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一種高效節(jié)能生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:4539980閱讀:301來源:國知局
一種高效節(jié)能生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高效節(jié)能生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng),包括:鍋爐本體,其內(nèi)部設(shè)有燃燒室和位于燃燒室上方的水汽系統(tǒng);給料系統(tǒng),其與鍋爐本體相連以將生物質(zhì)成型燃料送入燃燒室;位于燃燒室底部的爐排和出料裝置;與燃燒室連通的穿過水汽系統(tǒng)的排煙口;還包括在爐排下方設(shè)置的一次進(jìn)風(fēng)室,在爐排上方設(shè)置的二次進(jìn)風(fēng)管及進(jìn)風(fēng)室;排煙口出來的熱煙氣通過排煙管回收后依次經(jīng)過水預(yù)熱器和二次風(fēng)預(yù)熱器,其中,二次風(fēng)預(yù)熱器的出口與燃燒室的二次進(jìn)風(fēng)室連接對進(jìn)風(fēng)加熱;水預(yù)熱器與鍋爐的進(jìn)水口連接使得進(jìn)水有一定的溫度。本發(fā)明燃燒充分,鍋爐運行成本低,給料方便,提高了生物質(zhì)成型材料燃燒釋放后的熱量利用率,且能實現(xiàn)自動化控制各參數(shù)來保證蒸汽產(chǎn)生量。
【專利說明】一種高效節(jié)能生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高效節(jié)能生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng),屬于鍋爐【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]生物質(zhì)成型燃料是可再生能源,生物質(zhì)燃燒技術(shù)無疑是目前適合我國能源發(fā)展需求的,生物質(zhì)鍋爐已經(jīng)得到越來越多的重視和研究開發(fā)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中,為了更加有效地利用生物質(zhì)能源,廣泛采用了充分利用生物質(zhì)成型燃料的燃燒技術(shù),生物質(zhì)成型燃料已經(jīng)逐步替代了煤炭、柴油、天然氣等作為現(xiàn)在鍋爐燃燒的首選燃料,由于生物質(zhì)成型燃料的燃燒方式與其它能源諸如煤炭、柴油、天然氣等存在質(zhì)的差別,因此在鍋爐的給料、鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計以及燃燒設(shè)計等方面均存在著很大的差異。另夕卜,一些鍋爐采用進(jìn)風(fēng)的手段來增加生物質(zhì)成型燃料燃燒過程的進(jìn)氧量,提高生物質(zhì)燃燒效率,但是由于進(jìn)風(fēng)通入時會吸收爐膛的內(nèi)部溫度,生物質(zhì)燃燒釋放后的熱量利用率不高。另外,通過排煙口排出的熱煙氣常在收集粉塵后就直接排入空氣中,其余熱未能有效的利用,造成了能源的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種高效節(jié)能生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng),結(jié)構(gòu)簡單,燃燒充分,鍋爐運行成本低,給料方便,提高了生物質(zhì)成型燃料燃燒釋放后的熱量利用率,且能實現(xiàn)自動化控制各參數(shù)來保證蒸汽產(chǎn)生量。
[0005]為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種高效節(jié)能生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng),包括:鍋爐本體,其設(shè)有供生物質(zhì)成型燃料在其內(nèi)燃燒放熱的燃燒室和位于所述燃燒室上方的水汽系統(tǒng);給料系統(tǒng),其與所述鍋爐本體相連以將生物質(zhì)成型燃料送入所述燃燒室內(nèi)進(jìn)行燃燒;位于燃燒室底部的爐排和出料裝置;與燃燒室連通的穿過水汽系統(tǒng)的排煙口 ;還包括在爐排下方設(shè)置的一次進(jìn)風(fēng)室,在爐排上方設(shè)置的二次進(jìn)風(fēng)管及進(jìn)風(fēng)室;排煙口出來的熱煙氣通過排煙管回收后依次經(jīng)過水預(yù)熱器和二次風(fēng)預(yù)熱器,其中,二次風(fēng)預(yù)熱器的出口與燃燒室的二次進(jìn)風(fēng)室連接對進(jìn)風(fēng)加熱;水預(yù)熱器與鍋爐的進(jìn)水口連接使得進(jìn)水有一定的溫度。
[0006]作為進(jìn)一步優(yōu)選,還包括與給料系統(tǒng)連接的進(jìn)料裝置,其包括地面提升機、出料管、三通閥、貯料倉、料倉管和地面物料倉,其中,地面提升機用于將地面物料倉內(nèi)的生物質(zhì)成型燃料提升,然后通過三通閥、出料管送至貯料倉,另外,貯料倉里的物料通過其底部的閥門控制出料,所述貯料倉出來的物料經(jīng)過地面提升機、三通閥和料倉管進(jìn)入鍋爐的給料系統(tǒng)中的料斗。
[0007]作為進(jìn)一步優(yōu)選,貯料倉上設(shè)置有控制閥,對出料量進(jìn)行控制。
[0008]作為進(jìn)一步優(yōu)選,貯料倉底部還包括刮板機。
[0009]作為進(jìn)一步優(yōu)選,還包括一引風(fēng)機與排煙管煙道出口連接。
[0010]作為進(jìn)一步優(yōu)選,所述燃燒室高度比普通燃煤鍋爐的燃燒室高度高60cm。[0011]作為進(jìn)一步優(yōu)選,還包括電控系統(tǒng),其中包括蒸汽壓力、爐膛溫度和爐膛負(fù)壓參數(shù)的測量裝置分別與PLC控制器連接,還包括與PLC控制器連接的變頻器,變頻器根據(jù)蒸汽產(chǎn)生量,來調(diào)節(jié)給料系統(tǒng)補給量、爐排速度、引風(fēng)機、二次進(jìn)風(fēng)機和鼓風(fēng)機的風(fēng)量。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
(I)燃燒配風(fēng)技術(shù):生物質(zhì)顆粒是爆炸式燃燒,由于火勢旺,部分顆粒中的揮發(fā)分未充分燃燒就隨氣流上升,此時在不同高度、不同方向增加二次進(jìn)風(fēng)(補充氧氣),在燃燒室中產(chǎn)生旋流,未燃盡揮發(fā)分再次充分燃燒;達(dá)到燃燒率99%。另外加大爐膛燃燒空間,增加燃燒空間,未燃盡的揮發(fā)分和二次風(fēng)中的氧氣充分燃燒,同時增加鍋爐受熱面,提高了熱效率。
[0013](2)電控系統(tǒng):包含測量蒸汽壓力流量、爐膛溫度、爐膛負(fù)壓等變量,將測量值傳送給PLC,與其變量設(shè)定值構(gòu)成一個差值PID控制系統(tǒng),通過變頻器來調(diào)節(jié)燃料補給量、爐排速度、引風(fēng)量、二次進(jìn)風(fēng)量,鼓風(fēng)量;使鍋爐燃料量、燃燒速度、爐膛溫度與蒸汽產(chǎn)生用量匹配,保證蒸汽足量穩(wěn)定供應(yīng)。特殊情況下,也可以改為手控操作。
[0014](3)本發(fā)明通過排煙口排出的熱煙氣在收集粉塵前經(jīng)過水預(yù)熱器和二次風(fēng)預(yù)熱器后,與水汽系統(tǒng)的進(jìn)水口和二次進(jìn)風(fēng)口相連,用于對鍋爐的進(jìn)水和二次進(jìn)風(fēng)加熱。其余熱得到了有效的利用,且提高了熱效率?;厥盏臒釤煔鈱M(jìn)風(fēng)口預(yù)熱后,進(jìn)入爐膛內(nèi)的高溫二次風(fēng)不會影響爐膛的溫度,不僅能夠供給氧氣保證生物質(zhì)充分燃燒還可以提高生物質(zhì)燃燒釋放熱量的利用率。而且進(jìn)料裝置可實現(xiàn)自動化控制出料,結(jié)構(gòu)簡單實用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實施例鍋爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明實施例鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明實施例進(jìn)料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖中的標(biāo)記說明如下:1-爐膛、2-水汽系統(tǒng)、3-給料系統(tǒng)料斗、4-燃燒室、5-爐排、6-出料裝置、7-排煙管、8-煙道(連向引風(fēng)機)、9_ 二次風(fēng)預(yù)熱器、10-水預(yù)熱器、11-一次進(jìn)風(fēng)室、12- 二次進(jìn)風(fēng)室、13-地面提升機、14一出料管、15-三通閥、16-貯料倉、17-料倉管、18-支架、19-地面物料倉、20-閥、21-二次進(jìn)風(fēng)管。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及有益效果,下面將結(jié)合具體實施例以及附圖做進(jìn)一步的說明。
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明所述技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述,以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實施,但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。
[0021]如圖1-2所示,本發(fā)明實施例高效節(jié)能生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng),包括鍋爐本體,其設(shè)有供生物質(zhì)成型燃料在其內(nèi)燃燒放熱的燃燒室4和位于所述爐膛上方的水汽系統(tǒng)2 ;給料系統(tǒng),其與所述鍋爐本體相連以將生物質(zhì)成型燃料送入所述燃燒室4內(nèi)進(jìn)行燃燒;位于燃燒室4底部的爐排5和出料裝置6 ;與燃燒室連通的穿過水汽系統(tǒng)2的排煙管7 ;通過煙道8跟排煙管7連接的引風(fēng)機,還包括在爐排5下方設(shè)置一次進(jìn)風(fēng)室9,在爐排上方設(shè)置二次進(jìn)風(fēng)管21和進(jìn)風(fēng)室10 ;排煙口出來的熱煙氣通過排煙管7回收后分別經(jīng)過水預(yù)熱器10和二次風(fēng)預(yù)熱器9,其中,煙氣里的熱量傳熱到空氣或水,二次風(fēng)預(yù)熱器9的出口與燃燒室4的二次進(jìn)風(fēng)口連接對進(jìn)風(fēng)加熱;水預(yù)熱器10與鍋爐的進(jìn)水口連接使得進(jìn)水有一定的溫度。本發(fā)明實施例中燃燒室4高度為60cm。
[0022]如圖3所示,所述與給料系統(tǒng)連接的進(jìn)料裝置包括地面提升管13、出料管14、三通閥15、貯料倉16、料倉管17、支架18、地面物料倉19,其中,地面提升機13用于將地面物料倉19內(nèi)的生物質(zhì)成型燃料提升,然后通過三通閥15、出料管14送至貯料倉16,另外,貯料倉16里的物料通過其底部的閥門20控制出料,所述貯料倉16出來的料經(jīng)過地面提升機13、三通閥15和料倉管18進(jìn)入鍋爐的給料系統(tǒng)中的二次料倉。貯料倉16底部還包括刮板機。
[0023]本發(fā)明實施例電控系統(tǒng),包括蒸汽壓力、爐膛溫度和爐膛負(fù)壓參數(shù)的測量裝置分別與PLC控制器連接,還包括與PLC控制器連接的變頻器,變頻器根據(jù)蒸汽產(chǎn)生量,來調(diào)節(jié)給料系統(tǒng)補給量、爐排速度、引風(fēng)機、二次進(jìn)風(fēng)機和鼓風(fēng)機。
[0024]其中鍋爐本體的給料裝置、引風(fēng)機、鼓風(fēng)機、變頻調(diào)控的二次風(fēng)機受鍋爐蒸汽壓力、蒸汽流量、爐膛溫度的反饋控制;顆粒燃燒的速度受蒸汽壓力、流量,爐膛內(nèi)負(fù)壓測量的反饋控制。
[0025]本發(fā)明實施例顆粒燃盡率99%,鍋爐熱效率達(dá)到80%,煙塵排放濃度小于IOOmg/Nm3 ;格林曼黑度I級。本發(fā)明實施例燃燒高效化:燃燒技術(shù)與裝置使顆粒充分燃燒、提高燃盡率;降低排煙溫度,提高鍋爐熱效率;同時減少未燃盡顆粒的二次污染;本發(fā)明實施例運行自動化:電控系統(tǒng)根據(jù)爐膛溫度、爐內(nèi)蒸汽壓力、蒸汽使用量自動調(diào)節(jié)鍋爐進(jìn)水、燃料上料、燃燒、出灰等,鍋爐運行精確,減少人為影響因素。
[0026]本發(fā)明實施例提及的均指生物質(zhì)顆粒燃料,其特點是:直徑為8±2mm,長度為其直徑的4?5倍,破碎率小于1.5%?2.0%,干基含水量小于12%,灰分含量小于1.5%,硫含量和氯含量均小于0.07%,氮含量小于0.5%。
【權(quán)利要求】
1.一種高效節(jié)能生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng),包括:鍋爐本體,其設(shè)有供生物質(zhì)成型燃料在其內(nèi)燃燒放熱的燃燒室和位于所述燃燒室上方的水汽系統(tǒng);給料系統(tǒng),其與所述鍋爐本體相連以將生物質(zhì)成型燃料送入所述燃燒室內(nèi)進(jìn)行燃燒;位于燃燒室底部的爐排和出料裝置;與燃燒室連通的穿過水汽系統(tǒng)的排煙口 ;其特征在于:還包括在爐排下方設(shè)置的一次進(jìn)風(fēng)室,在爐排上方設(shè)置的二次進(jìn)風(fēng)管及進(jìn)風(fēng)室;排煙口出來的熱煙氣通過排煙管回收后依次經(jīng)過水預(yù)熱器和二次風(fēng)預(yù)熱器,其中,二次風(fēng)預(yù)熱器的出口與燃燒室的二次進(jìn)風(fēng)室連接對進(jìn)風(fēng)加熱;水預(yù)熱器與鍋爐的進(jìn)水口連接使得進(jìn)水有一定的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng),其特征在于:還包括與給料系統(tǒng)連接的進(jìn)料裝置,其包括地面提升機、出料管、三通閥、貯料倉、料倉管和地面物料倉,其中,地面提升機用于將地面物料倉內(nèi)的生物質(zhì)成型燃料提升,然后通過三通閥、出料管送至貯料倉,另外,貯料倉里的物料通過其底部的閥門控制出料,所述貯料倉出來的料經(jīng)過地面提升機、三通閥和料倉管進(jìn)入鍋爐的給料系統(tǒng)中的料斗。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效節(jié)能生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng),其特征在于:貯料倉上設(shè)置有控制閥,對出料量進(jìn)行控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高效節(jié)能生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng),其特征在于:貯料倉底部還包括刮板機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng),其特征在于:還包括一引風(fēng)機與排煙管煙道出口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng),其特征在于:所述燃燒室高度比普通燃煤鍋爐燃燒室高60cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng),其特征在于:還包括電控系統(tǒng),其中包括蒸汽壓力、爐膛溫度和爐膛負(fù)壓參數(shù)的測量裝置分別與PLC控制器連接,還包括與PLC控制器連接的變頻器,變頻器根據(jù)蒸汽產(chǎn)生量,來調(diào)節(jié)給料系統(tǒng)給料量、爐排速度、引風(fēng)機、二次進(jìn)風(fēng)機和鼓風(fēng)機的鼓引風(fēng)量。
【文檔編號】F23K3/00GK103644561SQ201310555756
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】趙光興 申請人:浙江中吉新能源有限公司
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