CN213840996U - 免脱硝的冷凝型生物质/天然气双燃料锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了免脱硝的冷凝型生物质/天然气双燃料锅炉，包括燃烧机、锅炉本体、节能器、布袋除尘器、冷凝器、炉膛负压变送器及PLC控制器；燃烧机上设有喷火口，燃烧机与PLC控制器连接；锅炉本体包括喷火接入口、炉体、前烟箱、吹灰口、保温层、外衣和支座，炉体内部轴向中心线的下侧设有沿轴向的波纹炉胆，波纹炉胆远离燃烧机的一端设有组合回燃室，组合回燃室和波纹炉胆外侧设有水套，水套外侧设有组合管板锅壳，组合管板锅壳由锅壳前管板、锅壳后管板及锅壳筒体组成。本实用新型可以实现运行的全自动控制，并且无需另加设备即可确保烟气排放达标，具有除灰轻松容易、燃料消耗少、使用安全等优点。

Description

免脱硝的冷凝型生物质/天然气双燃料锅炉

技术领域

本实用新型涉及锅炉技术领域，尤其涉及免脱硝的冷凝型生物质/天然气双燃料锅炉。

背景技术

伴随着国家环保力度的加大，锅炉的环保标准不断更新，锅炉污染物大气排放指标日趋严格，锅炉行业从2000年左右的大规模研制、推广除尘设备，到以后大面积推广脱硫设施，再到近几年的脱硝设备的普遍推广和完善；与此同时，锅炉设计的能效标准及监察措施也再日益的提高和健全；改革开放以来，各行各业积累了数量巨大的燃煤锅炉，寻找一种既能环保达标、又用得起的替代产品，是目前锅炉行业最主要的课题、也是广大用户急切的需要。

生物质颗粒及木片、其原料为在生能源，国家发改委、能源局及多个相关部门多次发文推广生物质燃料；国家环境保护部2017年4月份发布的《高污染燃料目录》中，将生物质成型燃料列为清洁燃料、从根本上确立了生物质燃料的属性；而生物质燃料科学的燃烧，具有独特的环保优势，已被越来越多的锅炉厂家所认识，生物质锅炉应运而生。但市场上的生物质锅炉由于各自开发时的理念不同、大部分产品采用燃煤锅炉结构稍加改制而成，存在出力不足、冒黑烟、效率低及环保测试不能达标等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的上述问题，而提出的免脱硝的冷凝型生物质/天然气双燃料锅炉。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

免脱硝的冷凝型生物质/天然气双燃料锅炉，包括燃烧机、锅炉本体、节能器、布袋除尘器、冷凝器、炉膛负压变送器及PLC控制器；所述燃烧机上设有喷火口，所述燃烧机与PLC控制器连接；所述锅炉本体包括喷火接入口、炉体、前烟箱、吹灰口、保温层、外衣和支座；

优选地，所述炉体内部轴向中心线的下侧设有沿轴向的波纹炉胆，所述波纹炉胆远离燃烧机的一端设有组合回燃室，所述组合回燃室由回燃室前管板、回燃室筒体及回燃室后管板组成。

优选地，所述组合回燃室和波纹炉胆外侧设有水套，所述水套外侧设有拱形管板锅壳，所述组合管板锅壳由锅壳前管板、锅壳后管板及锅壳筒体组成，所述锅壳前管板和回燃室前管板之间设有若干螺纹烟管。

优选地，所述前烟箱位于锅壳前管板外侧，所述螺纹烟管的管程两端分别与前烟箱和组合回燃室相通，所述前烟箱上设有出烟口，所述出烟口另一端与节能器进口连接，所述出烟口上设有烟气氧含量监测孔，所述烟气氧含量监测孔内设有烟气氧含量变送器，所述烟气氧含量变送器与PLC控制器电连接。

优选地，所述节能器的出口与布袋除尘器通过钢制的第一钢制烟道相连，所述布袋除尘器的出口与冷凝器的进口通过第二钢制烟道相连，所述冷凝器的出口通过第三钢制烟道与引风机相连。

优选地，所述吹灰口包括位于组合回燃室后管板底部的第一吹灰孔和位于前烟箱底部的第二吹灰孔，所述第一吹灰孔外侧上部设有炉膛负压监测孔，所述炉膛负压监测孔内设有炉膛负压变送器，所述炉膛负压变送器与PLC控制器电连接。

相比现有技术，本实用新型的有益效果为：

1极限高效率：锅炉本体采用了整体全封闭结构，漏风极小，通过与燃烧机的密闭配合，使燃料的燃烧及换热达到了最大行程度的组合优化；此外，炉体采用波纹炉胆、螺纹烟管，配以高效的节能器及冷凝器，分级科学合理的利用烟气热能，使锅炉在不同负荷的运行状态下均能处于高效区，额定负荷时热效率达98%以上。

2取消全部拉撑件：锅壳前管板为拱形管板、锅壳后管板均为椭球形管板，且回燃室的前管板为带扳边的平管板、回燃室的后管板为椭球形管板，与具有柔性的螺纹烟管、波纹炉胆相配合，取消了大件直拉撑、斜拉撑等所有拉撑，更不存在腰圆形回燃室上下部的多个加固横梁；将锅炉由传统的刚性大的高应力结构变为新型准弹性低应力结构，有效降低不同元件因壁温差异较大而引起连接处（焊缝、扳边）的热应力，有效提高了锅炉的安全可靠性，延长了锅炉的使用寿命。同时，有效减少了制造工作量、减少了监检节点（拉撑件端部焊缝）、便于锅壳内检修与施工。

3双燃料燃烧：本实用新型即可以配套木片木质颗粒通用燃烧机，又可以配套使用燃气燃烧机，实现了生物质、天然气双燃料的燃烧，确保锅炉出力充足、热效率不低于98%。

4低氮排放：在出烟口设有烟气氧含量监测孔及烟气氧含量变送器，能够实时监测烟气中的氧含量，并可以通过PLC控制器自动调节鼓风机的变频量，从而控制烟气中氧含量处于较低值，有效控制锅炉尾部烟气中的氮氧化物的含量，使锅炉的烟气排放在不增加任何脱硝设备的情况下，稳定达到大气排放标准。

5便捷清灰：在组合回燃室、前烟箱处分别设有第一吹灰孔和第二吹灰孔，在锅炉正常运行的情况下，每天定时吹灰5-10分钟，即可确保炉内不积灰，有利于锅炉长期稳定的运行。

6安全自控：炉膛负压变送器随时监测波纹炉胆和组合回燃室内的压力，当出现正压时，及时输出信号至PLC控制器，控制燃烧机停止燃烧，有效保证了锅炉的正常运行。

附图说明

图1为本实用新型提出的免脱硝的冷凝型生物质/天然气双燃料锅炉的主体结构示意图；

图2为本实用新型提出的免脱硝的冷凝型生物质/天然气双燃料锅炉的截面结构示意图；

图3为本实用新型提出的免脱硝的冷凝型生物质/天然气双燃料锅炉的结构示意图。

图中：1、燃烧机；2、喷火口；3、锅炉本体；4、喷火接入口；5、前烟箱；6、锅壳前管板；7锅壳筒体；8、波纹炉胆；9炉体；10、回燃室前管板；11、回燃室筒体；12、回燃室后管板；13、锅壳后管板；14、烟气氧含量监测孔；15、出烟口；16、外衣；17、螺纹烟管；18、炉膛负压变送器；19、第一吹灰孔；20、第二吹灰孔；21、保温层；22、支座；23、节能器；24、第一钢制烟道；25、布袋除尘器；26、冷凝器；27、烟囱；28、引风机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-3，免脱硝的冷凝型生物质/天然气双燃料锅炉，包括燃烧机锅炉本体3、节能器23、布袋除尘器25、冷凝器26、炉膛负压变送器18及PLC控制器；

燃烧机1上设有喷火口2，燃烧机1与PLC控制器连接；锅炉本体3为全封闭结构，锅炉本体3包括喷火接入口4、炉体9、前烟箱5、吹灰孔19和20、保温层21、外衣16及支座22；

喷火接入口4与喷火口2之间采用密封连接；炉体9内部轴向中心线的下侧设有沿轴向的波纹炉胆8，波纹炉胆8远离燃烧机1的一端设有组合回燃室，组合回燃室沿炉体9的径向设置，组合回燃室由回燃室前管板10、回燃室筒体11及回燃室后管板12组成，回燃室前管板10为圆形平管板、回燃室后管板12为椭球形管板、回燃室筒体11为与两侧管板尺寸相对应的圆形筒节；组合回燃室和波纹炉胆8外侧设有水套，水套外侧设有拱形管板锅壳，组合管板锅壳由锅壳前管板6、锅壳后管板13及锅壳筒体7组成，锅壳前管板6为拱形管板、锅壳后管板13均为椭球形管板，锅壳前管板6和回燃室前管板10之间设有若干螺纹烟管17；前烟箱5位于锅壳前管板6外侧，螺纹烟管17的管程两端分别与前烟箱5和组合回燃室相通，前烟箱5上设有出烟口15，出烟口15另一端与节能器23进口连接，出烟口15上设有烟气氧含量监测孔14，烟气氧含量监测孔14内设有烟气氧含量变送器，烟气氧含量变送器与PLC控制器电连接；节能器23的出口与布袋除尘器25通过钢制的第一钢制烟道24相连，布袋除尘器25的出口与冷凝器26的进口通过第二钢制烟道相连，冷凝器26的出口通过第二钢制烟道与引风机28相连，锅炉出口以外所有的连接均经由钢制烟道满焊形式连接。

吹灰口包括位于组合回燃室后管板12底部的第一吹灰孔19和位于前烟箱5底部的第二吹灰孔20，第一吹灰孔19外侧上部设有炉膛负压监测孔，炉膛负压监测孔内设有炉膛负压变送器18，炉膛负压变送器18与PLC控制器电连接。

燃烧机1为木片木质颗粒通用燃烧机或燃气燃烧机。

回燃室前管板10上设有与波纹炉胆8相配合的冲孔扳边，冲孔扳边与波纹炉胆8远离燃烧机1的一端焊接；锅壳前管板6上设有与波纹炉胆8相配合的冲孔扳边，冲孔与波纹炉胆8靠近燃烧机1的一端焊接。

锅壳前管板6和回燃室前管板10上配合开设有若干管孔，每个螺纹烟管17的两端分别与锅壳前管板6和回燃室前管板10上的对应管孔连接并封焊；炉体下部设有支座22，支座22有两个。

冷凝器26必须安装在布袋除尘器25的出口，也就是说：只有在烟气中的尘被布袋除尘器25处理洁净后、再进入冷凝器26，出烟口15与前烟箱5及节能器23进口的连接、节能器23与布袋除尘器25的连接、以及布袋除尘器25与冷凝器26的连接，连接方式均为满焊连接。保温层21为硅酸铝保温层，外衣16为0.8 mm不锈钢板。还包括与燃烧机1配套的鼓风机，PLC控制器通过变频器与鼓风机电连接。

工作过程：

燃烧机1中燃烧产生的火焰自燃烧机1的喷火口2喷出，通过锅炉本体3上的喷火接入口4伸入，源源不断的火焰热源通过与波纹炉胆8的强烈辐射换热，进入组合回燃室后，在转入布置在组合回燃室的若干螺纹烟管17中，进行强烈的对流换热后进入前烟箱5，然后经出烟口15进入节能器23进行对流再换热，将烟气温度降低至120 ℃-150 ℃，此低温烟气从节能器23引出后，经布袋除尘器25将烟气中的尘过滤洁净后，再引入冷凝器26进行对流再次换热、将烟气温度通过换热降低至50℃，使得烟气中的大部分水蒸汽通过冷凝释放出大量的热能传递给被加热的介质及收，而冷凝后的低温烟气由引风机28经由烟囱27排入大气。

烟气氧含量变送器实时监测烟气中的氧含量，并通过PLC控制器自动调节鼓风机的变频量，从而控制烟气中氧含量处于较低值，有效控制锅炉尾部烟气中的氮氧化物的含量；炉膛负压变送器18随时监测波纹炉胆8和组合回燃室内的压力，当出现正压时，及时输出信号至PLC控制器，控制燃烧机1停止燃烧，有效保证了锅炉的正常运行；免脱硝的冷凝型生物质/天然气双燃料锅炉，可以实现运行的全自动控制，并且无需另加设备即可确保烟气排放达标，具有除灰轻松容易、燃料消耗少、使用安全等优点。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.免脱硝的冷凝型生物质/天然气双燃料锅炉，其特征在于，包括燃烧机（1）、锅炉本体（3）、节能器（23）、布袋除尘器（25）、冷凝器（26）、炉膛负压变送器（18）及PLC控制器；所述燃烧机（1）上设有喷火口（2），所述燃烧机（1）与PLC控制器连接；所述锅炉本体（3）包括喷火接入口（4）、炉体（9）、前烟箱（5）、吹灰口、保温层（21）、外衣（16）和支座（22）。

2.根据权利要求1所述的免脱硝的冷凝型生物质/天然气双燃料锅炉，其特征在于，所述炉体（9）内部轴向中心线的下侧设有沿轴向的波纹炉胆（8），所述波纹炉胆（8）远离燃烧机（1）的一端设有组合回燃室，所述组合回燃室由回燃室前管板（10）、回燃室筒体（11）及回燃室后管板（12）组成，所述回燃室前管板（10）为圆形平管板、回燃室后管板（12）为椭球形管板。

3.根据权利要求2所述的免脱硝的冷凝型生物质/天然气双燃料锅炉，其特征在于，所述组合回燃室和波纹炉胆（8）外侧设有水套，所述水套外侧设有拱形管板锅壳，所述组合管板锅壳由锅壳前管板（6）、锅壳后管板（13）及锅壳筒体（7）组成，所述锅壳前管板（6）为拱形管板、锅壳后管板（13）均为椭球形管板，所述锅壳前管板（6）和回燃室前管板（10）之间设有若干螺纹烟管（17）。

4.根据权利要求3所述的免脱硝的冷凝型生物质/天然气双燃料锅炉，其特征在于，所述前烟箱（5）位于锅壳前管板（6）外侧，所述螺纹烟管（17）的管程两端分别与前烟箱（5）和组合回燃室相通，所述前烟箱（5）上设有出烟口（15），所述出烟口（15）另一端与节能器（23）进口连接，所述出烟口（15）上设有烟气氧含量监测孔（14），所述烟气氧含量监测孔（14）内设有烟气氧含量变送器，所述烟气氧含量变送器与PLC控制器电连接。

5.根据权利要求1所述的免脱硝的冷凝型生物质/天然气双燃料锅炉，其特征在于，所述节能器（23）的出口与布袋除尘器（25）通过钢制的第一钢制烟道（24）相连，所述布袋除尘器（25）的出口与冷凝器（26）的进口通过第二钢制烟道相连，所述冷凝器（26）的出口通过第三钢制烟道与引风机（28）相连；所述冷凝器（26）必须安装在布袋除尘器（25）的出口。

6.根据权利要求2所述的免脱硝的冷凝型生物质/天然气双燃料锅炉，其特征在于，所述吹灰口包括位于组合回燃室后管板（12）底部的第一吹灰孔（19）和位于前烟箱（5）底部的第二吹灰孔（20），所述第一吹灰孔（19）外侧上部设有炉膛负压监测孔，所述炉膛负压变送器（18）设置在炉膛负压监测孔内，所述炉膛负压变送器（18）与PLC控制器电连接。

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