一种基于流态重构的生物质循环流化床锅炉的制作方法

文档序号:12764897阅读:990来源:国知局

本实用新型涉及一种生物质燃烧设备,具体地说是一种基于流态重构的生物质循环流化床锅炉。



背景技术:

农林废弃物(如树皮类、木材类、锯末、农作物秸秆类、稻壳类)等生物质能源是一种源于太阳、储存于生物的清洁可再生能源,在生长过程中吸收二氧化碳,作为燃料发电还可替代部分化石燃料,从而减少对化石燃料的依赖,减少对环境的破坏。我国生物质能资源非常丰富,以生物质为燃料的锅炉市场前景非常看好。

目前国内生物质能锅炉主要有水冷振动炉排锅炉和循环流化床锅炉。水冷振动炉排锅炉由于存在燃烧效率低,积灰严重,高温腐蚀处理成本高昂,负荷调节范围小等问题,发展受到制约。循环流化床锅炉作为一种新型的清洁燃烧技术,其节能环保性近年来取得了很好的发展,但主要应用于燃料为煤的领域。随着国家政策的支持,生物质能的利用受到很高关注,生物质锅炉开发成为新的发展机会。由于生物质与煤相比,燃料成分发生了很大的变化,如灰分小、水分高、热值低以及碱金属含量高等,给锅炉带来了入炉困难,燃烧不稳定,炉内易结渣、腐蚀等问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种基于流态重构的生物质循环流化床锅炉。它根据生物质成分变化,基于流态重构理论,将炉内流化状态进行优化设计,能实现生物质稳定运行并完全燃烧。锅炉运行时,在薄料层、低床压运行时,能保持炉膛物料浓度和流经分离器的循环物料量基本不变,同时二次风穿透扰动效果增强,提高了锅炉燃烧效率,降低了锅炉机组的供电煤耗;物料流化需要的动力减小,锅炉一、二次风机的压头降低,风机电耗下降,从而降低锅炉机组的厂用电率;炉膛下部物料浓度大幅度减小,从而可以减轻炉膛下部浓相区特别是防磨层与膜式壁交界处的磨损,提高锅炉机组的可用率。

本实用新型包括炉膛、流化床燃烧室、分离器、返料阀、高温过热屏、空气预热器、竖井烟道、低温过热器、省煤器、空气预热器和烟道尾部;流化床燃烧室上部设有生物质进料管,流化床燃烧室中部分别设有二次风管和补床料管,流化床燃烧室底部设有排渣管;炉膛上部出口与分离器相接,分离器下部立管与返料阀相接,返料阀与流化床燃烧室相通,分离器上部中心出口筒与竖井烟道相通;在竖井烟道内依次布置低温过热器、省煤器;竖井烟道与烟道尾部相通,空气预热器布置于烟道尾部。

分离器为高温绝热分离器,返料阀为自平衡式返料阀。

流化床燃烧室为水冷膜式壁结构,风室为整体水冷风室,排渣管为垂直布置,底部排渣。

生物质进料管布置在炉膛负压点,配有文丘里风管。

二次风管布置在流化床燃烧室上部前后墙,进口为长方形,单层布置。

高温过热屏为膜式壁插屏式,布置于炉膛内,下部从炉膛前墙穿入,上部从炉膛顶部穿出。

低温过热器、省煤器受热面为水平顺列布置形式。

空气预热器为卧管式顺列形式,单独布置于烟道尾部。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点:

本实用新型采用了循环流化床最新的流态重构理论,同时采用高效的高温绝热分离器和低能耗自平衡返料阀,分离器分级切割粒径d99及d50较常规循环流化床锅炉大幅度减小,在薄料层、低床压运行时,炉膛物料浓度和流经分离器的床质量得到了大大的提高,保障了锅炉在生物质燃料燃烧情况下,炉膛内可以低床温下实现高效传热。锅炉采用低床温设计,生物质灰中碱金属析出量少,硅酸盐生成量少,循环物料不易软化粘结,炉内床料结渣问题得到大大改善,同时床温低降低了烟气中氮氧化物的原始排放。锅炉结构上将高温过热屏布置于炉内,受炉膛内部循环物料的不断冲刷,高温过热屏上不会发生由于生物质氯含量高造成的高温腐蚀问题。尾部受热面采用水平顺列结构型式,便于清灰,锅炉运行操作和日常检修简便。

附图说明

图1为本实用新型实施例结构示意图。

图中附图标记:.排渣管1,.流化床燃烧室2,二次风管3,补床料管4,生物质进料管5,炉膛6,高温过热屏7,高温绝热分离器8,返料阀9,低温过热器10,省煤器11,空气预热器12。

具体实施方式

下面结合附图1实施例对本实用新型作进一步说明。

在图中,本实用新型主要包括炉膛6、高温绝热分离器8、低温过热器10、省煤器11及空气预热器12组成。炉膛6下部布置流化床燃烧室2、排渣管1,前墙布置生物质进料管5、补床料管4,中部布置二次风管3;高温过热屏7布置于炉膛6内部;高温绝热分离器8下部布置返料阀9;竖井烟道从上而下布置低温过热器10、省煤器11;空气预热器12布置于烟道尾部。

炉膛采用膜式水冷壁结构,下部管壁上焊有密集销钉并涂敷耐磨可塑料,提高使用寿命,同时内部布置有高温过热屏增加炉内吸热量,有效降低主循环回路内的燃烧温度,避免了由于生物质灰熔点低而带来的床料结焦问题。

锅炉采用前墙给料,将生物质进料管布置于锅炉负荷压区,通过多级配风,使生物质受到前抽后推的力量送入炉膛。补床料管布于前墙,启炉时可以快速送入床料,正常运行时可以添加惰性物料,防止由于生物质燃料含灰量较小,可使循环流化床循环灰量能够达到要求。

流化床燃烧室与炉膛相接,采用水冷布风板结构,均匀布风。排渣管布置于燃烧室中部,可间断或连续对锅炉排渣。

二次风管进口布置在流化床燃烧室上部前后墙,进口为方形,单层布置,使得二次配风刚度加大,穿透扰动效果增强,保障了生物质燃料燃烧过程中与氧气的充分接触,燃烧完全。

尾部过热器、省煤器均采用水平光管顺列布置结构,有效防止受热面结渣、腐蚀,同时利于清除管壁积灰。空气预热器采用卧管式顺列布置形式,采用立柱支撑单独布置于锅炉最后一跨烟道尾部。

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