一种同时燃烧生物质颗粒和生物质油的蒸汽锅炉的制作方法

本实用新型属于蒸汽锅炉技术领域，具体涉及一种同时燃烧生物质颗粒和生物质油的蒸汽锅炉。

背景技术：

锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。由于能源短缺、污染严重等问题，燃煤蒸汽锅炉逐渐被燃烧生物质的蒸汽锅炉所取代。

燃烧生物质的蒸汽锅炉是以生物质为原料,采用气化、固化等方式将生物质转化为燃料的一种锅炉。生物质锅炉的原料非常广泛，只要是经过光合作用的木质闲置材料均可，比如碎木屑、稻壳、葵花子壳、高粱秆、玉米秆、豆秆等等，在经过特殊成型机构压制成柱状颗粒燃料后，放进锅炉内，便可产生充足的热量，其产生的炉渣还可以作为钾肥补给农作物。为此，生物质锅炉是目前研究的热点。

例如，中国专利文献CN205102092U，公开了一种单锅筒纵置式链条炉排燃生物质蒸汽锅炉，包括基座和设置在基座上的锅炉本体，基座设有驱动齿轮，驱动齿轮之间设有链条，链条设置在锅炉本体的下方，锅炉本体设有管道阀门仪表，锅炉本体的底部设有拨火门，基座的前部设有第一料斗，第一料斗与基座的端部之间设有连接杆，基座上设有驱动电机，驱动电机与驱动齿轮连接；锅炉本体设有排气管道，拨火门设置在链条的上。本实用新型通过生物质燃料可以给锅炉本体提供能源，从而方便锅炉本体实现输出热能的蒸汽，输出蒸汽效率大大提高，且方便排放废气和废渣。但是，现有燃烧生物质蒸汽锅炉存在热效率低、生物质适应性窄、运行费用高等问题。

生物质油是由不同组分组成的混合物，它是由生物质中的纤维素、半纤维素和木质素解聚和裂解而成。与化石燃料油相比，生物油质中水分多，氧元素含量较高，具有粘度较高，密度大，残炭率高等缺陷；生物质油中还含有酸、醇、醛、酮和酚类等400多种有机物，它们在长时间存放或加热后会发生化学反应，因此生物油储存稳定性较差且易老化，导致其利用难度较大。

如果能提供一种能够同时燃烧生物质颗粒和生物质油的蒸汽锅炉，将能有效解决上述问题。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有燃烧生物质蒸汽锅炉存在热效率低、生物质适应性窄等缺陷，从而提供一种同时燃烧生物质颗粒和生物质油的蒸汽锅炉。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种同时燃烧生物质颗粒和生物质油的蒸汽锅炉，包括锅炉本体和炉排，所述锅炉本体和所述炉排间形成焚烧区；

生物质颗粒加料口，设置于所述炉排的一端；

烟气管道，设置于所述锅炉本体的内部，一端与焚烧区连通，另一端引出锅炉本体外部；

生物质油喷嘴，设置于焚烧区靠近所述生物质颗粒加料口的一侧，并与所述焚烧区连通。

进一步地，所述生物质油喷嘴向下倾斜，与水平方向的夹角为10-20°。

进一步地，所述生物质油喷嘴的结构包括：

燃料输送管，所述燃料输送管位于出料口一端密封连接有喷嘴，所述燃料输送管外套设有鼓风管，所述鼓风管内位于靠近喷嘴的一侧设置有导风板，还包括：

雾化预热管，所述雾化预热管套设于所述燃料输送管与所述鼓风管之间，所述燃料输送管与所述雾化预热管之间以及所述雾化预热管与所述鼓风管之间相互沿周向密封连接；

混合管，所述混合管位于所述喷嘴远离所述燃料输送管的一端，所述雾化预热管的出料口和所述喷嘴的出料口均与所述混合管的入料口相连通。

进一步地，所述生物质油喷嘴的结构包括：

雾化均布头，所述雾化均布头的一端密封连接于所述雾化预热管和所述燃料输送管之间，另一端密封连接于所述喷嘴和所述混合管之间；

输送流道，所述输送流道位于所述雾化均布头内，所述输送流道用于向前输送、初步混合雾化介质与生物质油燃料，所述输送流道的出料口一端与所述混合管的进料口相连通；所述输送流道的第一入口与所述雾化预热管的出料口相连通，所述输送流道的第二入口与所述喷嘴的出料口相连通，所述混合管的内径和所述燃料输送管的内径以及所述雾化预热管内的雾化介质流道的直径均大于所述输送流道的孔径。

进一步地，所述雾化均布头的结构为圆筒状，所述输送流道沿所述雾化均布头(5)的周向均匀设置有4-8个，所述输送流道的直径为2-4mm；

所述喷嘴出料口沿所述喷嘴轴向均匀设置有2-4个，所述喷嘴位于出料口处呈锥形，所述喷嘴出料口沿所述喷嘴的轴向呈60-90度设置，所述输送流道的第二入口与所述喷嘴出料口同轴设置，所述喷嘴出料口的孔径为2-4mm；

还包括：密封螺母，所述密封螺母密封扣合且螺纹连接于所述雾化预热管靠近进料口的端部，所述燃料输送管穿出所述雾化预热管的一端与所述密封螺母螺纹连接；

密封法兰，所述密封法兰的内孔密封焊接于所述雾化预热管的外壁上，所述密封法兰与鼓风管的端面通过螺栓密封可拆卸连接；

所述雾化均布头一端的内侧和外侧分别螺纹连接在所述燃料输送管的外侧壁和所述雾化预热管的内侧壁上，所述雾化均布头另一端的内侧和外侧分别与所述喷嘴的外侧壁和所述混合管的内侧壁螺纹连接。

进一步地，所述混合管远离所述喷嘴的一端设置有喷孔，所述导风板位于所述喷孔的喷射路径上。

进一步地，所述烟气管道引出锅炉本体外部的一端与所述雾化预热管进口连通。

进一步地，所述炉排为移动式炉排。

进一步地，所述炉排为链带式炉排或链条式炉排。所述链带式炉排的炉排面即链带本身；而链条式炉排的炉排片固定在链条上部的支架或支座上。

进一步地，所述炉排的上端靠近所述生物质颗粒加料口的位置设有闸门。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的同时燃烧生物质颗粒和生物质油的蒸汽锅炉，包括锅炉本体和炉排，所述锅炉本体和所述炉排间形成焚烧区；生物质颗粒加料口，设置于所述炉排的一端；烟气管道，设置于所述锅炉本体的内部，一端与焚烧区连通，另一端引出锅炉本体外部；生物质油喷嘴，设置于焚烧区靠近所述生物质颗粒加料口的一侧，并与所述焚烧区连通。该蒸汽锅炉同时以生物质颗粒和生物质油为原料，实现了二氧化碳的“零排放”，同时又解决了生物质油利用困难的技术问题，因为生物质颗粒的燃烧能够提高生物质油喷嘴的附近的温度，解决了生物质油不易燃的问题，使其燃烧更彻底充分。

2.本实用新型提供的同时燃烧生物质颗粒和生物质油的蒸汽锅炉，所述生物质油喷嘴向下倾斜，与水平方向的夹角为10-20°，喷嘴向下倾斜，从生物质油喷嘴喷出的雾化蒸汽吹到炉排上的生物质颗粒上，能够使生物质颗粒发生滚动或翻动，实现生物质颗粒的彻底燃烧，提高热效率。

3.本实用新型提供的同时燃烧生物质颗粒和生物质油的蒸汽锅炉，生物质油从燃料输送管输入后经过喷嘴的喷射进入混合管，经混合管输入燃烧室燃烧；通过将雾化预热管密封套设于所述燃料输送管和所述鼓风通道之间，使得在向燃料输送管输入生物质油时，可以同时向雾化预热管内输入作为雾化预热介质的高温烟气，预先对流入燃料输送管内的生物质油进行预热，以降低生物质油的粘度，减小液滴尺寸，提高生物质油的雾化质量；而且在环境较高温度作用下还能够促进生物质油蒸发、缩短燃烧时间、提高生物质油燃烧稳定性；同时，由于雾化预热管的出料口和所述喷嘴的出料口均与所述混合管的入料口相连通，使得雾化介质和生物质油在混合管内充分混合，在雾化介质压力作用下，进一步降低生物质油的液滴尺寸，生物质油雾化得更细，从而实现快速燃烧。实现了生物质油的稳定、充分燃烧，解决了生物质油流动性和燃烧性较差的问题。

4.本实用新型提供的同时燃烧生物质颗粒和生物质油的蒸汽锅炉，通过雾化均布头的设置既能够实现雾化预热管与燃料输送管之间以及喷嘴和混合管之间密封连接，又能够通过雾化均布头内的输送流道的设置，实现雾化介质和生物质油的分流、混合，雾化介质和生物质油分别从第一入口和第二入口进入雾化均布头内进行初步混合，然后输送至混合管二次混合，由于混合管直径、雾化预热管内雾化通道的孔径以及燃料输送管的直径均大于所述雾化均布头出口的孔径，使得生物介质和雾化介质输送路径先变窄，再变宽，形成射流效应，使得雾化介质和生物质油在进入混合管时，压力增大，流速也随之增大，从而加速雾化介质和生物质油的混合，提高生物质油的雾化效果。

5.本实用新型提供的同时燃烧生物质颗粒和生物质油的蒸汽锅炉，所述烟气管道引出锅炉本体外部的一端与所述雾化预热管进口连通。使烟气与生物质油进行换热，实现烟气余热的回收利用，提高整个系统的热效率；生物质油升温后，更容易雾化、被点燃。

6.本实用新型提供的同时燃烧生物质颗粒和生物质油的蒸汽锅炉，所述炉排为移动式炉排，优选的为链带式炉排或链条式炉排。链带式炉排和链条式炉排均由链轮带动链条，使炉排片缓慢行进。生物质秸秆颗粒从炉排前端的料斗均匀下落在炉排上。随着炉排向后移动，生物质秸秆颗粒由着火、燃烧直至烧尽，排出系统。炉排运动，会增加生物质颗粒上下的空气流动，使生物质颗粒燃烧更彻底。

7.本实用新型提供的同时燃烧生物质颗粒和生物质油的蒸汽锅炉，所述炉排的上端靠近所述生物质颗粒加料口的位置设有闸门。该闸门能够通过其上下起落来调节生物质颗粒层的厚度，使炉排上的生物质颗粒厚度均一，燃烧更均匀，避免生物质颗粒较厚的地方燃烧不充分，同时该闸门还能够根据需要调节生物质颗粒的投料量，操作更灵活简单。

8.本实用新型提供的同时燃烧生物质颗粒和生物质油的蒸汽锅炉，在所述喷孔的喷射路径上设置导风板，进风从导风板之间流出后产生旋转，促进雾化的生物质油与空气充分接触，能够进一步降低生物质油的粘度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型具体实施方式提供的蒸汽锅炉结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的生物质油喷嘴的结构示意图；

图中，1-生物质颗粒加料口，2-生物质油喷嘴，3-炉排，4-焚烧区，5-锅炉本体，6-闸门，7-燃料输送管，71-喷嘴，8-鼓风管，81-导风板，9-雾化预热管，91-密封螺母，92-雾化与热管进口，10-混合管，101-喷孔，11-雾化均布头，111-输送流道，12-烟气管道。

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它实施例，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“上”、“下”、“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。

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。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例

本实施例提供一种同时燃烧生物质颗粒和生物质油的蒸汽锅炉，如图1所示，包括锅炉本体5和炉排3，所述锅炉本体5和所述炉排3间形成焚烧区4；

生物质颗粒加料口1，设置于所述炉排3的一端；

烟气管道12，设置于所述锅炉本体5的内部，一端与焚烧区4连通，另一端引出锅炉本体5外部；

生物质油喷嘴2，设置于焚烧区4靠近所述生物质颗粒加料口1的一侧，并与所述焚烧区4连通。

所述生物质油喷嘴2向下倾斜设置，与水平方向的夹角为10-20°，能够使生物质颗粒发生滚动或翻动，实现生物质颗粒的彻底燃烧，提高热效率。

具体地，如图2所示，所述生物质油喷嘴2的结构包括：

燃料输送管7，所述燃料输送管7位于出料口一端密封连接有喷嘴71，本实施例中，所述喷嘴71螺纹连接于所述燃料输送管7的端部，所述喷嘴71的两侧沿轴向对称开设有出料口。

所述燃料输送管7由内到外依次套设并沿周向密封连接有雾化预热管9和鼓风管8，其中，所述雾化预热管9输入高温烟气作为雾化预热介质，对燃料输送管7内的生物质油进行预热，加速生物质油的雾化和蒸发。

具体地，所述雾化预热管9的一端通过密封螺母91与所述燃料输送管7密封连接，所述密封螺母91一端密封扣合并螺纹连接于所述雾化预热管9靠近进料口的端部，所述燃料输送管7的一端穿出所述雾化预热管9，所述燃料输送管7穿出所述雾化预热管9的一端的侧壁与所述密封螺母91螺纹连接；所述雾化预热管9的另一端通过雾化均布头11与所述燃料输送管7密封连接，所述雾化均布头11一端的内侧和外侧分别螺纹连接在所述燃料输送管7的外侧壁和所述雾化预热管9的内侧壁上，因此，通过雾化预热管9两端设置的密封螺母91和雾化均布头11实现了雾化预热管9与燃料输送管7的密封且可拆卸连接。

此外，所述鼓风管8的一端通过密封法兰与所述雾化预热管9密封连接，所述密封法兰的内孔密封焊接于所述雾化预热管9的外壁上，所述密封法兰与所述鼓风管8的端面通过螺栓密封可拆卸连接。

如图2所示，所述喷嘴71远离所述燃料输送管7的一端连通有混合管10，所述雾化预热管9的出料口和所述喷嘴71的出料口均与所述混合管10的入料口相连通。

具体地，所述输送流道111的出料口一端与所述混合管10的进料口相连通；所述述输送流道111的第一入口与所述雾化预热管9的出料口相连通，所述述输送流道111的第二入口与所述喷嘴71的出料口相连通。

此外，所述混合管10和喷嘴71之间通过雾化均布头11密封连接，所述雾化均布头11另一端的内侧和外侧分别与所述喷嘴71的外侧壁和所述混合管10的内侧壁螺纹连接，使得从雾化预热管9输入的雾化介质通过雾化均布头11径直进入混合管10而不会向外溢出。

具体地，所述雾化均布头11的结构为圆筒状，所述雾化均布头11内设置有若干个输送流道111，所述输送流道111沿雾化均布头11的周向均匀设置有4-8个，所述输送流道111的直径为2-4mm，本实施例中，优选雾化均布头11设置有8个，输送流道111的直径为3mm。所述输送流道111用于向前输送、初步混合雾化介质和生物质油燃料。通过雾化均布头11和输送流道111的设置能够促进雾化介质和生物质油分别先分流再混合，从而提高混合程度，加速生物质油的雾化程度。

具体地，所述烟气管道12引出锅炉本体5外部的一端与所述雾化预热管进口92连通，利用高温烟气作为生物质油雾化介质，利用高温烟气余热为生物质油预热，实现生物质油的雾化，预热后更易燃。

具体地，所述炉排为移动式炉排3。优选的，所述炉排为链带式炉排或链条式炉排。所述链带式炉排的炉排面即链带本身；而链条式炉排的炉排片固定在链条上部的支架或支座上。本实施例中选用的炉排为链带式炉排。

具体地，所述炉排的上端靠近所述生物质颗粒加料口的位置设有闸门6。该闸门能够通过其上下起落来调节生物质颗粒层的厚度，使炉排上的生物质颗粒厚度均一，燃烧更均匀，避免生物质颗粒较厚的地方燃烧不充分，同时该闸门还能够根据需要调节生物质颗粒的投料量，操作更灵活简单。

具体实施过程：

首先生物质颗粒通过生物质颗粒加料口1均匀下落在炉排3上，利用闸门6调节生物质的加料量，并刮平生物质颗粒层，同时向生物质油喷嘴2中通入生物质油，点火使生物质油燃烧，同时引燃生物质颗粒料，焚烧区4产生的高温烟气通过烟气管道实现对锅炉本体的即热，然后外排，与雾化预热管进口92连通，高温烟气沿雾化预热管9进入雾化均布头11，高温烟气的热量不断向传递到燃料输送管7；然后将生物质油从燃料输送管7输入生物质油喷嘴，生物质油经燃料输送管7出料口一端连接的喷嘴71喷出，输送过程中生物质油在高温烟气的作用下预热、雾化或者蒸发，从喷嘴71两侧出料口喷出的生物质油进入雾化均布头11的输送流道111，与其中的高温烟气初步混合，接着两者高速进入混合管10二次混合，生物质油得到充分雾化、燃烧。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。