷嘴各处的流 速W即可获得该处的内径D。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型进行详细的说明。

参见图1-图3，本实施例是基于卧式内胆燃气锅炉改造的一种生物质燃料室燃锅炉，包括燃烧器、炉膛1以及与炉膛连通的烟风管道2，燃烧器包括文丘里燃烧喷嘴3和点火器6，

文丘里燃烧喷嘴3无缝隙安装于炉膛壁上，文丘里燃烧喷嘴3的管道连通炉膛内1外，该文丘里燃烧喷嘴3包括沿风料混合物输送方向顺次连接的收缩段31、直流段32、扩散段33、限流段34，收缩段31、扩散段33为中空锥形管，直流段32、限流段34为中空柱状管，收缩段31的作用在于提高输入文丘里燃烧喷嘴的风料混合物流速，使得风料混合物在收缩段出口处的流速W2超过风料混合物燃烧的火焰最大传播速度，毫米级生物质燃料的火焰传播速度范围为15-25m/s, 本实施例W2取值为30m/s；直流段32的作用在于保持风料混合物流速W2输送一段距离，确保文丘里燃烧喷嘴出口处的燃烧火焰不会越过直流段32回火到入口处，达到防止回火效果，提高安全性，本实施例直流段长度为直流段内径的2倍；扩散段33的作用在于将风料混合物流速W2降到W3,流速W3与风料混合物稳定燃烧所需要的速度相适配，本实施例中，该文丘里燃烧喷嘴作为正常喷嘴使用， W3为15m/s，扩散段33的长度为其出口内径的10倍，扩散段33的选取合适的长度有利于风料混合的更加均匀；限流段34作用在于控制从扩散段出口的生物质燃料发散，限流段长度以确保燃料颗粒在接触到锅炉内胆外壁之前燃烧完毕为准，防止燃料颗粒散射到锅炉内胆上燃烧导致结焦，文丘里燃烧喷嘴3使用310S不锈钢制成，以保证可以在1100℃的高温环境中连续使用；

点火器6包括点火气源62和设置在文丘里燃烧喷嘴3出口处的点火喷嘴61，点火喷嘴61与设置在锅炉外的点火气源62通过管道连通，点火喷嘴口设有打火电极，点火气源62为液化罐装天然气，使用液化天然气作为燃烧气体，价格便宜，安全性能好；

烟风管道2出口还设有余热回收装置，有利于提高能源利用率。

参见图4，本案另一个实施例是基于水管式燃气锅炉改造的可燃烧生物质燃料的锅炉，针对水管式燃气锅炉改造与上述实施例针对卧式内胆燃气锅炉改造内容相同，具体结构参考上述实施例内容。

Claims (7)

1.一种基于现有燃气锅炉改造的可燃烧生物质燃料的锅炉，包括燃烧器、炉膛以及与炉膛连通的烟风管道，其特征为，所述燃烧器包括文丘里燃烧喷嘴和点火器，

所述文丘里燃烧喷嘴无缝隙安装于炉膛壁上，文丘里燃烧喷嘴的管道连通炉膛内外，文丘里燃烧喷嘴包括沿风料输送方向顺次连接的收缩段、直流段、扩散段、限流段，所述收缩段、扩散段为中空锥形管，所述直流段、限流段为中空柱状管，

所述点火器包括点火气源和设置在文丘里燃烧喷嘴出口处的点火喷嘴，点火喷嘴与设置在锅炉外的点火气源通过管道连通，点火喷嘴口设有打火电极。

2.根据权利要求1所述的可燃烧生物质燃料的锅炉，其特征为，所述文丘里燃烧喷嘴直流段的长度不小于直流段的内径，燃烧过程中，直流段内的风料混合物的流速大于风料混合物燃烧的火焰最大传播速度，扩散段出口的风料混合物的流速与风料混合物稳定燃烧所需要的速率相适配。

3.根据权利要求1所述的可燃烧生物质燃料的锅炉，其特征为，所述文丘里燃烧喷嘴的直流段的长度为其内径的2倍。

4.根据权利要求1所述的可燃烧生物质燃料的锅炉，其特征为，所述文丘里燃烧喷嘴的扩散段的长度为其出口内径的3-15倍。

5.根据权利要求1所述的可燃烧生物质燃料的锅炉，其特征为，点火气源为液化罐装天然气。

6.根据权利要求1所述的可燃烧生物质燃料的锅炉，其特征为，所述文丘里燃烧喷嘴使用耐热钢材制成。

7.根据权利要求1所述的可燃烧生物质燃料的锅炉，其特征为，所述烟风管道出口还设有余热回收装置。

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