專利名稱：燃生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種流化床鍋爐領(lǐng)域，尤其涉及一種燃生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐。
背景技術(shù)：
所謂生物質(zhì)燃料就是指以木質(zhì)素(或纖維素)及其它有機(jī)質(zhì)為主的陸生植物、水生植物及人畜糞便等。我國生物質(zhì)燃料豐富，據(jù)統(tǒng)計(jì)全國近年秸稈年產(chǎn)量為1.7億噸，工業(yè)排放折合標(biāo)煤3億噸。生物質(zhì)燃料，結(jié)構(gòu)松散、密度低、只有標(biāo)準(zhǔn)煤的一半多，不宜儲(chǔ)運(yùn)，但也有以下優(yōu)占.
^ \\\ ·1、它的產(chǎn)量大，大面積再生，是非常穩(wěn)定的再生資源。2、含硫、含氮量低，燃燒過程中硫化物、氮化物少。3、在生物質(zhì)燃料再生過程中吸收大量C02，因此大量使用生物質(zhì)燃料可減少C02凈排放量，減少溫室氣體排放量。4、生物質(zhì)灰分含量只有0.9% 1%，充分燃燒煙氣量很少，所以可認(rèn)為生物質(zhì)燃料是清潔能源。生物質(zhì)能目前在我國的利用狀況看，直燃技術(shù)占相當(dāng)?shù)谋戎?，但燃燒設(shè)備落后，熱效率很低，造成生物質(zhì)能源的極大浪費(fèi)。國內(nèi)部分鍋爐制造廠家設(shè)計(jì)采用鏈條爐燃燒生物質(zhì)廢料，發(fā)現(xiàn)熱效率低，出力不足，鍋爐爐體大，爐排易燒壞。目前國內(nèi)生物質(zhì)燃燒技術(shù)存在的問題1、運(yùn)行不穩(wěn)定。層狀燃燒方式常出現(xiàn)床面料層不均勻的現(xiàn)象，層面料層薄或無料的地方阻力小，易被吹穿，形成火口，大量空氣從火口短路進(jìn)入爐膛；而料層厚的地方床面阻力大，燃燒需要的空氣多，但空氣量供應(yīng)不足，使整個(gè)配風(fēng)失去平衡?；鸫泊裁娌黄秸?，燃燒不穩(wěn)定，導(dǎo)致運(yùn)行部穩(wěn)定。2、燃燒效率低。生物質(zhì)燃料含水量很高，水分蒸發(fā)需要大量的熱量，使生物質(zhì)燃料很難烘干、著火，使著火推遲，難以燃盡，固體不完全燃燒損失q4增加，加之漏風(fēng)率大，氣體不完全燃燒損失q3也增加。3、受熱面的積灰、過熱器結(jié)渣與沾污的問題。一定程度上降低了傳熱效率，在惡劣的情況下，局部傳熱表面會(huì)被沾污覆蓋而喪失傳熱性能。積灰中存在大量的KCl (40% 80%)。積灰的形成主要是由于生物質(zhì)本身高的鉀和氯含量高引起的。鉀和氯會(huì)以KCl的形式直接沉積在傳熱表面，也可能鉀與灰中的硅酸鹽反應(yīng)生成低熔點(diǎn)灰，粘著在傳熱面上。4、受熱面、過熱器的腐蝕問題。隨著蒸汽溫度的升高，腐蝕率也增加。生物質(zhì)鍋爐中的腐蝕機(jī)理與氣相氯化物有關(guān)的腐蝕，沉積物中氯化物的固相反應(yīng)以及熔化的氯化物與硫酸鹽的反應(yīng)有關(guān)。腐蝕多發(fā)生在過熱器受熱面上，以氯腐蝕為主。實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種燃生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐，采用獨(dú)特的多元內(nèi)循環(huán)低循環(huán)倍率燃燒方式，具有燃燒效率高，同時(shí)又具有磨損小的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)用新型是以下述方式實(shí)現(xiàn)的一種燃生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐，主要采用多元內(nèi)循環(huán)燃燒方式，分離返料裝置，布風(fēng)板和導(dǎo)流一體化風(fēng)帽，給料系統(tǒng)，受熱面布置，和吹灰除焦系統(tǒng)組成；其中，布風(fēng)板為碟形；采用高低壓送風(fēng)系統(tǒng)；布風(fēng)板風(fēng)帽采用鴨嘴形定向風(fēng)帽、圓柱直風(fēng)帽或?qū)Я靼鍒A柱直風(fēng)帽組合而成。布風(fēng)板下方設(shè)有高壓風(fēng)室、低壓風(fēng)室構(gòu)成的“回”字形風(fēng)箱，在風(fēng)室不等風(fēng)壓的壓差下，通過床面的定向風(fēng)帽和不定向風(fēng)帽及導(dǎo)流一體化風(fēng)帽，物料形成如“回”字形橫向渦流。本實(shí)用新型的布風(fēng)板采用高四周傾斜布風(fēng)板與中間平布風(fēng)板。本實(shí)用新型采用物料爐前回收裝置和粉料離心分離引射裝置。在爐膛稀相區(qū)前墻 4 5m處布置粉料回收裝置，無需風(fēng)機(jī)動(dòng)力，靠系統(tǒng)負(fù)壓動(dòng)力引射未完全燃燒的生物質(zhì)顆粒實(shí)現(xiàn)外圍分離，而進(jìn)入爐膛出口的未完全燃燒的物料也會(huì)在“U”型分離器通過空氣動(dòng)力回旋產(chǎn)生離心力，實(shí)現(xiàn)二次分離，由儲(chǔ)灰腔返回爐膛繼續(xù)燃燒。減少了 q3的損失，提高了燃燒效率。針對(duì)循環(huán)流化床鍋爐床壓一般很高，采用正負(fù)壓給料機(jī)或者傾斜式螺旋給料機(jī)給料。生物質(zhì)燃料入爐后能在重力和二次送風(fēng)器的作用下，通過播料風(fēng)均勻的散布到高溫密相區(qū)底部。非常有利于高濕細(xì)顆粒物料的干燥燃燒，易于自動(dòng)控制和給料計(jì)量。 本實(shí)用新型埋管受熱面采用高位傾斜布置。主要依靠中小顆粒的熱傳導(dǎo)和低速橫向沖刷傳熱，傳熱系數(shù)高于縱向沖刷的膜式壁近2倍，而平均磨損速度卻低三倍；鼓風(fēng)機(jī)電耗可降低一倍；埋浸受熱面一般采用Φ51Χ5鋼管焊上防膜鰭片，采取傾斜位布置，采用密相區(qū)風(fēng)帽中心線平面以上400mm傾斜角15-25度傾斜角布置埋管受熱面結(jié)構(gòu)，可連續(xù)運(yùn)行 4年以上。本實(shí)用新型采用石灰石(或細(xì)砂、高嶺土、爐渣)爐內(nèi)蓄熱和脫硫。由于生物質(zhì)能有熱值、含水不均的特點(diǎn)，著火穩(wěn)定性差，多元內(nèi)循環(huán)密相區(qū)需采用石灰石(或細(xì)砂)蓄熱或脫硫。爐前增加一套石灰石給料系統(tǒng)，給燃料的同時(shí)根據(jù)燃料的硫含量按鈣硫比為1. 5^2. (Tl 的比例加入(T2mm的石灰石一起入爐參與循環(huán)。由于本鍋爐內(nèi)循環(huán)的特殊功效，爐內(nèi)脫硫總效率彡94%。能直接滿足GB1327 — 1977和BG30951-1996規(guī)劃二類環(huán)保要求。本實(shí)用新型采用聲波吹灰器，結(jié)構(gòu)簡單，無轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械，沒有介質(zhì)沖刷受熱面，運(yùn)行安全可靠。同時(shí)它可以吹掃蒸汽吹灰器難以清除的空間，而且效果明顯。本實(shí)用新型采用噴燃技術(shù)(乙炔氣體)清除附著在過熱器上的沾污、結(jié)渣、焦油，防治過熱器受腐蝕。本實(shí)用新型的積極效果是本實(shí)用新型的燃生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐，可順利穩(wěn)定燃燒各種生物質(zhì)燃料，能大大提高生物質(zhì)能鍋爐的熱效率，實(shí)現(xiàn)三回程，兩級(jí)分離，兩級(jí)回送，熱效率高達(dá) 85% 90%，降低能源消耗，同時(shí)滿足鍋爐運(yùn)行安全穩(wěn)定，受熱面磨損小，維修工作量少，負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活方便，自用電耗低，能長期穩(wěn)定運(yùn)行，易于管理。


圖1為帶有爐前生物質(zhì)回收裝置的多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)圖。圖2為圖1中布風(fēng)板和導(dǎo)流一體化風(fēng)帽組合及埋管結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
由圖1可以看出，爐前生物質(zhì)料回收器1，設(shè)置在燃生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的生物質(zhì)料引射器，二次送風(fēng)器3，物料分離儲(chǔ)存腔4，燃生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)部一側(cè)設(shè)有均速板6，均速板6旁設(shè)有“U”型分離器7，“U”型分離器7上方設(shè)有過熱器 8，均速板6下方設(shè)有省煤器9，省煤器9下方設(shè)有空氣預(yù)熱器11，燃生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)部另一側(cè)設(shè)有碟形布風(fēng)板及風(fēng)帽10，碟形布風(fēng)板及風(fēng)帽10下方設(shè)有高低壓送風(fēng)裝置5，生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐上位于均速板6位置還設(shè)有清掃孔12，生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐上位于碟型布風(fēng)板及風(fēng)帽10位置處還設(shè)有給料機(jī)13，返料口 14，埋管受熱面15。埋浸受熱面15 —般采用Φ51Χ5鋼管焊上防膜鰭片，采取傾斜位布置，采用密相區(qū)風(fēng)帽中心線平面以上400mm傾斜角20°傾斜布置埋管受熱面結(jié)構(gòu)，可連續(xù)運(yùn)行4年以上。由圖2可以看出，布風(fēng)板和導(dǎo)流一體化風(fēng)帽組合及埋管由高壓風(fēng)室16 ；低壓風(fēng)室 17 ；排渣裝置18 ；碟型布風(fēng)板及風(fēng)帽10和分段二次送風(fēng)器3構(gòu)成。使用時(shí)，生物質(zhì)燃料通過給料機(jī)13進(jìn)入爐膛后，落在布滿高溫流化態(tài)床料的碟型布風(fēng)板10上，在高低壓風(fēng)室5不等風(fēng)壓的壓差作用下，通過床面的定向風(fēng)帽和不定向風(fēng)帽及導(dǎo)流一體化風(fēng)帽，形成如“回”字形橫向渦流，將四周移向中間的顆粒物料往上吹，上升到一定的高度再折回流向四周，在埋浸受熱面下面進(jìn)行周而復(fù)始的循環(huán)；被攜帶出來的中小顆粒則進(jìn)入埋浸受熱面換熱，另一部分又在重力的作用下返回密相區(qū)繼續(xù)燃燒換熱。 爐前生物質(zhì)回收裝置，可以將沒有燃燒完全的生物質(zhì)燃料通過煙道系統(tǒng)負(fù)壓引力回收到離心分離引射裝置2，通過物料自身炭灰重力差實(shí)現(xiàn)分離，再通過返料口 14返回密相區(qū)繼續(xù)燃燒換熱；一些更小的粒子進(jìn)入稀相區(qū)繼續(xù)燃燒，并逐步通過”U”型分離裝置7，沒有燒完的物料被捕捉進(jìn)入“U”型高溫分離儲(chǔ)灰腔，回送至密相區(qū)繼續(xù)燃燒；含碳量少的粒子則被排出爐外，不再參與循環(huán)。實(shí)現(xiàn)三回程，兩級(jí)分離，兩級(jí)回送。熱效率大于85% 90%。生物質(zhì)燃料通過給料機(jī)13進(jìn)入爐膛后，落在布滿床料的碟型布風(fēng)板10上，在高低壓風(fēng)室5在不等風(fēng)壓的壓差下，通過床面的定向風(fēng)帽和不定向風(fēng)帽及導(dǎo)流一體化風(fēng)帽，形成如“回”字形橫向渦流，將四周移向中間的顆粒往上吹，到一定的高度再折回流向四周，在埋浸受熱面下面進(jìn)行周而復(fù)始的循環(huán)；被攜帶出來的中小顆粒則進(jìn)入埋浸受熱面換熱，另一部分又在重力的作用下落回密相區(qū)繼續(xù)燃燒換熱。爐前生物質(zhì)回收裝置，可以將沒有燃燒完全的生物質(zhì)燃料通過煙道系統(tǒng)負(fù)壓引力回收到離心分離引射裝置2，通過物料自身重力實(shí)現(xiàn)分離，通過返料口 14落回密相區(qū)繼續(xù)燃燒換熱；一些更小的粒子進(jìn)入稀相區(qū)繼續(xù)燃燒，并逐步通過”U”型分離裝置7，沒有燒完的物料被捕捉進(jìn)入”U”型高溫分離儲(chǔ)灰腔4，回送至密相區(qū)繼續(xù)燃燒；不含碳的粒子則被排出爐外，不再參與循環(huán)，實(shí)現(xiàn)三回程，兩級(jí)分離，兩級(jí)回送。多元內(nèi)循環(huán)以碟形布風(fēng)板和導(dǎo)流一體化風(fēng)帽及高壓風(fēng)室16、低壓風(fēng)室17構(gòu)成的 “回”字形風(fēng)箱組成，在風(fēng)室不等風(fēng)壓的壓差下，通過床面的定向風(fēng)帽和不定向風(fēng)帽及導(dǎo)流一體化風(fēng)帽，形成如“回”字形橫向渦流。中心風(fēng)室位置低，風(fēng)壓高，將四周移向中間的顆粒往上吹，形成一個(gè)噴泉狀的幟熱顆粒流，到一定的高度再折回流向四周，在埋浸受熱面下面進(jìn)行這種周而復(fù)始的循環(huán)。針對(duì)循環(huán)流化床鍋爐床壓一般很高，采用給料機(jī)13給料。生物質(zhì)燃料入爐后能在重力和二次送風(fēng)器的作用下扎入高溫密相區(qū)底部，并迅速在整個(gè)爐膛播散，非常有利于細(xì)顆粒的燃燒，易于自動(dòng)控制和給料計(jì)量。爐前生物質(zhì)回收裝置，可以將沒有燃燒完全的生物質(zhì)燃料通過煙道系統(tǒng)負(fù)壓引力回收到離心分離引射裝置2，通過物料自身重力(碳灰比重差)實(shí)現(xiàn)分離，通過返料口 14落
回密相區(qū)繼續(xù)燃燒換熱。 爐內(nèi)蓄熱和脫硫材料采用石灰石。
權(quán)利要求1.一種燃生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐，主要采用多元內(nèi)循環(huán)燃燒方式，主要由分離返料裝置，布風(fēng)板和導(dǎo)流一體化風(fēng)帽，給料系統(tǒng)，受熱面布置，和吹灰除焦系統(tǒng)組成，其特征在于布風(fēng)板為碟形；采用高低壓送風(fēng)系統(tǒng)；布風(fēng)板風(fēng)帽采用鴨嘴形定向風(fēng)帽、圓柱直風(fēng)帽或?qū)Я靼鍒A柱直風(fēng)帽組合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于采用高四周傾斜布風(fēng)板與中間平布風(fēng)板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于采用物料爐前回收裝置和粉料離心分離引射裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于采用正負(fù)壓給料機(jī)或者傾斜式螺旋給料機(jī)給料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于埋管受熱面采用高位傾斜，傾斜角為15-25度角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于爐內(nèi)蓄熱和脫硫材料采用石灰石、細(xì)砂、高嶺土或爐渣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于吹灰除焦系統(tǒng)中采用聲波吹灰器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種燃生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐，主要由多元內(nèi)循環(huán)和分離返料裝置，布風(fēng)板和導(dǎo)流一體化風(fēng)帽，給料系統(tǒng)，受熱面布置和吹灰除焦系統(tǒng)組成。布風(fēng)板為碟形。埋浸受熱面采取傾斜位布置。密相區(qū)內(nèi)的爐墻與主墻分離，使用耐磨耐火磚。本實(shí)用新型的燃生物質(zhì)多元內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐，可順利穩(wěn)定燃燒各種生物質(zhì)燃料，能大大提高生物質(zhì)能鍋爐的熱效率，實(shí)現(xiàn)三回程，兩級(jí)分離，兩級(jí)回送，熱效率高達(dá)85%～90%，降低能源消耗，同時(shí)滿足鍋爐運(yùn)行安全穩(wěn)定，受熱面磨損小，維修工作量少，負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活方便，自用電耗低，能長期穩(wěn)定運(yùn)行，易于管理。
文檔編號(hào)F23C10/10GK202303351SQ20112038132
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月10日
發(fā)明者于國新, 劉向龍, 盧紅波, 姚圣聰, 張憲坤, 陳云浩 申請(qǐng)人:湖南利能科技股份有限公司