气固混燃高水分燃料蒸汽锅炉的制作方法

本实用新型涉及锅炉燃烧设备，具体为一种气固混燃高水分燃料蒸汽锅炉。

背景技术：

生物质燃料属绿色可再生能源，生物质燃料锅炉具有洁净环保、运行成本低、高效节能、为民增收等优点，得以广泛的应用。

但新鲜生物质燃料含水率高，制药厂的药渣其含水率更是高达55％以上，自然干燥时间也很长，例如新鲜树皮在室内堆垛后经过5个月的自然干燥，含水率才从59％降低至44％；燃料水分高，燃烧困难；传统的生物质燃料锅炉多采用烘干或“烘干+压制成型”的方法，降低生物质燃料的水分，以保证锅炉的稳定燃烧和正常运行；烘干或“烘干+压制成型”都会增加锅炉的使用成本，“烘干+压制成型”的成本可达原始燃料成本的1倍，无形之中增加了能源的消耗。目前市面上的较高水分生物质锅炉，尽管不少采取了“悬浮燃烧+层燃”的尽量克服高水分生物质难燃的燃烧方式，但因有些生物质水分确实太高，锅炉运行常会出现冒黑烟、燃烧不充分、烟道堵塞和热效率低等不良工况，造成污染环境和浪费能源。

技术实现要素：

为了克服现有技术提及的缺点，本实用新型提供一种气固混燃高水分燃料蒸汽锅炉，其采用的高水分生物质燃料无需经烘干和压制成型，节省了燃料的加工费用，且保证高效燃尽高水分生物质燃料(如含水率高达60％的药渣、湿木片等)、不冒黑烟、锅炉热效率高、烟道不易堵塞，同时具有结构紧凑、重量轻、安装维护方便等优点。

本实用新型解决其技术问题所采用技术方案为：气固混燃高水分燃料蒸汽锅炉,包括燃烧炉体和锅炉本体，所述锅炉本体置于所述燃烧炉体的上方，所述锅炉本体包括水冷管、上锅筒、对流管、下锅筒、节能器和空气预热器，所述水冷管呈垂直设置，所述水冷管的下端连接所述燃烧炉体的炉膛，所述上锅筒和下锅筒均呈水平设置，所述上锅筒的前端连接所述水冷管的上端，所述对流管、下锅筒、节能器和空气预热器依次往下布置于所述上锅筒后部的下方，所述对流管连接所述上锅筒的后端与所述下锅筒的前端，所述下锅筒的后端依次连接所述节能器和空气预热器。

所述水冷管和对流管均采用全膜式壁结构，所述水冷管的外壁设有炉墙，所述炉墙做成轻型结构，由硅酸铝纤维和0.5mm厚的成型外壳板组成，所述对流管内由相叠的鳍片管隔成数个烟道；相对目前常规的光管水冷壁及对流管束，锅炉的重量更轻，制造成本更少，安装维护也更方便。

所述节能器采用H型鳍片管顺列结构，所述H型鳍片管包括管体和管体外壁排列设置的鳍片，所述鳍片间距为25mm。避免烟气堵塞的同时，加大锅炉的受热面，提高锅炉的换热效果，减少节能器的重量，可比常规的光管节能器减少重量达25％。

所述空气预热器采用螺纹管式空气预热器，其包括Φ57×2大口径螺纹管，四角布置有Φ89×3.5大管。

所述燃烧炉体的前侧设有进料口，所述燃烧炉体的上侧设有排烟口，所述水冷管的下端连接所述排烟口处，所述燃烧炉体的后侧安装有燃烧装置和生物质气化发生器，所述燃烧炉体的炉膛内安装有高位往复炉排与低位往复炉排，所述高位往复炉排的前端连接所述进料口处，所述高位往复炉排的后端连接所述低位往复炉排的前端并且所述高位往复炉排后端的垂直位置高于所述低位往复炉排的前端；所述生物质气化发生器连接所述燃烧装置并为所述燃烧装置提供燃料，所述燃烧装置的喷燃口正对所述低位往复炉排的前中部。其中，所述高位往复炉排的后端与低位往复炉排的前端的高度差为0.8～1.5米。

所述高位往复炉排的后端下部设置有斜向上20～30°喷的第一鼓风装置，高水分燃料首先由进料口进入高位往复炉排，在高位往复炉排上得以烘干和少部份燃烧，之后以一定的高度差落向低位往复炉排前端，在下落的过程当中受到炽热烟气和鼓风装置的进一步烘干及托浮，其中的水分进一步被驱除，重量轻的部份在炉膛内悬浮燃尽，重量重的部份落在低位往复炉排的中前端，受到燃烧装置的高温火焰的助燃。

所述燃烧炉体于所述排烟口处设有斜向下20～35°喷的第二鼓风装置，第二鼓风装置把未燃尽的随同高温烟气向上流动的燃料阻挡住，并补充助燃的空气使其进一步燃尽。所述燃烧炉体于所述排烟口处设有呈八字型分布的前拱和后拱。

还包括有固定所述水冷管、上锅筒、对流管、下锅筒、节能器和空气预热器的钢架，所述钢架上设有平台扶梯，以便维修。

本实用新型的有益效果是：本蒸汽锅炉将燃烧炉体做成“生物质气化与燃烧装置+高、低位斜推往复炉排”的组合形式，炉膛内设有鼓风装置助燃；可保证高效燃尽高水分生物质燃料，如药渣、湿木片等；其锅炉本体做成自然循环双锅筒纵置式水管锅炉形式，上锅筒、对流管和下锅筒之间呈Z型布置，水冷管和对流管均做成全膜式壁结构、节能器做成间距适合的H型鳍片管顺列结构，大口径螺纹管式空气预热器四角布置大管，炉墙为全轻型构造，结构紧凑，重量轻、安装维护方便，锅炉热效率高。

附图说明

图1为本实用新型气固混燃高水分燃料蒸汽锅炉整体主视结构示意图。

图2为水冷壁和对流管结构俯视剖切示意图。

图3为节能器结构主视示意图。

图4为节能器结构侧视示意图

图5为空气预热器结构俯视剖切示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步的说明。

如图1和图2所示，一种气固混燃高水分燃料蒸汽锅炉,包括燃烧炉体和锅炉本体，所述锅炉本体置于所述燃烧炉体的上方，所述锅炉本体包括水冷管11、上锅筒12、对流管13、下锅筒14、节能器15和空气预热器16，所述水冷管11呈垂直设置，所述水冷管11的下端连接所述燃烧炉体的炉膛，所述上锅筒12和下锅筒14均呈水平设置，所述上锅筒12的前端连接所述水冷管11的上端，所述对流管13、下锅筒14、节能器15和空气预热器16依次往下布置于所述上锅筒12后部的下方，所述对流管13连接所述上锅筒12的后端与所述下锅筒14的前端，所述下锅筒14的后端依次连接所述节能器15和空气预热器16。所述燃烧炉体的前侧设有进料口21，所述燃烧炉体的上侧设有排烟口，所述水冷管11的下端连接所述排烟口处，所述燃烧炉体的后侧安装有燃烧装置4和生物质气化发生器5，所述燃烧炉体的炉膛高度为3.8～6.8米，所述燃烧炉体的炉膛内安装有高位往复炉排31与低位往复炉排32，高位往复炉排31与低位往复炉排32呈倾斜设置，所述高位往复炉排31的前端连接所述进料口处，所述高位往复炉排31的后端连接所述低位往复炉排32的前端并且所述高位往复炉排31后端的垂直位置高于所述低位往复炉排32的前端，其高度差为0.8～1.5米；所述生物质气化发生器5连接所述燃烧装置4并为所述燃烧装置4提供燃料，所述燃烧装置4的喷燃口正对所述低位往复炉排32的前中部。还包括有固定所述水冷管11、上锅筒12、对流管13、下锅筒14、节能器15和空气预热器16的钢架18，所述钢架18上设有平台扶梯19，以便维修。

所述高位往复炉排31的后端下部设置有斜向上20～30°喷的第一鼓风装置33，高水分燃料首先由进料口21进入高位往复炉排31，在高位往复炉排31上得以烘干和少部份燃烧，之后以一定的高度差落向低位往复炉排前端，在下落的过程当中受到炽热烟气和第一鼓风装置33的进一步烘干及托浮，其中的水分进一步被驱除，重量轻的部份在炉膛内悬浮燃尽，重量重的部份落在低位往复炉排的中前端，受到燃烧装置的高温火焰的助燃。所述燃烧炉体于所述排烟口处设有斜向下20～35°喷的第二鼓风装置34，第二鼓风装置34把未燃尽的随同高温烟气向上流动的燃料阻挡住，并补充助燃的空气使其进一步燃尽。所述燃烧炉体于所述排烟口处设有呈八字型分布的前拱22和后拱23，所述燃烧炉体内还开设有检查门和清渣门。

如图2所示，水冷壁管11由Φ51或Φ60管子与扁钢相焊成全膜式壁结构；对流管由Φ51管子与扁钢相焊成全膜式壁结构，所述水冷管11的外壁设有炉墙17，所述炉墙17做成轻型结构，由硅酸铝纤维和0.5mm厚的成型外壳板组成，所述对流管13内由相叠的鳍片管131隔成数个烟道；相对目前常规的光管水冷壁及对流管束，锅炉的重量更轻，制造成本更少，安装维护也更方便。

如图3和图4所示，所述节能器采用H型鳍片管顺列结构，H型鳍片管由Φ32×3管子151与鳍片152焊接而成，根据增加受热面积同时烟气不易堵塞为原则的实用经验，H型鳍片管的长宽为70×70mm，管左右侧鳍片间隙8mm，整条管鳍片的间距为25mm。其避免烟气堵塞的同时，加大锅炉的受热面，提高锅炉的换热效果，减少节能器的重量，可比常规的光管节能器减少重量达25％。

如图5所示，所述空气预热器采用螺纹管式空气预热器，其包括Φ57×2大口径螺纹管，四角布置有Φ89×3.5大管。生物燃料锅炉一般宜造成管式空气预热器的积灰和堵塞，且通常位于其四角上，其四角布置Φ89×3.5大管，则可在增加受热面的同时，保证烟道的畅通不堵。

以20t/h、1.25MP药渣饱和蒸汽锅炉为例，本实用新型锅炉比目前常规的锅炉燃烧更充分和稳定，锅炉热效率可提高6％；锅炉本体重量可降低230％，制造成本可降低15％。