CN213577579U - 一种用于生物质锅炉的新型二次风装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于生物质锅炉的新型二次风装置，包括气体混合管、第一进气管、第二进气管、第一进气风机和第二进气风机，气体混合管两端开口，且两端口分别用于和生物质锅炉连通，生物质锅炉的高温烟气从气体混合管两端口进入；所述第一进气管一端从其中一个端口伸入气体混合管，另一端和第一进气风机连通，用于向气体混合管输入第一气体；所述气体混合管周侧设有一通孔，第二进气管一端和气体混合管通孔连通，另一端和第二进气风机连通，用于向气体混合管输入第二气体。具有可提高生物质燃料燃烧效率、降低燃烧系统NOx排放、可避免生物质锅炉冒黑烟和二次风压力大等优点。

Description

一种用于生物质锅炉的新型二次风装置

技术领域

本实用新型涉及生物质锅炉设备技术领域，具体涉及一种用于生物质锅炉的新型二次风装置。

背景技术

随着全球性大气污染的进一步加剧，减少

等温室气体的净排放量已成为世界各国解决能源与环境问题的焦点。生物质成型燃料，是将农林废物作为原材料，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制成各种成型（如块状、颗粒状等）的，可直接燃烧的一种新型清洁燃料。生物质成型燃料燃烧产生的

净排放量基本为0，

净排放量仅只有煤炭燃烧的五分之一，

净排放量仅仅只有煤炭燃烧的十分之一，基于这些优点，采用生物质成型燃料是世界范围内进行生物质高效、洁净化利用的一个有效途径。

通过对生物质燃料进行工业成分分析可知：生物质燃料中易挥发的含量一般占燃料成分的75%～80%左右，在200℃时就开始大量挥发析出，它的高挥发特性和燃气特性比较接近。然而生物质燃料天然是固体形态，所有不可能采用燃气式燃烧机燃烧，目前，多大是采用层状燃烧或者流化床燃烧。受燃烧设备客观条件影响，易挥发部分不能和空气充分接触，同时由于接触时间比较短，易挥发部分不能得到完全燃烧，一部分易挥发气体经过上半部分的低温炉膛直接逸出炉外，一部分易挥发气体在高温缺氧状态下分解成炭黑粒子，会增大化学热损失和物理热损失，锅炉存在冒黑烟现象。

针对上述问题，可以采用增加二次风装置的方式来解决，但是从目前大多数结构的实际运行结果来看，取得的效果并不明显，还存在以下不足：

1、现有的装置二次风的流速低，不能穿透整个烟气层：生物质燃料与燃煤相比易挥发含量更高，为了适应生物质燃料的燃烧特性，生物质锅炉的炉膛设计得较为开阔，现有得二次风风速通常设计为20m/s~50m/s，即使在生物质锅炉的进出两面布置二次分结构也不能完全穿透炉膛空间，易挥发部分燃料和二次风得不到完全有效地接触。

2、现有的二次风结构简单，搅动混合能力弱：生物质锅炉内的空气和生物质燃料易挥发部分是否充分混合，与二次风的旋向和搅动能力有直接关系，目前大多数二次风是采用空气直吹法，二次风只改变了燃烧炉内的烟气流动方向，二次风空气携带易挥发燃料一起直线运动，但空气与易挥发燃料之间并没有剧烈的碰撞和搅动，两者混合不充分。

3、现有的二次风是单一介质空气，不能有效减小

排放：根据热力型

和燃料型

形成机理，要控制其生成，就需要降低锅炉炉膛燃烧温度，并避免产生局部高温区，降低过量空气系数，形成还原性气氛。现有的二次风采用空气做为二次风，炉内局部过量空气过大，形成氧化性气氛，增加了

的排放。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于：设计一种用于生物质锅炉的新型二次风装置，采用两种二次风来提高二次风的旋向和搅动能力，让空气和高温烟气充分混合；两种二次风包括空气和生物质锅炉的低温烟气，降低锅炉燃烧温度，降低过量空气系数，有效减少

的排放。具有可提高生物质燃料燃烧效率、降低燃烧系统NOx排放、可避免生物质锅炉冒黑烟和二次风压力大等优点。

一种用于生物质锅炉的新型二次风装置，包括气体混合管、第一进气管、第二进气管、第一进气风机和第二进气风机，所述气体混合管两端开口，且两端口分别用于和生物质锅炉连通，生物质锅炉的高温烟气从气体混合管两端口进入；所述第一进气管一端从其中一个端口伸入气体混合管，另一端和第一进气风机连通，用于向气体混合管输入第一气体；所述气体混合管周侧设有一通孔，第二进气管一端和气体混合管通孔连通，另一端和第二进气风机连通，用于向气体混合管输入第二气体。

进一步地，所述气体混合管和第一进气管均水平布置，第一进气管为进风管，第一进气风机为高压进风风机，用于将空气送入气体混合管，空气在气体混合管内沿水平方向流动；所述第二进气管沿竖向布置，第二进气管为进烟管，第二进气风机为高压进烟风机，用于将生物质锅炉的低温烟气送入气体混合管，低温烟气在气体混合管内沿竖直方向旋转流动。

进一步地，还包括进风调节阀和进烟调节阀，所述进风调节阀安装在进风管上，用于控制空气进入气体混合管的风速和风量；所述进烟调节阀安装在进烟管上，用于控制低温烟气进入气体混合管的风速和风量。

进一步地，还包括锥形管，所述锥形管两端开口，锥形管小端口和气体混合管其中一个端口大小相同，且固定连通；所述锥形管和气体混合管构成一个二次风混合腔体，生物质锅炉的高温烟气一部分从锥形管大端口进入二次风混合腔体，另一部分从气体混合管另一端进入二次风混合腔体。

进一步地，还包括支撑板，所述支撑板安装在气体混合管内，支撑板一端和气体混合管内壁固定连接，支撑板另一端和进风管外壁固定连接。

进一步地，还包括支撑板，所述支撑板安装在锥形管内，支撑板一端和锥形管内壁固定连接，支撑板另一端和进风管外壁固定连接；所述锥形管的开口角度为50°~70°。

进一步地，所述支撑板设有三块，且三块支撑板呈圆周分布，三块支撑板之间间距相同，生物质锅炉的高温烟气从支撑板之间的间隙进入气体混合管。

进一步地，所述高压进风风机采用高压力、小流量风机，压力大于10000pa，流量为

。

进一步地，所述高压进烟风机采用高压力、小流量风机，压力大于10000pa，流量为

。

进一步地，所述气体混合管、锥形管、进风管、进烟管和支撑板的材料均采用不锈钢310S。

相比于现有技术，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的一种用于生物质锅炉的新型二次风装置，进风管和气体混合管均水平布置，进烟管竖向布置，采用两种二次风来提高二次风的旋向和搅动能力，让空气和高温烟气充分混合，从而提高生物质燃料燃烧效率；两种二次风包括空气和生物质锅炉的低温烟气，降低锅炉燃烧温度，降低过量空气系数，有效降低燃烧系统NOx排放。

附图说明

图1为本实用新型实施例中用于生物质锅炉的新型二次风装置的结构示意图。

附图标记：

1、气体混合管；2、进风管；3、进烟管；4、高压进风风机；5、高压进烟风机；6、进风调节阀；7、进烟调节阀；8、锥形管；9、支撑板；10、高温烟气；11、空气；12、低温烟气。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例：

参照图1，一种用于生物质锅炉的新型二次风装置，包括气体混合管1、第一进气管、第二进气管、第一进气风机和第二进气风机，所述气体混合管两端开口，且两开口分别用于和生物质锅炉连通，生物质锅炉的高温烟气从气体混合管两端开口进入；所述第一进气管一端伸入气体混合管，另一端和第一进气风机连通，用于向气体混合管输入第一气体；所述气体混合管周侧设有一通孔，第二进气管一端和气体混合管通孔连通，另一端和第二进气风机连通，用于向气体混合管输入第二气体。其中，所述气体混合管和第一进气管均水平布置，第一进气管为进风管2，第一进气风机为高压进风风机4，用于将空气送入气体混合管，空气在气体混合管内沿水平方向流动；所述第二进气管沿竖向布置，第二进气管为进烟管3，第二进气风机为高压进烟风机5，用于将生物质锅炉的低温烟气送入气体混合管，低温烟气在气体混合管内沿竖直方向旋转流动。

上述用于生物质锅炉的新型二次风装置的工作原理和效果：

进风管和气体混合管均水平布置，在高压进风风机的引射作用下，空气11进入气体混合管并沿水平方向流动，进风管和气体混合管之间会形成一个负压区，让生物质锅炉的高温烟气进入气体混合管。进烟管竖向布置，在高压进烟风机的引射作用下，生物质锅炉尾部的高温烟气10进入气体混合管，低温烟气12在气体混合管内沿竖直方向高速旋转流动，在气体混合管内部空间形成气流漩涡，漩涡中心区域形成负压区，生物质锅炉的高温烟气从漩涡中心负压区进入气体混合管。

这样，通过高压进风风机和高压进烟风机的共同作用，生物质锅炉的高温烟气不断从气体混合管两端进入，和高压空气、高压旋转低温烟气发生强烈扰动碰撞，生物质锅炉内的空气和生物质燃料易挥发部分充分混合，生物质燃料易挥发部分得以充分燃尽，提高生物质锅炉燃料燃烧效率，从而解决解决生物质锅炉冒黑烟问题。同时，二次风采用空气和生物质锅炉的低温烟气，可以降低生物质锅炉燃烧温度，避免产生局部高温区，降低过量空气系数，形成还原性气氛，从而有效降低燃烧系统NOx排放。

在一种可能的实施方式中，还包括进风调节阀6和进烟调节阀7，所述进风调节阀安装在进风管上，用于控制空气进入气体混合管的风速和风量；所述进烟调节阀安装在进烟管上，用于控制低温烟气进入气体混合管的风速和风量。具体地，通过进风调节阀与进烟调节阀，共同调节进入生物质锅炉的空气与低温烟气，让两种二次风的比例达到合适配比，为锅炉内局部缺氧部位提供了空气，同时提供了烟气还原性氛围，有效地均匀了炉膛温度，降低了锅炉氮氧化物的排放。

在一种可能的实施方式中，还包括锥形管8，所述锥形管两端开口，锥形管小端口和气体混合管其中一个端口大小相同，且固定连通；所述锥形管和气体混合管构成一个二次风混合腔体，生物质锅炉的高温烟气一部分从锥形管大端口进入二次风混合腔体，另一部分从气体混合管另一端进入二次风混合腔体。

具体实施时，还包括支撑板9，所述支撑板可以安装在气体混合管内，支撑板一端和气体混合管内壁固定连接，支撑板另一端和进风管外壁固定连接。所述支撑板还可以安装在锥形管内，支撑板一端和锥形管内壁固定连接，支撑板另一端和进风管外壁固定连接；所述锥形管的开口角度为50°~70°。所述支撑板设有三块，且三块支撑板呈圆周分布，三块支撑板之间间距相同，生物质锅炉的高温烟气从支撑板之间的间隙进入气体混合管。

具体地，二次风进空气时，进风管和气体混合管之间会形成一个负压区，限于气体混合管的端口大小，高温烟气进入气体混合管的速度较低，因此在气体混合管端口处焊接设置锥形管，可以有效提高高温烟气进入气体混合管的速度。

在一种可能的实施方式中，所述高压进风风机采用高压力、小流量风机，压力大于10000pa，流量为

。所述高压进烟风机采用高压力、小流量风机，压力大于10000pa，流量为

。这样，可以提高二次风的风速，保证二次风穿透整个烟气层，让二次风完全穿透炉膛空间，生物质燃料易挥发部分和二次风可以完全有效地接触，从而提高生物质燃料燃烧效率。

上述用于生物质锅炉的新型二次风装置，采用两种二次风来提高二次风的旋向和搅动能力，让空气和高温烟气充分混合，提高生物质燃料燃烧效率从而解决解决生物质锅炉冒黑烟问题。两种二次风包括空气和生物质锅炉的低温烟气，降低锅炉燃烧温度，降低过量空气系数，有效降低燃烧系统NOx排放。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种用于生物质锅炉的新型二次风装置，其特征在于，包括气体混合管、第一进气管、第二进气管、第一进气风机和第二进气风机，所述气体混合管两端开口，且两端口分别用于和生物质锅炉连通，生物质锅炉的高温烟气从气体混合管两端口进入；所述第一进气管一端从其中一个端口伸入气体混合管，另一端和第一进气风机连通，用于向气体混合管输入第一气体；所述气体混合管周侧设有一通孔，第二进气管一端和气体混合管通孔连通，另一端和第二进气风机连通，用于向气体混合管输入第二气体。

2.根据权利要求1所述的用于生物质锅炉的新型二次风装置，其特征在于，所述气体混合管和第一进气管均水平布置，第一进气管为进风管，第一进气风机为高压进风风机，用于将空气送入气体混合管，空气在气体混合管内沿水平方向流动；所述第二进气管沿竖向布置，第二进气管为进烟管，第二进气风机为高压进烟风机，用于将生物质锅炉的低温烟气送入气体混合管，低温烟气在气体混合管内沿竖直方向旋转流动。

3.根据权利要求2所述的用于生物质锅炉的新型二次风装置，其特征在于，还包括进风调节阀和进烟调节阀，所述进风调节阀安装在进风管上，用于控制空气进入气体混合管的风速和风量；所述进烟调节阀安装在进烟管上，用于控制低温烟气进入气体混合管的风速和风量。

4.根据权利要求3所述的用于生物质锅炉的新型二次风装置，其特征在于，还包括锥形管，所述锥形管两端开口，锥形管小端口和气体混合管其中一个端口大小相同，且固定连通；所述锥形管和气体混合管构成一个二次风混合腔体，生物质锅炉的高温烟气一部分从锥形管大端口进入二次风混合腔体，另一部分从气体混合管另一端进入二次风混合腔体。

5.根据权利要求4所述的用于生物质锅炉的新型二次风装置，其特征在于，还包括支撑板，所述支撑板安装在气体混合管内，支撑板一端和气体混合管内壁固定连接，支撑板另一端和进风管外壁固定连接。

6.根据权利要求4所述的用于生物质锅炉的新型二次风装置，其特征在于，还包括支撑板，所述支撑板安装在锥形管内，支撑板一端和锥形管内壁固定连接，支撑板另一端和进风管外壁固定连接；所述锥形管的开口角度为50°~70°。

7.根据权利要求5或6任一所述的用于生物质锅炉的新型二次风装置，其特征在于，所述支撑板设有三块，且三块支撑板呈圆周分布，三块支撑板之间间距相同，生物质锅炉的高温烟气从支撑板之间的间隙进入气体混合管。

8.根据权利要求7所述的用于生物质锅炉的新型二次风装置，其特征在于，所述高压进风风机采用高压力、小流量风机，压力大于10000pa，流量为

。

9.根据权利要求8所述的用于生物质锅炉的新型二次风装置，其特征在于，所述高压进烟风机采用高压力、小流量风机，压力大于10000pa，流量为

。

10.根据权利要求9所述的用于生物质锅炉的新型二次风装置，其特征在于，所述气体混合管、锥形管、进风管、进烟管和支撑板的材料均采用不锈钢310S。

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