专利名称：燃生物质多元内循环流化床锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流化床锅炉领域，尤其涉及一种燃生物质多元内循环流化床锅炉。
背景技术：
所谓生物质燃料就是指以木质素(或纤维素)及其它有机质为主的陆生植物、水生植物及人畜粪便等。我国生物质燃料丰富，据统计全国近年秸秆年产量为1.7亿吨，工业排放折合标煤3亿吨。生物质燃料，结构松散、密度低、只有标准煤的一半多，不宜储运，但也有以下优占.
^ \\\ ·1、它的产量大，大面积再生，是非常稳定的再生资源。2、含硫、含氮量低，燃烧过程中硫化物、氮化物少。3、在生物质燃料再生过程中吸收大量C02，因此大量使用生物质燃料可减少C02净排放量，减少温室气体排放量。4、生物质灰分含量只有0.9% 1%，充分燃烧烟气量很少，所以可认为生物质燃料是清洁能源。生物质能目前在我国的利用状况看，直燃技术占相当的比重，但燃烧设备落后，热效率很低，造成生物质能源的极大浪费。国内部分锅炉制造厂家设计采用链条炉燃烧生物质废料，发现热效率低，出力不足，锅炉炉体大，炉排易烧坏。目前国内生物质燃烧技术存在的问题1、运行不稳定。层状燃烧方式常出现床面料层不均勻的现象，层面料层薄或无料的地方阻力小，易被吹穿，形成火口，大量空气从火口短路进入炉膛；而料层厚的地方床面阻力大，燃烧需要的空气多，但空气量供应不足，使整个配风失去平衡。火床床面不平整，燃烧不稳定，导致运行部稳定。2、燃烧效率低。生物质燃料含水量很高，水分蒸发需要大量的热量，使生物质燃料很难烘干、着火，使着火推迟，难以燃尽，固体不完全燃烧损失q4增加，加之漏风率大，气体不完全燃烧损失q3也增加。3、受热面的积灰、过热器结渣与沾污的问题。一定程度上降低了传热效率，在恶劣的情况下，局部传热表面会被沾污覆盖而丧失传热性能。积灰中存在大量的KCl (40% 80%)。积灰的形成主要是由于生物质本身高的钾和氯含量高引起的。钾和氯会以KCl的形式直接沉积在传热表面，也可能钾与灰中的硅酸盐反应生成低熔点灰，粘着在传热面上。4、受热面、过热器的腐蚀问题。随着蒸汽温度的升高，腐蚀率也增加。生物质锅炉中的腐蚀机理与气相氯化物有关的腐蚀，沉积物中氯化物的固相反应以及熔化的氯化物与硫酸盐的反应有关。腐蚀多发生在过热器受热面上，以氯腐蚀为主。实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种燃生物质多元内循环流化床锅炉，采用独特的多元内循环低循环倍率燃烧方式，具有燃烧效率高，同时又具有磨损小的优点。本实用新型的技术实用新型是以下述方式实现的一种燃生物质多元内循环流化床锅炉，主要采用多元内循环燃烧方式，分离返料装置，布风板和导流一体化风帽，给料系统，受热面布置，和吹灰除焦系统组成；其中，布风板为碟形；采用高低压送风系统；布风板风帽采用鸭嘴形定向风帽、圆柱直风帽或导流板圆柱直风帽组合而成。布风板下方设有高压风室、低压风室构成的“回”字形风箱，在风室不等风压的压差下，通过床面的定向风帽和不定向风帽及导流一体化风帽，物料形成如“回”字形横向涡流。本实用新型的布风板采用高四周倾斜布风板与中间平布风板。本实用新型采用物料炉前回收装置和粉料离心分离引射装置。在炉膛稀相区前墙 4 5m处布置粉料回收装置，无需风机动力，靠系统负压动力引射未完全燃烧的生物质颗粒实现外围分离，而进入炉膛出口的未完全燃烧的物料也会在“U”型分离器通过空气动力回旋产生离心力，实现二次分离，由储灰腔返回炉膛继续燃烧。减少了 q3的损失，提高了燃烧效率。针对循环流化床锅炉床压一般很高，采用正负压给料机或者倾斜式螺旋给料机给料。生物质燃料入炉后能在重力和二次送风器的作用下，通过播料风均勻的散布到高温密相区底部。非常有利于高湿细颗粒物料的干燥燃烧，易于自动控制和给料计量。 本实用新型埋管受热面采用高位倾斜布置。主要依靠中小颗粒的热传导和低速横向冲刷传热，传热系数高于纵向冲刷的膜式壁近2倍，而平均磨损速度却低三倍；鼓风机电耗可降低一倍；埋浸受热面一般采用Φ51Χ5钢管焊上防膜鳍片，采取倾斜位布置，采用密相区风帽中心线平面以上400mm倾斜角15-25度倾斜角布置埋管受热面结构，可连续运行 4年以上。本实用新型采用石灰石(或细砂、高岭土、炉渣)炉内蓄热和脱硫。由于生物质能有热值、含水不均的特点，着火稳定性差，多元内循环密相区需采用石灰石(或细砂)蓄热或脱硫。炉前增加一套石灰石给料系统，给燃料的同时根据燃料的硫含量按钙硫比为1. 5^2. (Tl 的比例加入(T2mm的石灰石一起入炉参与循环。由于本锅炉内循环的特殊功效，炉内脱硫总效率彡94%。能直接满足GB1327 — 1977和BG30951-1996规划二类环保要求。本实用新型采用声波吹灰器，结构简单，无转动机械，没有介质冲刷受热面，运行安全可靠。同时它可以吹扫蒸汽吹灰器难以清除的空间，而且效果明显。本实用新型采用喷燃技术(乙炔气体)清除附着在过热器上的沾污、结渣、焦油，防治过热器受腐蚀。本实用新型的积极效果是本实用新型的燃生物质多元内循环流化床锅炉，可顺利稳定燃烧各种生物质燃料，能大大提高生物质能锅炉的热效率，实现三回程，两级分离，两级回送，热效率高达 85% 90%，降低能源消耗，同时满足锅炉运行安全稳定，受热面磨损小，维修工作量少，负荷调节灵活方便，自用电耗低，能长期稳定运行，易于管理。
图1为带有炉前生物质回收装置的多元内循环流化床锅炉燃烧系统图。图2为图1中布风板和导流一体化风帽组合及埋管结构示意图。
具体实施方式
由图1可以看出，炉前生物质料回收器1，设置在燃生物质多元内循环流化床锅炉内的生物质料引射器，二次送风器3，物料分离储存腔4，燃生物质多元内循环流化床锅炉内部一侧设有均速板6，均速板6旁设有“U”型分离器7，“U”型分离器7上方设有过热器 8，均速板6下方设有省煤器9，省煤器9下方设有空气预热器11，燃生物质多元内循环流化床锅炉内部另一侧设有碟形布风板及风帽10，碟形布风板及风帽10下方设有高低压送风装置5，生物质多元内循环流化床锅炉上位于均速板6位置还设有清扫孔12，生物质多元内循环流化床锅炉上位于碟型布风板及风帽10位置处还设有给料机13，返料口 14，埋管受热面15。埋浸受热面15 —般采用Φ51Χ5钢管焊上防膜鳍片，采取倾斜位布置，采用密相区风帽中心线平面以上400mm倾斜角20°倾斜布置埋管受热面结构，可连续运行4年以上。由图2可以看出，布风板和导流一体化风帽组合及埋管由高压风室16 ；低压风室 17 ；排渣装置18 ；碟型布风板及风帽10和分段二次送风器3构成。使用时，生物质燃料通过给料机13进入炉膛后，落在布满高温流化态床料的碟型布风板10上，在高低压风室5不等风压的压差作用下，通过床面的定向风帽和不定向风帽及导流一体化风帽，形成如“回”字形横向涡流，将四周移向中间的颗粒物料往上吹，上升到一定的高度再折回流向四周，在埋浸受热面下面进行周而复始的循环；被携带出来的中小颗粒则进入埋浸受热面换热，另一部分又在重力的作用下返回密相区继续燃烧换热。 炉前生物质回收装置，可以将没有燃烧完全的生物质燃料通过烟道系统负压引力回收到离心分离引射装置2，通过物料自身炭灰重力差实现分离，再通过返料口 14返回密相区继续燃烧换热；一些更小的粒子进入稀相区继续燃烧，并逐步通过”U”型分离装置7，没有烧完的物料被捕捉进入“U”型高温分离储灰腔，回送至密相区继续燃烧；含碳量少的粒子则被排出炉外，不再参与循环。实现三回程，两级分离，两级回送。热效率大于85% 90%。生物质燃料通过给料机13进入炉膛后，落在布满床料的碟型布风板10上，在高低压风室5在不等风压的压差下，通过床面的定向风帽和不定向风帽及导流一体化风帽，形成如“回”字形横向涡流，将四周移向中间的颗粒往上吹，到一定的高度再折回流向四周，在埋浸受热面下面进行周而复始的循环；被携带出来的中小颗粒则进入埋浸受热面换热，另一部分又在重力的作用下落回密相区继续燃烧换热。炉前生物质回收装置，可以将没有燃烧完全的生物质燃料通过烟道系统负压引力回收到离心分离引射装置2，通过物料自身重力实现分离，通过返料口 14落回密相区继续燃烧换热；一些更小的粒子进入稀相区继续燃烧，并逐步通过”U”型分离装置7，没有烧完的物料被捕捉进入”U”型高温分离储灰腔4，回送至密相区继续燃烧；不含碳的粒子则被排出炉外，不再参与循环，实现三回程，两级分离，两级回送。多元内循环以碟形布风板和导流一体化风帽及高压风室16、低压风室17构成的 “回”字形风箱组成，在风室不等风压的压差下，通过床面的定向风帽和不定向风帽及导流一体化风帽，形成如“回”字形横向涡流。中心风室位置低，风压高，将四周移向中间的颗粒往上吹，形成一个喷泉状的帜热颗粒流，到一定的高度再折回流向四周，在埋浸受热面下面进行这种周而复始的循环。针对循环流化床锅炉床压一般很高，采用给料机13给料。生物质燃料入炉后能在重力和二次送风器的作用下扎入高温密相区底部，并迅速在整个炉膛播散，非常有利于细颗粒的燃烧，易于自动控制和给料计量。炉前生物质回收装置，可以将没有燃烧完全的生物质燃料通过烟道系统负压引力回收到离心分离引射装置2，通过物料自身重力(碳灰比重差)实现分离，通过返料口 14落
回密相区继续燃烧换热。 炉内蓄热和脱硫材料采用石灰石。
权利要求1.一种燃生物质多元内循环流化床锅炉，主要采用多元内循环燃烧方式，主要由分离返料装置，布风板和导流一体化风帽，给料系统，受热面布置，和吹灰除焦系统组成，其特征在于布风板为碟形；采用高低压送风系统；布风板风帽采用鸭嘴形定向风帽、圆柱直风帽或导流板圆柱直风帽组合而成。
2.根据权利要求1所述的燃生物质多元内循环流化床锅炉，其特征在于采用高四周倾斜布风板与中间平布风板。
3.根据权利要求1所述的燃生物质多元内循环流化床锅炉，其特征在于采用物料炉前回收装置和粉料离心分离引射装置。
4.根据权利要求1所述的燃生物质多元内循环流化床锅炉，其特征在于采用正负压给料机或者倾斜式螺旋给料机给料。
5.根据权利要求1所述的燃生物质多元内循环流化床锅炉，其特征在于埋管受热面采用高位倾斜，倾斜角为15-25度角。
6.根据权利要求1所述的燃生物质多元内循环流化床锅炉，其特征在于炉内蓄热和脱硫材料采用石灰石、细砂、高岭土或炉渣。
7.根据权利要求1所述的燃生物质多元内循环流化床锅炉，其特征在于吹灰除焦系统中采用声波吹灰器。
专利摘要本实用新型公开了一种燃生物质多元内循环流化床锅炉，主要由多元内循环和分离返料装置，布风板和导流一体化风帽，给料系统，受热面布置和吹灰除焦系统组成。布风板为碟形。埋浸受热面采取倾斜位布置。密相区内的炉墙与主墙分离，使用耐磨耐火砖。本实用新型的燃生物质多元内循环流化床锅炉，可顺利稳定燃烧各种生物质燃料，能大大提高生物质能锅炉的热效率，实现三回程，两级分离，两级回送，热效率高达85%～90%，降低能源消耗，同时满足锅炉运行安全稳定，受热面磨损小，维修工作量少，负荷调节灵活方便，自用电耗低，能长期稳定运行，易于管理。
文档编号F23C10/10GK202303351SQ20112038132
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者于国新, 刘向龙, 卢红波, 姚圣聪, 张宪坤, 陈云浩 申请人:湖南利能科技股份有限公司