本發(fā)明屬于鍋爐燃燒技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種燃燒生物質(zhì)成型燃料循環(huán)流化床熱水鍋爐。

背景技術(shù)：

近年來，煤炭利用帶來的環(huán)境問題日益突出，根據(jù)國務(wù)院發(fā)布的《大氣污染防治行動計(jì)劃》，逐步淘汰10t/h(7MW)及以下的燃煤鍋爐。生物質(zhì)是可再生的清潔能源，硫、氮、灰分含量低，具有CO₂“零”排放的美譽(yù)，在熱電領(lǐng)域是煤炭理想的替代者。目前燃燒生物質(zhì)的鍋爐主要有兩種，一種是層燃鍋爐，一種是循環(huán)流化床鍋爐。層燃鍋爐燃燒方式簡單，但爐內(nèi)溫度難以控制，溫度過高時灰分熔化，在爐內(nèi)結(jié)渣、掛焦，影響設(shè)備的換熱性能，煙氣中NO_X排放量高于國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，需采用昂貴的脫硝裝置。

循環(huán)流化床生物質(zhì)鍋爐爐膛溫度能均勻地保持在750～850℃，燃燒穩(wěn)定，不易結(jié)渣，NO_X排放量低，一般只有150～200mg/m³，具有顯著的環(huán)保效果。但是，常規(guī)小型循環(huán)流化床鍋爐存在以下問題：采用重型爐墻，占地面積大，造價高；爐墻容易開裂，散熱損失大；受熱面磨損嚴(yán)重，維護(hù)費(fèi)用高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種鋼材耗量低，埋管磨損輕，NO_X排放量低的小型生物質(zhì)成型燃料循環(huán)流化床熱水鍋爐。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：小型生物質(zhì)成型燃料循環(huán)流化床熱水鍋爐，包括爐膛、二次風(fēng)口、進(jìn)料口、回料裝置、一次風(fēng)空氣預(yù)熱器、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器、螺紋煙管省煤器、尾部煙道、旋風(fēng)分離器及多根埋管；所述爐膛側(cè)壁下部設(shè)有二次風(fēng)口和進(jìn)料口，所述旋風(fēng)分離器上部與爐膛煙氣出口連通，旋風(fēng)分離器底部安裝有回料裝置，所述回料裝置與爐膛下部連通，所述尾部煙道與旋風(fēng)分離器煙氣出口連通，尾部煙道內(nèi)自上而下依次安裝有螺紋煙管省煤器、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器和一次風(fēng)空氣預(yù)熱器；

所述小型生物質(zhì)成型燃料循環(huán)流化床熱水鍋爐還包括水套、埋管環(huán)形集箱、低速床風(fēng)室、高速床風(fēng)室、排渣管、高速床布風(fēng)板、低速床布風(fēng)板、熱水引出管及風(fēng)煙系統(tǒng)；所述爐膛的橫截面為圓形，爐膛側(cè)壁設(shè)有水套，所述熱水引出管一端與水套頂部連通，所述多根埋管設(shè)置在爐膛內(nèi)的下部，多根埋管沿爐膛內(nèi)腔周向排布，多根埋管上端均與水套連通，多根埋管下端與埋管環(huán)形集箱連通，所述埋管環(huán)形集箱安裝在爐膛外側(cè)壁下部，所述高速床風(fēng)室設(shè)置在爐膛內(nèi)的底部中心處，低速床風(fēng)室設(shè)置在高速床風(fēng)室外側(cè)，所述高速床風(fēng)室上端安裝有高速床布風(fēng)板，所述低速床風(fēng)室上端安裝有低速床布風(fēng)板，所述低速床布風(fēng)板里端向下傾斜設(shè)置，低速床布風(fēng)板位于高速床布風(fēng)板上方，所述排渣管一端設(shè)置在高速床風(fēng)室內(nèi)并穿過高速床布風(fēng)板與爐膛連通，所述風(fēng)煙系統(tǒng)與尾部煙道連通。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.本發(fā)明的生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐小型化，額定熱功率≤7MW，可以替代現(xiàn)有7MW以下的燃煤鍋爐，結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，鋼材消耗低，并大幅減少耐火、保溫材料的使用。

2.低速床布置埋管，流化速度只有2m/s左右，所以埋管磨損輕，同時吸收密相區(qū)熱量，將密相區(qū)溫度控制在750-850℃，徹底解決了結(jié)焦問題。

3.爐膛采用水套結(jié)構(gòu)，保溫效果好，散熱少，熱效率高。

4.采用低溫燃燒、分級送風(fēng)和煙氣再循環(huán)，有效控制NO_X的生成，NOx排放濃度低于100mg/m³。

5.具有良好的停電保護(hù)措施，突然停電不會導(dǎo)致水擊。

附圖說明

圖1：本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本發(fā)明水系統(tǒng)循環(huán)流程圖；

圖3：本發(fā)明風(fēng)煙系統(tǒng)流程圖；

其中：1-爐膛、2-水套、3-二次風(fēng)口、4-進(jìn)料口、5-埋管、6-埋管環(huán)形集箱、7-低速床風(fēng)室、8-高速床風(fēng)室、9-排渣管、10-高速床布風(fēng)板、11-低速床布風(fēng)板、12-回料裝置、13-一次風(fēng)空氣預(yù)熱器、14-二次風(fēng)空氣預(yù)熱器、15-螺紋煙管省煤器、16-尾部煙道、17-旋風(fēng)分離器、18-熱水引出管、19-閥門一、20-閥門二、21-閥門三、22-布袋除塵器、23-引風(fēng)機(jī)、24-煙囪、25-一次風(fēng)機(jī)、26-二次風(fēng)機(jī)、27-蝶閥。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，小型生物質(zhì)成型燃料循環(huán)流化床熱水鍋爐，包括爐膛1、二次風(fēng)口3、進(jìn)料口4、回料裝置12、一次風(fēng)空氣預(yù)熱器13、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器14、螺紋煙管省煤器15、尾部煙道16、旋風(fēng)分離器17及多根埋管5；所述爐膛1側(cè)壁下部設(shè)有二次風(fēng)口3和進(jìn)料口4，所述旋風(fēng)分離器17上部與爐膛1煙氣出口連通，旋風(fēng)分離器17底部安裝有回料裝置12，所述回料裝置12與爐膛1下部連通，所述尾部煙道16與旋風(fēng)分離器17煙氣出口連通，尾部煙道16內(nèi)自上而下依次安裝有螺紋煙管省煤器15、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器14和一次風(fēng)空氣預(yù)熱器13；

所述小型生物質(zhì)成型燃料循環(huán)流化床熱水鍋爐還包括水套2、埋管環(huán)形集箱6、低速床風(fēng)室7、高速床風(fēng)室8、排渣管9、高速床布風(fēng)板10、低速床布風(fēng)板11、熱水引出管18及風(fēng)煙系統(tǒng)；所述爐膛1的橫截面為圓形，爐膛1側(cè)壁設(shè)有水套2，所述熱水引出管18一端與水套2頂部連通，所述多根埋管5設(shè)置在爐膛1內(nèi)的下部，多根埋管5沿爐膛1內(nèi)腔周向排布，多根埋管5上端均與水套2連通，多根埋管5下端與埋管環(huán)形集箱6連通，所述埋管環(huán)形集箱6安裝在爐膛1外側(cè)壁下部，所述高速床風(fēng)室8設(shè)置在爐膛1內(nèi)的底部中心處，低速床風(fēng)室7設(shè)置在高速床風(fēng)室8外側(cè)，所述高速床風(fēng)室8上端安裝有高速床布風(fēng)板10，所述低速床風(fēng)室7上端安裝有低速床布風(fēng)板11，所述低速床布風(fēng)板11里端向下傾斜設(shè)置，低速床布風(fēng)板11位于高速床布風(fēng)板10上方，所述排渣管9一端設(shè)置在高速床風(fēng)室8內(nèi)并穿過高速床布風(fēng)板10與爐膛1連通，所述風(fēng)煙系統(tǒng)與尾部煙道16連通。

上述低速床風(fēng)室7、高速床風(fēng)室8、高速床布風(fēng)板10及速床布風(fēng)板11結(jié)構(gòu)已在發(fā)明專利201210404217.X中公開。

如圖3所示，所述風(fēng)煙系統(tǒng)包括布袋除塵器22、引風(fēng)機(jī)23、煙囪24、一次風(fēng)機(jī)25、二次風(fēng)機(jī)26及蝶閥27；所述布袋除塵器22與尾部煙道16出口連通，所述引風(fēng)機(jī)23的進(jìn)風(fēng)口與布袋除塵器22連通，所述引風(fēng)機(jī)23的出風(fēng)口分別與煙囪24和一次風(fēng)機(jī)25的入風(fēng)口連通，引風(fēng)機(jī)23的出風(fēng)口與一次風(fēng)機(jī)25的入風(fēng)口之間設(shè)有蝶閥27，所述一次風(fēng)機(jī)25的出風(fēng)口與一次風(fēng)空氣預(yù)熱器13連通，所述二次風(fēng)機(jī)26的出風(fēng)口與二次風(fēng)空氣預(yù)熱器14連通。

如圖2所示，所述小型生物質(zhì)成型燃料循環(huán)流化床熱水鍋爐還包括閥門一19、閥門二20及閥門三21；所述閥門一19安裝在螺紋煙管省煤器15入水口與熱水引出管18之間的管路上，所述閥門二20安裝在螺紋煙管省煤器15入水口與埋管環(huán)形集箱6之間的管路上，所述閥門三21安裝在螺紋煙管省煤器15出水口與熱水引出管18之間的管路上。

工作原理：生物質(zhì)成型燃料由螺旋給料器通過進(jìn)料口4輸送至爐膛1，參與燃燒反應(yīng)，爐內(nèi)溫度保持在750～850℃。隨煙氣帶出爐膛1的大量細(xì)顆粒在旋風(fēng)分離器17中與煙氣分離，分離出來的細(xì)顆粒經(jīng)回料裝置12送回爐膛1再次參與燃燒過程，同時減少床料的補(bǔ)充量。由旋風(fēng)分離器17分離出來的煙氣進(jìn)入尾部煙道16，加熱螺紋煙管省煤器15、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器14和一次風(fēng)空氣預(yù)熱器13中的工質(zhì)后，進(jìn)入布袋除塵器22除塵，通過引風(fēng)機(jī)23的煙氣分成二部分，其中占總煙量0-20％的一部分煙氣占經(jīng)一次風(fēng)機(jī)25進(jìn)入一次風(fēng)空氣預(yù)熱器13加熱，再進(jìn)入高速床風(fēng)室8，通過高速床布風(fēng)板10送入爐膛1，其余的煙氣排入煙囪24，排入大氣。

鍋爐給水從埋管環(huán)形集箱6進(jìn)入埋管5，經(jīng)加熱后流入水套2中繼續(xù)吸熱，熱水從熱水引出管18流出后，逆流經(jīng)過螺紋煙管省煤器15，額定溫度的熱水通過螺紋煙管省煤器15頂部引出，向熱用戶供水。鍋爐正常工作時閥門一19開啟，閥門二20和閥門三21關(guān)閉；突然停電時閥門一19關(guān)閉，閥門二20和閥門三21開啟，這樣爐膛1與螺紋煙管省煤器15形成自然循環(huán)，防止鍋爐余熱汽化，避免埋管及水套2內(nèi)發(fā)生水擊。

從一次風(fēng)機(jī)25出來的空氣，經(jīng)一次風(fēng)空氣預(yù)熱器13加熱后進(jìn)入高速床風(fēng)室8，通過高速床布風(fēng)板10送入爐膛1，從二次風(fēng)機(jī)26出來的空氣，經(jīng)二次風(fēng)預(yù)熱器14加熱后分成二路：一路進(jìn)入低速床風(fēng)室7，通過低速床布風(fēng)板11送入爐膛1，另一路經(jīng)二次風(fēng)口3分級送入爐膛1。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。