CN216745628U - 一种生物质锅炉炉渣热量回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生物质锅炉炉渣热量回收系统，包括破碎装置、流化床换热器、用于固气分离的除尘装置、送风装置，破碎装置与流化床换热器的进渣口连通，除尘装置与流化床换热器的出渣口连通，送风装置与流化床换热器的进风口连通并设置用于控制向流化床换热器输送风量的第一控风部件，破碎装置、流化床换热器、除尘装置之间密封连接，本实用新型将生物质炉渣破碎后通过流化床换热器使碎渣在换热器内均匀分布并短暂停留，提升热量的回收率以及换热的效率，整个过程利用气流密封完成，减少对外部环境的污染，通过控制气压，适应不同生物质的炉渣以及所需的换热率、换热温度，实现自动冷渣和换热，解决人工排渣的安全隐患。

Description

一种生物质锅炉炉渣热量回收系统

技术领域

本实用新型涉及生物质燃烧发电领域，具体涉及一种生物质锅炉炉渣热量回收系统。

背景技术

现有技术中生物质能占世界一次能源消耗的14%，是继煤、石油和天然气之后的第四大能源。我国每年可能源化利用的生物质资源总量约相当于4.6亿t标准煤。其中：农业废弃物资源量约4亿t，折算成标准煤量约2亿t；林业废弃物资源量约3.5亿t，折算成标准煤量约2亿t；其他有机废弃物约0.6亿t标准煤。

在生物质燃料收集、运输、存储过程中，受条件限制，生物质燃料中不可避免地会掺杂大量泥沙及石块、砖块、铁块等大尺寸不可燃杂质，其中不可燃杂质颗粒尺寸≥100mm的占比6%，≥150mm的占比2%。在运行中，为了稳定燃烧，必须以5t/h~10t/h的速度排出800℃左右的炉渣，而大尺寸不可燃杂质会造成排、冷渣系统严重卡涩、堵塞，使冷渣器失去排、冷渣能力。据调研，管式冷渣器、风水联合冷渣器和干式除渣设备等传统设备均不能满足生物质锅炉的排、冷渣需要，国内已投产的生物质发电厂排、冷渣系统现状普遍存在无适用的冷渣设备、热渣依赖人工直排、人身安全隐患极高、排渣热损失严重、拉运清洁费用高、污染环境等等非常突出的问题，直接影响了生物质直燃发电机组的安全生产。

中国专利文献CN210862338U公开了一种生物质锅炉炉渣余热回收装置，通过设置的碾碎装置，通过减速电机带动主动辊转动，进行对锅炉炉渣进行粉碎，但其处理炉渣量和回收热量效率相对较低，且回收过程不密封，存在炉渣粉尘外泄情况。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种生物质锅炉炉渣余热回收装置，用以高效回收生物质炉渣的热量，并减少对环境的污染。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种生物质锅炉炉渣热量回收系统，包括用于对炉渣进行破碎的破碎装置、流化床换热器、用于对炉渣混合气体进行固气分离的除尘装置、用于对所述流化床换热器输送风量的送风装置，所述破碎装置的出渣口与所述流化床换热器的进渣口连通，所述除尘装置的进渣口与所述流化床换热器的出渣口连通，所述送风装置包括送风管、风机，所述送风管的入口与所述风机连通，所述送风管的第一出口与所述流化床换热器的进风口连通，所述送风管上设置有用于控制向所述流化床换热器内输送风量大小的第一控风部件，所述破碎装置、流化床换热器、除尘装置之间密封连接。

优选地，所述流化床换热器包括密封的换热壳体、设置在所述换热壳体内的换热管，换热管位于所述流化床换热器的进渣口、出渣口之间的换热壳体内。

进一步优选地，所述流化床换热器的进风口开设在所述换热壳体的底部，且所述流化床换热器的进风口朝向所述换热管。

更进一步优选地，所述流化床换热器还包括保护部件，所述保护部件设置在所述换热壳体内的换热管的上游用于避免所述流化床换热器的进风口的风直吹换热管。

优选地，所述送风装置还包括进风管，所述进风管的入口与所述除尘装置连通，所述进风管的出口与所述风机连通。

优选地，所述送风管的第二出口与所述破碎装置连通，所述送风管上设置有用于控制向所述破碎装置内输送风量大小的第二控风部件。

进一步优选地，所述破碎装置包括破碎壳体、设置在所述破碎壳体内的破碎组件，所述破碎组件位于所述破碎装置的进渣口、出渣口之间的破碎壳体内；所述破碎壳体上开设有排渣口，所述排渣口上设置有可开闭的挡板，所述破碎装置的进风口正对所述破碎装置的出渣口，且均位于所述挡板的上方。

优选地，所述系统还包括炉渣储存部件，所述炉渣储存部件与所述除尘装置连通；所述炉渣储存部件与所述破碎装置连通。

优选地，所述系统还包括进液管、出液管，所述进液管、出液管分别与所述换热管的进液口、出液口连通，所述换热管设置有多个，多个所述换热管在所述进液管与所述出液管之间并联设置。

进一步优选地，所述进液管上设置有用于控制换热液体流量大小的流量阀。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型将生物质炉渣破碎后通过流化床换热器使碎渣在换热器内均匀分布并短暂停留，提升热量的回收率以及换热的效率，彻底回收炉渣余热，再通过除尘装置将气渣分离，整个过程利用气流密封完成，减少对外部环境的污染，并可以通过控制气压，适应不同生物质的炉渣以及所需的换热率、换热温度，实现自动冷渣和换热，解决了人工排渣的安全隐患。

附图说明

附图1为本实施例的结构示意图；

附图2为本实施例中换热管的结构示意图。

以上附图中：1、破碎装置；11、破碎壳体；12、破碎组件；13、挡板；2、流化床换热器；21、换热壳体；22、换热管；23、布风板；24、保护部件；3、除尘装置；41、进风管；42、送风管；43、风机；44、第一控风部件；45、第二控风部件；51、进液管；52、出液管；53、水泵；54、除氧器；55、流量阀；6、炉渣储存部件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1、2所示，一种生物质锅炉炉渣热量回收系统，在冷却高温炉渣的同时加热发电系统的凝结水，将生物质锅炉炉渣的热量回收至热力系统。系统可以使相关执行换热动作的部件内部处于负压，防止粉尘外漏，并可以使整个炉渣冷却排放和热量回收过程在密闭环境内自动完成，解决人工排渣的安全隐患。系统包括破碎装置1、流化床换热器2、除尘装置3、送风装置、炉渣储存部件6，并且各部件之间密封连接。

破碎装置1用于对炉渣进行破碎，破碎后的炉渣可以更快速的换热。破碎装置1包括破碎壳体11、设置在破碎壳体11内的破碎组件12，破碎壳体11沿竖直方向设置，破碎壳体11上开设进渣口、出渣口、进气口、排渣口，破碎组件12位于其进渣口和出渣口之间的破碎壳体11内，破碎组件12执行破碎动作并可以根据需要调整炉渣破碎后的尺寸。进渣口开设在破碎壳体11的顶部用于接收生物质锅炉的高温炉渣。排渣口开设在破碎壳体11的底部并在排渣口上设置可开闭的挡板13，被破碎的炉渣落至挡板13上，挡板13通过电动控制，该排渣口与炉渣储存部件6连通，作为事故排渣旁路，在系统出现问题不能正常工作时，可以直接电动打开挡板13，排渣至炉渣储存部件6，避免炉渣堆积导致生物质锅炉停机。破碎装置1的出渣口与流化床换热器2连通，将被破碎的炉渣转移至流化床换热器2内进行换热，进风口正对的出渣口，且进风口和出渣口均位于挡板13的上方，进风口引入风将收集在挡板13上方的炉渣吹送至对面的出渣口并提供推动力使炉渣进入流化床换热器2。

流化床换热器2采用了流化床技术，通过气流作用使炉渣颗粒像流体一样运动，并可以在一瞬间短暂停留悬浮，换热效率高，同时不易结垢免于人工清洗。流化床换热器2包括密封的换热壳体21、设置在换热壳体21内的换热管22，换热壳体21上开设进渣口、出渣口、进风口，换热管22位于其进渣口、出渣口之间的换热壳体21内。换热壳体21沿竖直方向设置，其内部、外部环境相互隔绝，避免粉尘扬起造成污染。进风口开设在换热壳体21的最底部，并朝向换热管22，用于将进入换热壳体21内的炉渣吹向换热管22进行换热，进风口上方水平布置有布风板23，布风板23将进风口送入换热壳体21内的风均匀分布，让炉渣形成稳定的流化态，同时炉渣在进入换热壳体21后先落在布风板23上，然后在被均匀吹起。流化床换热器2的进渣口与破碎装置1的出渣口相连且两者间的管路倾斜设置便于炉渣进入，流化床换热器2的进渣口位于布风板23的上方的换热壳体21的侧壁上并低于换热管22底部的高度，其出渣口位于进渣口相对的换热壳体21的侧壁上并高于换热管22顶部的高度，使炉渣进出换热器时充分接触换热管22，利于炉渣的充分换热。换热管22采用钢管或不锈钢管，根据烟气中灰的含量和流速决定管壁的厚度，如图2所示，换热管22形状为多次迂回延伸的蛇形管，并且迂回延伸所在的面沿竖直方向设置。为了提升换热效率，换热管22壁通常较薄且易于磨损，流化床换热器2还包括保护部件24，保护部件24设置在换热壳体21内炉渣混合气体流动方向上的换热管22的上游，即换热管22的下方，用于避免流化床换热器2的进风口的风直吹换热管22，防止流化态的炉渣冲刷磨损蛇形的换热管22的作用，在本实施例中，保护部件24采用防磨角钢。系统还包括进液管51、出液管52，进液管51、出液管52分别与换热管22的进液口、出液口连通，换热管22设置有多个，多个换热管22在进液管51与出液管52之间并联设置，多个换热管22相互平行并排设置。锅炉系统中的凝结水通过水泵53进入进液管51，凝结水来自汽轮机做功产生、伴热管道的用水、省煤器等，出液管52上设置除氧器54，用于除去水中的氧含量，凝结水经过换热管22换热以及除氧器54除氧后进入热力系统再次使用。进液管51、出液管52上均设置用于控制换热液体流量大小的流量阀55，根据炉渣的量及温度，调整流量阀55的开度大小，控制进入除氧器54的水温。

除尘装置3用于对炉渣混合气体进行固气分离，可采用静电除尘器，除尘装置3的进渣口与流化床换热器2的出渣口连通，除尘装置3的出渣口与炉渣储存部件6连通，除尘装置3将炉渣和气流分离开，并将炉渣输送至炉渣储存部件6中。除尘装置3整体密封，防止粉尘逸散，除尘装置3、流化床换热器2的密封是相辅相成的，采用流化床换热器2才需要使用密封的除尘装置3，同时采用密封装置才能使流化床换热器2换热效率更高，并且可以相互提高工作效率，密闭环境有助于提升换热管22换热后液体的温度，也防止粉尘扩散。

送风装置用于对流化床换热器2和破碎装置1输送风量，送风装置包括进风管41、送风管42、风机43，进风管41的入口与除尘装置3连通，进风管41的出口与风机43连通，送风管42的入口与风机43连通，送风管42的第一出口与流化床换热器2的进风口连通，送风管42的第二出口与破碎装置1连通，风机43可以从外界吸取空气然后向流化床换热器2、破碎部件供风，也可以从除尘装置3内抽取气体供风，形成循环，节省能耗。风机43采用耐高温风机43，可以承受被被换热后进入除尘装置3内的气体的温度。风机43从除尘装置3内抽气，使流化床换热器2和除尘装置3内处于负压，防止粉尘外漏。送风管42上设置有用于控制向流化床换热器2内输送风量大小的第一控风部件44、以及用于控制向破碎装置1内输送风量大小的第二控风部件45，第一控风部件44、第二控风部件45可采用阀门。第一控风部件44调节进入换热壳体21内的风量，根据炉渣的量及温度，以及换热管22中的水量，来具体调节是炉渣进入流化态的风量大小。第二控风部件45调节落在挡板13上的炉渣从破碎壳体11出渣口进入流化床换热器2的炉渣量。

在流化床换热器2中，通过调节炉渣量、进入换热壳体21内的风量大小以及换热管22中的水量，可以使进入除氧器54中的水温保持在90℃以上，也可根据实际需要调整水温，但通常水温在90℃以上时再利用价值较高。

炉渣储存部件6收集来自除尘装置3和破碎装置1的炉渣，炉渣经过换热后，可以减轻炉渣储存部件6的负担，并在炉渣储存部件6中进一步降温，然后集中处理。

以下具体阐述一下本实施例的工作原理：

生物质锅炉的高温炉渣通过破碎装置1的进渣口进入破碎壳体11，经过破碎组件12破碎至适当尺寸后，通过调节第二控风部件45把炉渣输送至流化床换热器2内，风机43产生的风通过第一控风部件44经过布风板23换热壳体21内，使炉渣成为流化态的状态与蛇形的换热管22进行换热，换热后的炉渣混合气体进入除尘装置3，脱除炉渣混合气体中的气体后的炉渣输送至炉渣储存部件6，凝结水在流量阀55的调节下进入换热管22与炉渣换热升温后进入到除氧器54，然后进入热力系统，根据高温炉渣的量及温度，调节流量阀55、第一控风部件44、第二控风部件45使进入除氧器54的水温保持在90℃以上。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生物质锅炉炉渣热量回收系统，其特征在于：包括用于对炉渣进行破碎的破碎装置、流化床换热器、用于对炉渣混合气体进行固气分离的除尘装置、用于对所述流化床换热器输送风量的送风装置，所述破碎装置的出渣口与所述流化床换热器的进渣口连通，所述除尘装置的进渣口与所述流化床换热器的出渣口连通，所述送风装置包括送风管、风机，所述送风管的入口与所述风机连通，所述送风管的第一出口与所述流化床换热器的进风口连通，所述送风管上设置有用于控制向所述流化床换热器内输送风量大小的第一控风部件，所述破碎装置、流化床换热器、除尘装置之间密封连接。

2.根据权利要求1所述的生物质锅炉炉渣热量回收系统，其特征在于：所述流化床换热器包括密封的换热壳体、设置在所述换热壳体内的换热管，换热管位于所述流化床换热器的进渣口、出渣口之间的换热壳体内。

3.根据权利要求2所述的生物质锅炉炉渣热量回收系统，其特征在于：所述流化床换热器的进风口开设在所述换热壳体的底部，且所述流化床换热器的进风口朝向所述换热管。

4.根据权利要求3所述的生物质锅炉炉渣热量回收系统，其特征在于：所述流化床换热器还包括保护部件，所述保护部件设置在所述换热壳体内的换热管的上游用于避免所述流化床换热器的进风口的风直吹换热管。

5.根据权利要求1所述的生物质锅炉炉渣热量回收系统，其特征在于：所述送风装置还包括进风管，所述进风管的入口与所述除尘装置的出风口连通，所述进风管的出口与所述风机连通。

6.根据权利要求1所述的生物质锅炉炉渣热量回收系统，其特征在于：所述送风管的第二出口与所述破碎装置连通，所述送风管上设置有用于控制向所述破碎装置内输送风量大小的第二控风部件。

7.根据权利要求6所述的生物质锅炉炉渣热量回收系统，其特征在于：所述破碎装置包括破碎壳体、设置在所述破碎壳体内的破碎组件，所述破碎组件位于所述破碎装置的进渣口、出渣口之间的破碎壳体内；所述破碎壳体上开设有排渣口，所述排渣口上设置有可开闭的挡板，所述破碎装置的进风口正对所述破碎装置的出渣口，且均位于所述挡板的上方。

8.根据权利要求1所述的生物质锅炉炉渣热量回收系统，其特征在于：所述系统还包括炉渣储存部件，所述炉渣储存部件与所述除尘装置的出渣口连通；所述炉渣储存部件与所述破碎装置的排渣口连通。

9.根据权利要求2所述的生物质锅炉炉渣热量回收系统，其特征在于：所述系统还包括进液管、出液管，所述进液管、出液管分别与所述换热管的进液口、出液口连通，所述换热管设置有多个，多个所述换热管在所述进液管与所述出液管之间并联设置。

10.根据权利要求9所述的生物质锅炉炉渣热量回收系统，其特征在于：所述进液管上设置有用于控制换热液体流量大小的流量阀。

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