生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐，包括燃燒室、進(jìn)風(fēng)腔和水套，其特征在于還包括半氣化室，半氣化室位于燃燒室上方，半氣化室與燃燒室通過噴嘴連通；一次進(jìn)風(fēng)腔通過一次風(fēng)孔連通半氣化室，二次進(jìn)風(fēng)腔通過二次風(fēng)孔連通燃燒室，所述水套圍繞著半氣化室和燃燒室，燃燒室通過燃燒室排煙孔連接煙氣通道。具有熱效率高、排煙溫度低、運(yùn)行穩(wěn)定、負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng)、煙氣排放低、無焦油污染、燃料適應(yīng)性廣等特點(diǎn)。
【專利說明】生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物質(zhì)燃料熱水鍋爐【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種高效生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐。
【背景技術(shù)】
[0002]我國正面臨著能源供應(yīng)緊張以及使用一次能源所帶來的環(huán)境問題，節(jié)能減排、開發(fā)可再生能源的任務(wù)日益艱巨。隨著化石燃料的大量消耗，能源短缺必將成為阻礙我國經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)高速發(fā)展的重要因素，因此，開發(fā)生物質(zhì)能源，降低對(duì)化石燃料的依賴，是我國重要的能源戰(zhàn)略。
[0003]現(xiàn)有生物質(zhì)鍋爐以直燃方式為主，結(jié)構(gòu)主要由傳統(tǒng)爐灶以及燃煤鍋爐改進(jìn)。此類鍋爐對(duì)生物質(zhì)燃料的燃燒特性針對(duì)性不強(qiáng)，存在燃燒不充分、燃燒效率低、堿金屬腐蝕、受熱面積灰嚴(yán)重、煙塵含量高、煙氣超標(biāo)等技術(shù)問題。
[0004]國內(nèi)生物質(zhì)氣化鍋爐，可以在一定程度上提高生物質(zhì)燃料的燃燒效率。但是由于氣化過程中爐內(nèi)燃料因高溫易引起結(jié)渣，產(chǎn)生焦油等問題，且隨著燃?xì)庑谐淘介L，通道內(nèi)的焦油沉積越多，對(duì)管道腐蝕越大，影響產(chǎn)品的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐，針對(duì)生物質(zhì)燃料燃燒特性，結(jié)合了生物質(zhì)直燃與氣化的優(yōu)勢，有效解決了現(xiàn)有生物質(zhì)鍋爐存在的上述技術(shù)問題。采用該工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的生物質(zhì)鍋爐具有熱效率高、排煙溫度低、運(yùn)行穩(wěn)定、負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng)、煙氣排放低、無焦油污染、燃料適應(yīng)性廣等特點(diǎn)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
一種生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐，包括燃燒室、進(jìn)風(fēng)腔和水套，其特征在于還包括半氣化室，半氣化室位于燃燒室上方，半氣化室與燃燒室通過噴嘴連通，半氣化室開有進(jìn)料門，燃燒室開有清灰門；所述進(jìn)風(fēng)腔分為一次進(jìn)風(fēng)腔和二次進(jìn)風(fēng)腔，一次進(jìn)風(fēng)腔通過一次風(fēng)孔連通半氣化室，二次進(jìn)風(fēng)腔通過二次風(fēng)孔連通燃燒室，所述水套圍繞著半氣化室和燃燒室，水套上部和下部分別安裝有出水管和進(jìn)水管；燃燒室通過燃燒室排煙孔連接煙氣通道。
[0007]本發(fā)明還可以通過如下技術(shù)方案進(jìn)一步實(shí)施。
[0008]所述半氣化室上部有半氣化室排煙孔，半氣化室排煙孔上有通過杠桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行開閉操作的相適應(yīng)的開閉閥。
[0009]所述二次風(fēng)孔通過噴嘴連通燃燒室。
[0010]所述燃燒室外有煙氣室，所述煙氣室前端連通燃燒室，后端連接燃燒室排煙孔。
[0011]所述煙氣通道為五面封閉的長方體腔，頂部以及后部背板開有清灰孔。
[0012]所述一次進(jìn)風(fēng)腔和二次進(jìn)風(fēng)腔的進(jìn)風(fēng)口出分別有一次進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)板和二次進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)板。
[0013]本發(fā)明的生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐，其特征在于還包括一個(gè)總進(jìn)風(fēng)腔，總進(jìn)風(fēng)腔的進(jìn)風(fēng)口處有可調(diào)擋板，所述總進(jìn)風(fēng)腔設(shè)置在煙氣通道內(nèi)，分別連通一次進(jìn)風(fēng)腔和二次進(jìn)風(fēng)腔。
[0014]所述煙氣通道內(nèi)還裝有水箱，所述水箱為連接水套的五面封閉長方體。
[0015]所述水箱帶豎直放置的煙氣過流換熱管，換熱管內(nèi)放置螺旋形擾流器。
[0016]所述水套內(nèi)頂部貫穿有一根冷卻水管，所述水管入口接自來水，水管出口處連接有溫控開關(guān)，可以根據(jù)鍋爐出水口處的溫度信號(hào)進(jìn)行開閉。
[0017]本發(fā)明一種高效生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐具有燃燒充分、配風(fēng)合理、換熱合理、無焦油污染等特點(diǎn)，燃燒效率高、鍋爐換熱效率高、排煙溫度低、煙塵少、煙氣符合環(huán)保要求，鍋爐功率可根據(jù)需要進(jìn)行配置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是圖1的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是圖1的C向視圖。
[0021]附圖標(biāo)記說明:
1-半氣化室，2-燃燒室，3-噴嘴，4-水套，5-清灰孔，6-煙氣通道，7-引風(fēng)機(jī)，8- 一次進(jìn)風(fēng)孔，9-半氣化室排煙孔，10-煙囪接口，11-開閉閥，12- 二次進(jìn)風(fēng)口，13- 二次進(jìn)風(fēng)孔，14-煙氣室，15-燃燒室排煙孔，16- 一次進(jìn)風(fēng)腔，17-進(jìn)料門，18-清灰門，19- 二次進(jìn)風(fēng)腔，20-進(jìn)水管，21-水箱，22- 一次進(jìn)風(fēng)口，23-出水管，24-排污口，25-冷卻水管，26- 一次進(jìn)風(fēng)腔連接腔，27-總進(jìn)風(fēng)口，28-溫控調(diào)節(jié)器，29-調(diào)節(jié)擋板，30-—次進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)板，31-二次進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)板。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
做進(jìn)一步的說明。
[0023]如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明一種生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐由半氣化室1、燃燒室2、水套4、冷卻系統(tǒng)、進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)及煙氣換熱器組成。半氣化室I下半部放置耐火磚，側(cè)壁以及側(cè)下部耐火磚具有一次風(fēng)進(jìn)風(fēng)孔8，半氣化室I底部放置耐火磚噴嘴3，半氣化室I通過底部噴嘴3與燃燒室2相通，通過背板上部的半氣化室排煙孔9直接與煙囪接口 10相連，半氣化室排煙孔9上有通過杠桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行開閉操作的相適應(yīng)的開閉閥11。噴嘴3上層具有一定厚度的紅碳層12，生物質(zhì)燃料經(jīng)過高溫氣化，氣化產(chǎn)物在抽力作用下，通過噴嘴3時(shí)，被紅碳層12點(diǎn)燃，噴嘴3上有垂直爐體方向水平錯(cuò)開的二次風(fēng)孔13，使燃燒充分，火焰碰到燃燒室2底部耐火磚后，在燃燒室2內(nèi)產(chǎn)生擾流，煙氣從燃燒室2前端經(jīng)由側(cè)壁的煙氣室14流向尾部，經(jīng)燃燒室排煙孔15通入煙氣通道6，經(jīng)引風(fēng)機(jī)7抽力作用，從煙囪接口 10排出。半氣化室I外部由頂向下依次為頂部水套層、一次風(fēng)腔16、側(cè)面水套層，燃燒室2外部為水套層。在鍋爐前端面板上，在進(jìn)料門17與燃燒室清灰門18之間有水套層，通過面板上的開孔與爐體水套層相通。鍋爐體背板噴嘴3水平位置開二次進(jìn)風(fēng)孔13，連通噴嘴3與二次進(jìn)風(fēng)腔19。爐體背板后部焊接背板水套層，增加吸熱面。背板水套層尾部有煙氣通道6，煙氣通道6內(nèi)具有進(jìn)行煙氣換熱的水箱21，煙氣從水箱21外圍以及水箱內(nèi)部換熱管中通過，煙氣通道6尾部中間掛引風(fēng)機(jī)7以及煙囪接口 10，其余部位放置保溫層。[0024]所述半氣化室I為多邊形結(jié)構(gòu)(或圓筒形結(jié)構(gòu))，側(cè)上部有一次風(fēng)孔8，中部具有腰形孔，這些孔均與一次進(jìn)風(fēng)腔16相通，下側(cè)壁放置耐火磚，耐火磚上開有圓形的一次風(fēng)孔8，將一次空氣引入內(nèi)部空腔，底部為放置耐火磚預(yù)制的噴嘴3，內(nèi)部空腔為生物質(zhì)燃料放置區(qū)，燃料適應(yīng)性廣，可為塊狀、棒狀，可使用原木直接燃燒。半氣化室I前端為進(jìn)料口，背部為水套4，背部上下分別開有一孔，上部孔為半氣化室排煙孔9，直接與煙氣通道上部相通，當(dāng)開閉閥11打開時(shí)，煙氣直接從該孔排至煙氣通道6上部，經(jīng)由引風(fēng)機(jī)7直接排出爐內(nèi)，當(dāng)開閉閥11關(guān)閉時(shí)，產(chǎn)生的氣化產(chǎn)物經(jīng)由噴嘴3進(jìn)入燃燒室2。背板下部孔為二次空氣進(jìn)風(fēng)口 13，連接二次空氣腔(19)與煙氣通道內(nèi)二次進(jìn)風(fēng)腔19。
[0025]所述噴嘴3為耐火磚預(yù)制件，沿爐體長度方向中間開有條形方孔，供氣化產(chǎn)物通過，方孔長度方向側(cè)壁上開有錯(cuò)開的二次進(jìn)風(fēng)孔13，噴嘴3下半部與半氣化室壁形成二次進(jìn)風(fēng)腔19。
[0026]所述水套4為包圍半氣化室1、燃燒室2的爐體水套、前面板水套、背板水套和水箱21，這些水套為相互連通結(jié)構(gòu)，為鍋爐介質(zhì)水的流通區(qū)域。水套進(jìn)水管20及出水管23分別開在背板水套下部和背板水套上部，背板水套最下方開有排污口 24。
[0027]所述冷卻系統(tǒng)為半氣化室I頂部水套內(nèi)貫穿一根盤管結(jié)構(gòu)的冷卻水管25，進(jìn)口連通自來水，出口由溫控開關(guān)控制，當(dāng)冷卻水管25內(nèi)水被頂部水套加溫到警示溫度時(shí)，溫控開關(guān)自動(dòng)打開，完成冷卻作用。
[0028]所述進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)由一次進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)與二次進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)組成。一次進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)由一次進(jìn)風(fēng)口22、左右一次進(jìn)風(fēng)腔16、半氣化室側(cè)壁進(jìn)風(fēng)孔以及左右一次進(jìn)風(fēng)腔連接腔26組成。二次進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)由二次進(jìn)風(fēng)口 12、二次進(jìn)風(fēng)腔19以及噴嘴3上的二次進(jìn)風(fēng)孔13組成。一次進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)與二次進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)公用一個(gè)總進(jìn)風(fēng)口 27，空氣從總進(jìn)風(fēng)口 27進(jìn)入，在總進(jìn)風(fēng)腔內(nèi)受到煙氣的預(yù)熱，分別進(jìn)入一次進(jìn)風(fēng)腔和二次進(jìn)風(fēng)腔，一次進(jìn)風(fēng)腔和二次進(jìn)風(fēng)腔的進(jìn)風(fēng)口出分別有一次進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)板30和二次進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)板31，通過拉桿可以調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量，根據(jù)不同燃料調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)板的開度?？傔M(jìn)風(fēng)口 27設(shè)置可調(diào)擋板29，根據(jù)鍋爐出水溫度通過溫控調(diào)節(jié)器28自動(dòng)調(diào)節(jié)擋板29開度，控制總進(jìn)風(fēng)量。
[0029]所述煙氣通道6為五面封閉的長方體腔，頂部以及后部背板開有清灰孔5，內(nèi)部放置水箱21以及二次進(jìn)風(fēng)腔19，并具有半氣化室I背板頂部半氣化室排煙孔9的開閉閥11。
[0030]所述水箱21為五面封閉長方體的換熱裝置，帶豎直放置的煙氣過流換熱管，換熱管內(nèi)放置螺旋形擾流器，水箱開口一面與背板水套壁焊接密封，通過背板水套壁上的開孔將水套連接為一體。水箱高度方向三面與煙氣換熱通道均有一定距離，可供煙氣通過。
[0031]本發(fā)明的一種生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐，整個(gè)使用過程可分為三個(gè)狀態(tài):點(diǎn)火狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、清理狀態(tài)。
[0032]使用前需將整個(gè)爐體水套內(nèi)均充滿水。
[0033]點(diǎn)火狀態(tài):將上部進(jìn)料門17、下部清灰門18打開，打開引風(fēng)機(jī)7，拉開前面板拉桿將半氣化室排煙孔9的開閉閥11打開，此時(shí)氣流將直接從該煙氣出口直接排出。用紙片或刨花等物做引火物，放置在噴嘴3上點(diǎn)燃，在其上覆蓋引火柴，從下至上引火柴的尺寸逐漸加大，關(guān)閉進(jìn)料門17，此時(shí)生物質(zhì)燃料為直燃方式，一次風(fēng)孔8與二次風(fēng)孔13功能發(fā)生轉(zhuǎn)換，一次風(fēng)孔8此時(shí)排出的風(fēng)作為二次風(fēng)，二次風(fēng)孔13排出的風(fēng)以及燃燒室2進(jìn)入的風(fēng)作為一次風(fēng)，此時(shí)引火柴迅速點(diǎn)燃并至正常燃燒，打開進(jìn)料門17，將生物質(zhì)燃料添入半氣化室I內(nèi)，關(guān)閉進(jìn)料門17，繼續(xù)采用直燃方式可以擴(kuò)大半氣化室內(nèi)I的火勢，待噴嘴3上方有一定的紅碳層時(shí)，點(diǎn)火狀態(tài)已完成。
[0034]運(yùn)行狀態(tài):點(diǎn)火完成后，關(guān)閉清灰門18，推動(dòng)前面板拉桿半氣化室排煙孔9的開閉閥11，半氣化室I內(nèi)燃料在高溫下發(fā)生氣化，氣化產(chǎn)物在引風(fēng)機(jī)7抽力作用下，經(jīng)過紅碳層時(shí)被點(diǎn)燃，通過噴嘴3，并與二次空氣混合，進(jìn)入燃燒室2，混合物遇到燃燒室2底部耐火磚產(chǎn)生回旋，使混合物混合更加充分，保證了氣化產(chǎn)物燃燒完全燃燒。高溫?zé)煔馔ㄟ^耐火磚與側(cè)壁預(yù)留的煙氣室14從前端流向尾部，并與燃燒室外包被的水套進(jìn)行熱交換，熱交換后的煙氣在燃燒室尾部的燃燒室排煙孔15匯合后流向尾部煙氣通道6。進(jìn)入煙氣通道6后，煙氣經(jīng)水箱21換熱后，由引風(fēng)機(jī)7作用下從煙囪接口排出。
[0035]在運(yùn)行過程中，可以通過總進(jìn)風(fēng)口調(diào)節(jié)以及冷卻系統(tǒng)保證出水溫度恒定，同時(shí)可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，在添料時(shí)，需先打開半氣化室排煙孔開閉閥11，讓氣化產(chǎn)物從該出口直接排出，然后再打開進(jìn)料門，添滿燃料后，關(guān)閉進(jìn)料門，同時(shí)將半氣化室排煙孔開閉閥11關(guān)閉。
[0036]清理狀態(tài):當(dāng)燃燒室內(nèi)耐火磚上灰分達(dá)到一定量時(shí)，可對(duì)灰分進(jìn)行清理，此時(shí)可以不需停爐，將半氣化室排煙孔9打開后，打開清灰門18，將燃燒室2內(nèi)灰分進(jìn)行清理。煙氣通道的清理，積灰較少，可定期從清灰孔5進(jìn)行清理。
【權(quán)利要求】
1.一種生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐，包括燃燒室、進(jìn)風(fēng)腔和水套，其特征在于還包括半氣化室，半氣化室位于燃燒室上方，半氣化室與燃燒室通過噴嘴連通，半氣化室開有進(jìn)料門，燃燒室開有清灰門；所述進(jìn)風(fēng)腔分為一次進(jìn)風(fēng)腔和二次進(jìn)風(fēng)腔，一次進(jìn)風(fēng)腔通過一次風(fēng)孔連通半氣化室，二次進(jìn)風(fēng)腔通過二次風(fēng)孔連通燃燒室，所述水套圍繞著半氣化室和燃燒室，水套上部和下部分別安裝有出水管和進(jìn)水管；燃燒室通過燃燒室排煙孔連接煙氣通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐，其特征在于所述半氣化室上部有半氣化室排煙孔，半氣化室排煙孔上有通過杠桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行開閉操作的相適應(yīng)的開閉閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐，其特征在于所述二次風(fēng)孔通過噴嘴連通燃燒室。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐，其特征在于所述燃燒室外有煙氣室，所述煙氣室前端連通燃燒室，后端連接燃燒室排煙孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐，其特征在于所述煙氣通道為五面封閉的長方體腔，頂部以及后部背板開有清灰孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐，其特征在于所述一次進(jìn)風(fēng)腔和二次進(jìn)風(fēng)腔的進(jìn)風(fēng)口出分別有一次進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)板和二次進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐，其特征在于還包括一個(gè)總進(jìn)風(fēng)腔，總進(jìn)風(fēng)腔的進(jìn)風(fēng)口處有可調(diào)擋板，所述總進(jìn)風(fēng)腔設(shè)置在煙氣通道內(nèi)，分別連通一次進(jìn)風(fēng)腔和二次進(jìn)風(fēng)腔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐，其特征在于所述煙氣通道內(nèi)還裝有水箱，所述水箱為連接水套的五面封閉長方體。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐，其特征在于所述水箱帶豎直放置的煙氣過流換熱管，換熱管內(nèi)放置螺旋形擾流器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)半氣化燃燒常壓熱水鍋爐，其特征在于所述水套內(nèi)頂部貫穿有一根冷卻水管，所述冷卻水管入口接自來水，出口處連接有溫控開關(guān)，可以根據(jù)鍋爐出水口處的溫度信號(hào)進(jìn)行開閉。
【文檔編號(hào)】F24H1/44GK103644649SQ201310691773
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】伍斌強(qiáng), 郭聰穎, 李和平, 劉建軍, 馮暑斌, 伍奕 申請(qǐng)人:迅達(dá)科技集團(tuán)股份有限公司, 迅達(dá)集團(tuán)湖北迅達(dá)科技有限公司