一种用于多流程循环流化床锅炉的预干燥给料装置及锅炉的制作方法

本发明涉及锅炉领域，尤其是涉及一种用于多流程循环流化床锅炉的预干燥给料装置及锅炉。

背景技术：

近年来雾霾天气时有发生，尤其是北方冬季采暖期更为严重，严重威胁着人们的健康。其中一个主要雾霾源就是燃煤锅炉的大量使用及尾部烟气处理不达标。而另一方面，由于大部分低粉尘、低硫份的生物质燃料含水率高，热值低，不易燃烧或普通锅炉难以燃烧处理，导致大量生物质被闲置，或是露天燃烧，极大的浪费了宝贵的自然资源，又进一步增加了环境污染。

常规循环流化床锅炉虽然能够对上述含水率高的生物质进行燃烧处理，但是不能单纯燃烧高水分的生物质燃料，必须添加一定比例的煤才可以运行，而且炉膛运行温度偏低，难以达到循环流化床锅炉炉膛内的正常燃烧温度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于多流程循环流化床锅炉的预干燥给料装置及锅炉，其能够把进入循环流化床锅炉的生物质燃料预烘干，除去大部分水分，使得燃料易于着火，且能够提高炉膛运行温度。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

本发明提供一种用于多流程循环流化床锅炉的预干燥给料装置，其包括：

料斗、滑块推进机构、炉排、风室和炉拱；

所述滑块推进机构位于料斗的下方；所述炉排布置在滑块推进机构与锅炉主燃室的燃料入口之间；所述风室位于炉排的下方，其内充有用于干燥燃料的热风；所述炉拱位于炉排的上方，且与炉排两侧焊接在一起形成容纳热风的封闭空间；

所述滑块推进机构包括：

传动机构、滑块和导轨；

所述导轨为包裹在滑块四周的壳体，滑块在导轨内自由滑动；滑块通过传动机构带动，在导轨内做往复运动并带动燃料前进滑入到所述炉排上；所述滑块推进机构的行程s满足如下关系：

s≤a≤3s

其中，a为料斗落料口的水平流通高度，a大于物料粒径的10倍；

所述炉拱的前端焊接于滑块推进机构的导轨上方壳体上，后端焊接在锅炉主燃室燃料入口上方的侧壁上，且该炉拱自与滑块推进机构导轨相接处至与主燃室燃料入口上方的侧壁相接处呈向上倾斜布置，其水平夹角β满足如下关系：

5°≤β≤40°

更优选地，所述炉拱的水平宽度等于滑块推进机构导轨上方壳体的宽度；所述炉拱的水平长度小于或等于炉排的水平长度。

更优选地，所述炉排设置在所述炉拱的下方，其首端焊接于滑块推进机构导轨下方的壳体上，尾端焊接在锅炉主燃室燃料入口的下方侧壁上；所述炉排的宽度等于或大于滑块推进机构导轨下方壳体的宽度。

更优选地，所述炉排包括：

动炉排片、静炉排片、位于炉排两侧的炉排框架和炉排传动机构；所述炉排框架与炉拱严密焊接，并与滑块推进机构和主燃室燃料入口上方的侧壁之间形成容纳热风的腔体结构；所述动炉排片上开有定位孔，并通过紧固件固定在炉排传动机构上；所述静炉排片固定在所述炉排框架上；

所述动炉排片的行程δ和动炉排片的长度c之间满足：

δ＝(1/3～1/2)c

更优选地，所述动炉排片与静炉排片交错布置，且位于前面的炉排片的尾端搭接在位于其后面的炉排片的首端上，形成阶梯结构；所述阶梯结构的台阶高度记为b，其满足如下关系：

b＝(1～2)a

其中，a指料斗落料口的水平流通高度，该参数a大于物料粒径的10倍。

更优选地，所述静炉排片上开有气孔。

更优选地，所述气孔包括：圆孔和/或长孔。

更优选地，所述动炉排片和/或静炉排片水平布置；

或者，

所述动炉排片和/或静炉排片自首端向尾端呈向下倾斜布置，倾斜布置的动炉排片或静炉排片的水平夹角α满足：

0°≤α≤5°

更优选地，主燃室燃料入口的总高度不大于炉排的水平长度L1。

本发明还提供一种多流程循环流化床锅炉，包括：依次并列布置的主燃室、副燃室和燃尽室，设置在燃尽室后面的分离器，与分离器烟气出口相接的尾部烟道，所述多流程循环流化床锅炉还包括：

上述的一种用于多流程循环流化床锅炉的预干燥给料装置；

所述预干燥给料装置位于所述多流程循环流化床锅炉的主燃室燃料入口的前方。

由上述本发明的技术方案可以看出，本发明具有如下技术效果：

本发明通过滑块推进机构将从料斗中出来的燃料推向炉排，并通过风室通入热风至炉排和炉拱形成的封闭空间来干燥炉排上的燃料，并通过炉排上的动炉排片推动被干燥的燃料进入到主燃室中，能够使高水分生物质燃料在进入主燃室之前得到进一步地烘干，因此本发明能够降低燃料的含水率，提高燃料热值，使这些燃料更有利于燃烧。

本发明适用于燃烧高水分生物质燃料的场合。

附图说明

图1为本发明的多流程循环流化床锅炉的结构示意图；

图2为图1的A部局部放大图；

图3为本发明中的炉排的结构示意图；

图4-1为本发明中静炉排片的主视图；

图4-2为本发明中静炉排片的俯视图；

图5-1为本发明中开有圆孔的动炉排片的主视图；

图5-2为本发明中开有圆孔的动炉排片的俯视图；

图6-1为本发明中开有长孔的动炉排片的主视图；

图6-2为本发明中开有长孔的动炉排片的俯视图。

附图中：

主燃室1、副燃室2、燃尽室3、分离器4、尾部烟道5、给料装置6；料斗61、滑块推进机构62、炉排63、风室64、炉拱65；动炉排片631、静炉排片632。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

实施例一：

本发明提供一种多流程循环流化床锅炉，其结构如图1所示，包括依次并列布置的主燃室1、副燃室2和燃尽室3，设置在燃尽室后面的分离器4，与分离器烟气出口相接的尾部烟道5，以及具有预干燥功能的给料装置6。

依据燃料供给流程，上述给料装置6位于多流程循环流化床锅炉的主燃室1燃料入口的前方。该给料装置6结构如图2所示，包括：料斗61、滑块推进机构62、炉排63、风室64和炉拱65等部件。

各个部件之间的位置关系如下：

料斗61位于多流程循环流化床锅炉前方的料仓下；滑块推进机构62位于料斗61的下方，将从料斗61中出来的燃料推向炉排63；炉排63布置在滑块推进机构62与锅炉主燃室1的燃料入口之间，以将燃料推进主燃室1的燃料入口；风室64位于炉排63的下方，其提供用于干燥燃料的热风；炉拱65位于炉排63的上方，且与炉排63两侧的炉排框架焊接在一起形成容纳热风的封闭空间。

各个部件的功能及详细结构如下：

上述滑块推进机构62包括：传动机构、滑块、导轨、连杆和推进机构轴承等部件。导轨是用钢板焊接而成的壳体，其包裹在滑块四周，滑块可在导轨内自由滑动。滑块通过连杆和推进机构轴承连接到传动机构的曲轴上。传动机构带动曲轴运动，曲轴通过带动连杆推动滑块在导轨内做往复运动，滑块带动燃料前进并滑入到上述炉排63上。上述滑块推进机构62的行程设为s，其满足如下关系：

s≤a≤3s

其中，a为料斗61落料口的水平流通高度，a大于物料粒径的10倍以上。

上述炉拱65为由顶面、两侧面形成的壳体，炉拱65的前端焊接于滑块推进机构62的导轨上方壳体上，后端焊接在锅炉主燃室1燃料入口上方的侧壁上，且该炉拱65自与滑块推进机构62导轨相接处至与主燃室1燃料入口上方的侧壁相接处呈向上倾斜布置，其与水平面之间的夹角记为水平夹角β，该炉拱65的水平夹角β满足如下关系：

5°≤β≤40°

确认该炉拱65的水平夹角β时，需要首先确定燃料的含水率，然后根据该含水率、通入热风的温度、炉排的面积以及燃料在炉排上停留的时间来确定干燥该燃料所需要的热交换面积，最后根据该热交换面积确定该炉拱65的水平夹角β。

上述炉拱65可用耐热钢板制作，也可以用普通钢板下面浇筑耐火层制作。

为了保证滑块推进机构62导轨与炉拱65的相接处焊接严密，避免热风泄露，上述炉拱65的水平宽度等于滑块推进机构62导轨上方壳体的宽度。

为了防止热烟气冲到炉排63上而发生引燃燃料的危险，上述炉拱65的水平长度小于或等于炉排63的水平长度，即满足如下公式：

L2≤L1

其中L1为炉排63的水平长度，L2为炉拱65的水平长度。

上述炉排63是锅炉的主要干燥部件，其设置在上述炉拱65的下方，上述炉排63的首端焊接于导轨下方的壳体上，炉排63的尾端焊接在锅炉主燃室1燃料入口的下方。炉排63的下方设置风室64，风室64的宽度与炉排63的宽度相同。

为了保证位于滑块推进机构62导轨内的滑块可以顺利地将燃料推向炉排63，上述炉排63的宽度等于或大于滑块推进机构62导轨下方的壳体。燃料通过滑块推进机构62推向炉排63后，热烟气通过炉拱65的后部空间辐射到炉排63上，使运行在炉排63上的生物质及高水分燃料的上下均得到加热，使燃料中的水分得以快速蒸发，从而使燃料在进入主燃室1的燃料入口之前得到预干燥。

上述炉排63由动炉排片631、静炉排片632、位于炉排两侧的炉排框架和炉排传动机构组成。上述动炉排片631的结构如图4-1和图4-2所示，其上开有前定位孔8和后定位孔9，并通过紧固件固定在炉排传动机构上。上述静炉排片632通过焊机或螺栓连接等固定在炉排两侧的炉排框架上。炉排两侧的炉排框架与炉拱65严密焊接，以保证滑块推进机构62、炉拱65、炉排框架和主燃室1燃料入口上方的侧壁之间形成严密的腔体结构，以容纳用来干燥炉排63上的燃料所需要的热风。

上述动炉排片631与静炉排片632交错布置，且相邻炉排片上下搭接(即位于前面的炉排片的尾端搭接在位于其后面的炉排片的首端上。)，形成阶梯结构。该阶梯结构的台阶高度记为b，其满足如下关系：

b＝(1～2)a

其中，a指料斗61落料口的水平流通高度，该参数a大于物料粒径的10倍以上。

上述动炉排片631的行程记为δ，动炉排片631的长度记为c，各个参数之间满足：

δ＝(1/3～1/2)c

每个静炉排片632上开有气孔，作为干燥介质出口，用于通入风室中的热风或是热烟气，加热物料，使其水分蒸发。静炉排片632上的气孔可以是如图5-1和图5-2所示的圆孔，也可是如图6-1和图6-2所示的长孔。根据燃料成分，含水率的不同选择不同的开孔形式。若含水率较高的燃料，则选择长孔；反之则选择圆孔。

上述动炉排片631和静炉排片632的炉排片一般为水平布置。当燃用含水率高的或者含有外水分的燃料时，每一个动炉排片631或静炉排片632可以倾斜布置，以便燃料的水分顺着炉排片向炉排运动方向流动，不至于透过气孔流到风室64内。倾斜布置的动炉排片631或静炉排片632的水平夹角α满足：

0°≤α≤5°

为了使炉排63上的燃料得以充分预干燥，且干燥后的燃料能够顺利滑入主燃室1的燃料入口，设置主燃室1燃料入口的总高度不大于炉排63的水平长度L1。即满足如下公式：

h1+h2≤L1

其中，h1为炉拱65的高度(即炉拱65与主燃室1燃料入口上方的交接处至炉拱65与滑块推进机构62导轨的交接处的垂直距离)；h2为炉拱65与滑块推进机构62导轨的交接处至炉排64的最低点与主燃室1燃料入口下方侧壁交接处的垂直距离。

实施例一的工作原理如下：

物料经料斗61流到滑块推进机构62前，滑块推进机构62推动物料前进。物料前进落到炉排63上，由动炉排片631推动继续前进，把物料推到静炉排片632上；通过从静炉排片632的气孔通入热风或是热烟气加热物料，使物料中的水分蒸发。

实施例二：

实施例二提供一种用于多流程循环流化床锅炉的预干燥给料装置，如图1所示，依据燃料供给流程，其位于多流程循环流化床锅炉的主燃室1的燃料入口的前方。其结构如图2所示，包括：料斗61、滑块推进机构62、炉排63、风室64和炉拱65。各个部件之间的位置关系以及其功能和结构与实施例一中的相关部件相同，这里不再详细描述。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不限定本发明。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。