一种生物质锅炉破渣装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种生物质锅炉破渣装置，属于固体燃料燃烧【技术领域】，适用于燃烧生物质颗粒燃料的生物质锅炉，主动破除燃烧灰渣。该装置安装在生物质锅炉炉膛内，由进水管、出水管、破渣齿和冷却水管组成，生物质锅炉破渣装置横置于生物质燃料锅炉炉膛内，与链条炉排垂直，距离链条炉排小于5mm，燃烧的燃料和灰渣随着链条炉排的运动，经过破渣装置将燃烧后结焦的灰渣进行破碎后排出。本发明解决了生物质颗粒燃料燃烧后灰渣结焦的问题，能够大大提高生物质锅炉效率和使用寿命，有利于推动秸秆类生物质颗粒燃料产业化作用，生物质颗粒燃料替代煤炭，具有良好的经济、社会和环境效益。
【专利说明】一种生物质锅炉破渣装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生物质锅炉破渣装置，属于固体燃料燃烧【技术领域】，适用于燃烧生物质颗粒燃料的生物质锅炉，具体是安装在生物质锅炉炉膛内，利于排出燃烧灰渣的装置，用于解决生物质颗粒燃料燃烧结渣难以排出的问题。
【背景技术】
[0002]生物质颗粒燃料具有高效、洁净、点火容易、C02近似零排放等优点，可替代煤炭等化石燃料应用于炊事、供暖等民用领域和锅炉燃烧、发电等工业领域。生物质颗粒燃料密度为1.0?1.4t/m3，能源密度相当于中质烟煤，使用时火力持久，炉膛温度高，是目前煤炭的良好替代燃料，生物质颗粒燃料呈圆柱状或块状，形状一致，具有良好的流动性，易于实现燃烧设备的自动控制和自动燃烧。
[0003]在欧美等国家，生物质颗粒燃料及配套的高效燃烧设备已经非常普及，但这些生物质颗粒燃料以木质颗粒燃料为主，具有热值高、灰分低、燃烧后不易结渣等优点，而我国的生物质成型燃料以农作物秸杆为主，与木质颗粒燃料相比，在物理特性、化学组分方面有着较大差别，导致燃烧特性存在差异，秸杆类颗粒燃料中的灰分高、灰熔点低、碱金属含量较高，燃烧过程中易出现结渣、设备内积灰严重等问题。在我国推广秸杆类生物质颗粒燃料对缓解能源紧张的局面，有效生物质原料燃烧造成的环境污染具有重要意义。
[0004]因此，如何解决生物质锅炉结渣问题，是我国生物质颗粒燃料的推广应用，替代部分煤炭、石油等化石燃料的技术保障，目前生物质燃烧设备排渣有多种形式，如螺旋式排渣系统、链条型排渣系统等。本破渣装置适用于链条型生物质锅炉。
[0005]生物质链条锅炉针对炉排易烧损和燃烧不完全等问题已开展结构的优化与改进(如专利号:200710144970.9，申请日2008.7.9)，对燃烧结渣和积灰问题对民用供暖锅炉增加了螺旋式主动排渣装置(如专利号:ZL201020188012.9,2011.1.5、专利号:ZL201220243917.0,2012.10.10 等)。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是，在于提供一种生物质锅炉破渣装置，能够安装在生物质锅炉炉膛内，解决生物质颗粒燃料燃烧结渣难以排出的问题。同时，本发明解决生物质颗粒燃料在燃烧热化学转化过程中，由于燃料自身所含的碱金属、硅化物含量高导致结渣，影响锅炉的正常燃烧，造成热损失燃烧效率低等问题。
[0007]为达到这一目的所采取的技术方案是一种生物质锅炉破渣装置由进水管、出水管、破渣齿和冷却水管组成，生物质锅炉破渣装置横置于生物质燃料锅炉炉膛内，与链条炉排垂直，距离链条炉排小于5_，燃烧的燃料和灰渣随着链条炉排的运动，经过破渣装置将燃烧后结焦的灰渣进行破碎后排出。
[0008]上述的一种生物质锅炉破渣装置，破渣齿为多个均匀分布，套装焊接在冷却水管夕卜，两个破渣齿间距应小于20mm，将灰渣“抬起”，使灰渣顺利从破渣装置上通过，并有效破碎大块已结焦的灰渣，降低了生物质颗粒燃料燃烧后结渣成块的几率，便于炉渣从炉膛排出。
[0009]上述的一种生物质锅炉破渣装置，破渣齿采用齿形结构，即破渣齿齿数为3个或多个，保证破渣装置的稳固和寿命，齿形为三角形凸极或四边形凸极，齿宽大于20mm，有效避免了灰渣粘结在链条上致使链条炉排损坏。
[0010]上述的一种生物质锅炉破渣装置，冷却水管空腔直径不小于20mm，长度小于锅炉链条炉排的宽度，一端与进水管相连，另一端与出水管相连，内通冷却水，水流速度不低于0.5m/s,有效缓解了生物质颗粒燃料燃烧过程的高温对支撑架和破渣齿的破坏作用，大大提高破渣装置的使用寿命。
[0011 ] 本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是:解决了生物质颗粒燃料燃烧后灰渣结焦无法清理的问题，本发明方法在生物质锅炉增加破渣装置，在链条炉排运行中，燃烧的灰渣随炉排的运动通过破渣装置，破渣装置上的破渣齿“抬起”灰渣，防止灰渣结焦在炉排上，有效解决了灰渣无法排出的问题。同时冷却水能够有效降低灰渣的排出温度，防止灰渣随炉排运动通过破渣装置后再次因高温软化相互结焦。本发明能够大大提高生物质锅炉使用寿命，有利于推动秸杆类生物质颗粒燃料产业化作用，生物质颗粒燃料替代煤炭，具有良好的经济、社会和环境效益。
【专利附图】
【附图说明】
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[0012]图1为生物质锅炉炉排结构示意图；
[0013]图2为生物质锅炉破渣装置示意图；
[0014]图3为破渣齿分布示意图；
[0015]图4为二种不同结构的破渣齿。
【具体实施方式】
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[0016]下面结合附图对本发明的实施例进行描述:
[0017]如图1、2、3、4所示:1为进料口，2为生物质颗粒燃料，3为破渣装置，3A为进水管、3B为出水管、3C为破渣齿、3D为冷却水管、4为链条炉排，5为锅炉外壁。
[0018]本发明一种生物质锅炉破渣装置，安装在生物质锅炉炉膛内，能够有效解决生物质颗粒燃料燃烧结渣难以排出的问题。同时，有效解决生物质颗粒燃料在燃烧热化学转化过程中，由于燃料自身所含的碱金属、硅化物含量高导致结渣，影响锅炉的正常燃烧，造成热损失燃烧效率低等问题。
[0019]生物质颗粒燃料2沿进料口 1进入生物质锅炉内燃烧，并随着链条炉排4的运动而移动燃烧，生物质颗粒燃料燃烧一段时间后，呈灰渣状态在链条炉排的运动作用下，通过破渣装置3，经过破渣齿3C的作用将燃烧后结焦的灰渣破碎后排出。
[0020]破渣齿3C为多个均匀分布，套装焊接在冷却水管3D外，两个破渣齿间距应小于20mm，有效避免了灰渣粘结在链条上致使链条炉排4损坏，同时减轻了生物质颗粒燃料2高温燃烧后结渣成块的几率，便于炉渣从炉膛排出，同时，当破渣齿3C失效后，可拆除失效的破渣齿，重新焊接新的破渣齿。
[0021]为便于灰洛通过破洛装置3,破洛齿3C采用齿形结构，即破洛齿3C齿数为3个或多个，即保证破渣装置3的稳固和寿命，又不使灰渣堆积堵塞，达到破碎灰渣的目的，齿形为三角形凸极或四边形凸极，齿宽大于20mm，有效避免了灰渣粘结在链条上致使链条炉排损坏。
[0022]冷却水管3D空腔直径不小于20mm，长度小于锅炉链条炉排4的宽度，一端与进水管3A相连，另一端与出水管3B相连，内通冷却水，水流速度不低于0.5m/s，可大大降低破渣装置的温度，有效缓解了生物质颗粒燃料燃烧过程的高温对破渣齿3C的破坏作用，大大提高破渣装置3的使用寿命。
[0023]本发明结合图例说明如下:
[0024]实施例1:用于玉米秸杆颗粒燃料的生物质锅炉破渣装置
[0025]玉米秸杆颗粒燃料的颗粒密度1.2g/cm3，灰分含量较高为18.45%，低位发热量13.01MJ/kg，软化温度1167°C，灰渣中含有较高的Si元素以及其他碱金属元素，Si含量28%，K元素含量在9%。
[0026]将玉米秸杆颗粒燃料置于无破渣装置的生物质锅炉内进行燃烧，燃烧后结渣较为严重，底灰结渣率为48.94%,渣块大，较为硬实，渣块最大尺寸82.5mm,观察炉排链条上有少量结焦的灰渣粘结在炉排上；将玉米秸杆颗粒燃料置于本发明的装有破渣装置的生物质锅炉中燃烧，燃烧后发现灰渣呈小块状，渣块最大尺寸17.3mm，观察炉排链条上仅存留少量灰，说明该生物质锅炉破渣装置不仅能够起到破碎灰渣的作用，而且能够防止灰渣在链条炉排的粘结，实施实例破渣、清渣效果明显。
[0027]实施例2:用于含添加剂的玉米秸杆颗粒燃料的生物质锅炉破渣装置
[0028]将含添加剂的玉米秸杆颗粒燃料置于无破渣装置的生物质锅炉内进行燃烧，燃烧后结渣较为严重，底灰结渣率为26.17%，渣块大，硬度比不含添加剂的秸杆颗粒燃料渣块小，渣块最大尺寸32.5mm，观察炉排链条上有少量结焦的灰渣粘结在炉排上；将含添加剂的玉米秸杆颗粒燃料置于本发明的装有破渣装置的生物质锅炉中燃烧，燃烧后发现灰渣渣块尺寸变小，渣块最大尺寸15.2_，观察炉排链条上仅存留少量灰，说明该生物质锅炉破渣装置不仅能够起到破碎灰渣的作用，而且能够防止灰渣在链条炉排的粘结，实施实例破渣、清渣效果较为明显。
[0029]实施例3:用于木质颗粒燃料的生物质锅炉破渣装置
[0030]木质颗粒燃料颗粒密度1.18g/cm3,灰分含量较高为1.01%，低位发热量16.83MJ/kg，软化温度1332°C，灰渣中Si含量10%，K元素含量在4%。
[0031]将木质颗粒燃料置于无破渣装置的生物质锅炉内进行燃烧，燃烧后结渣不严重，底灰结渣率为0，观察炉排链条上仅有少量灰成分；将木质颗粒燃料置于本发明的装有破渣装置的生物质锅炉中燃烧，燃烧后与无破渣装置的生物质锅炉现象基本一致，实施实例破渣、清渣效果不明显，说明对于灰分低的木质颗粒燃料，可以不增加生物质锅炉破渣装置。
[0032]本发明的一种生物质锅炉破渣装置适用于链条炉排型式的生物质锅炉，同时还适用于往复式炉排型式的生物质锅炉。
[0033]最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种生物质锅炉破渣装置，其特征在于，包括进水管(3A)、出水管(3B)、破渣齿(3C)和冷却水管(3D)，所述的冷却水管(3D)横置于生物质燃料锅炉炉膛内，与链条炉排(4)垂直，距离链条炉排(4)小于5_，燃烧的燃料和灰渣随着链条炉排(4)的运动，经过破渣装置(3)将燃烧后结焦的灰渣进行破碎后排出。
2.根据权利要求1所述的一种生物质链条锅炉破渣装置，其特征在于破渣齿(3C)为多个均匀分布，套装焊接在冷却水管(3D)外，两个破渣齿间距应小于20mm。
3.根据权利要求1，2所述的一种生物质锅炉破渣装置，其特征在于破渣齿(3C)采用齿形结构，即破渣齿(3C)齿数为3个或多个，齿形为三角形凸极或四边形凸极，齿宽大于20mmo
4.根据权利要求1、2、3所述的一种生物质锅炉破渣装置，其特征在于冷却水管(3D)空腔直径不小于20mm，长度小于锅炉链条炉排(4)的宽度，一端与进水管(3A)相连，另一端与出水管(3B)相连，内通冷却水，水流速度不低于0.5m/s。
【文档编号】F23J1/06GK104344412SQ201410216375
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】赵立欣, 霍丽丽, 田宜水, 孟海波, 姚宗路, 袁艳文, 丛宏斌 申请人:农业部规划设计研究院