中小型沸騰式快裝有機載體加熱爐的製作方法

2024-02-20 14:37:15 1

本發明涉及一種快裝加熱爐，尤其是一種中小型沸騰式快裝有機載體加熱爐。

背景技術：

有機載體加熱爐主要作用是替代熱風爐及一般蒸汽爐應用於工業生產供熱。我國導熱油生產歷史由70年代中期開始，到目前為止，一般工業供能設備均在使用鏈條爐排改造成的有機載體加熱爐用來達到工業所需溫度。隨著加熱爐技術的進步，我國已能夠生產從20萬大卡到3000萬大卡的導熱油加熱爐，其中，90％是以鏈條爐排為主的燃燒方式，其餘為手工加料燃燒方式。

使用導熱油加熱爐目前無法用其它熱能設備代替，但是鏈條式爐排存在燃料均不能燒盡，即爐膛含氧量高、氮氧化物含量高的問題，同時，燃料燃燒不盡，熱效能低下，造成企業生產成本增加的同時其排氣也達不到國家提倡的節能減排要求；隨著我國對環保要求越來越高，執行越來越嚴格，鏈條式爐排鍋爐已經不適應我國環保及工業生產要求。因此，研究出一種既能夠有效燃燒燃料降低企業成本又能夠有效減少排放汙染的加熱爐是目前需要解決的重要問題之一。

隨著鍋爐技術的發展，我國大型鍋爐均使用流化床型式，但中小型鍋爐還停留在鏈條爐排的燃燒方式。借用大型鍋爐設備的原理，我們開發了一種中小型沸騰式快裝有機載體加熱爐，它既適應於導熱油鍋爐，又適應中小型蒸汽鍋爐。本設計所需燃料適應性比較廣泛，既適應於煤又適應於直接粉碎的生物質顆粒，能改變我國目前高能耗和高汙染的實際問題。

技術實現要素：

發明目的：針對上述問題，本發明的目的提供有能夠有效利用熱能的中小型快裝有機載體加熱爐；

本發明的另一目的是提供一種能夠有效減少排放汙染的中小型沸騰式快裝有機載體加熱爐。

技術方案：為了解決以上問題，本發明提供一種中小型沸騰式快裝有機載體加熱爐，包括依次連接的進料裝置、爐膛、餘熱裝置、尾氣處理裝置、煙囪；所述的爐膛內下部為燃料燃燒區，燃料燃燒區底部與石英砂循環系統相連接；爐膛內上部設有熱油加熱器，熱油加熱器通過油管與進出油裝置相連接；熱油加熱器出口與餘熱裝置的蒸汽發生器相連接，蒸汽發生器出口與空氣預熱器入口相接；所述蒸汽發生器與蒸汽管道形成設於熱油加熱器與燃料燃燒區之間的硫化床循環保護系統；所述尾氣處理裝置包括依次連接的多管除塵器、循環清潔設備。本發明通過在爐膛與尾氣處理裝置之間增設餘熱裝置，可通過餘熱裝置有效提高爐膛的熱效率，減低生產成本。

又由於本發明通過將爐膛、餘熱裝置、尾氣處理裝置、煙囪依次連接，在餘熱裝置寄尾氣處理裝置的作用下，可有效沉澱爐膛燃燒過程中產生的灰燼，也能夠進一步降低煙囪的熱排放溫度，大大降低了加熱爐產生的排放汙染，利於環境保護。

所述的進料裝置包括依次連接的吊車、升降機、主料筒倉、進料攪龍，進料攪龍下設燃料鼓風機；本發明通過吊車、升降機輸送燃料，可有效減少人力，降低生產成本；又由於本發明通過在進料攪龍下設鼓風機，使燃料在進入爐膛內時質量較輕的燃料能夠在空中即可燃燒，避免了燃料沉澱爐膛底部，而導致的爐膛溫度不均勻的問題。

所述的進料攪龍為一個以上；具體為根據爐膛產氣量確定進料攪龍數量，產氣量小於1000萬大卡情況下，設一個進料攪龍；產氣量大於1000萬大卡情況下，設兩個以上進料攪龍。

為避免燃料將進料筒倉的出料口堵塞，所述的進料筒倉兩側設有空氣錘，所述空氣錘為脈衝式相對運動，使出料口保持通暢。

所述的石英砂循環系統是由進風風帽，封閉式出灰裝置，砂石、灰燼分離器，砂石返回鼓風機經淨化砂石返回管返回至進風風帽上方形成的循環迴路系統；本發明通過石英砂循環系統，使石英砂能夠循環周而復始的在爐膛底部，碾磨燃料，使燃料燃燒更充分，有利於提高燃料燃燒的充分性，使熱效率提高至95％以上。

所述的空氣預熱器包括一次進風鼓風機，出氣管，所述出氣管與石英砂循環系統相連接；為了進一步利用熱能以及降低排放溫度，本發明通過一次進風鼓風機將冷風通入空氣預熱器內部，使冷風與蒸汽發生器排出的熱風實現熱能交換，有效降低蒸汽發生器的排出溫度，又能夠將一次進風鼓風機的冷風加熱，使其從出氣管排出，有效實現能量轉換，減少能量的損耗。

所述的熱油加熱器出油口與進出油裝置之間設有油泥分離器，所述油泥分離器為凹形結構，其底部設排汙口，所述排汙口與排汙閥相連接，其管徑比油管管徑大25％-50％，所述油泥分離器內部上下壁分別設阻泥板，其中，上壁阻泥板與進油方向成130-140°夾角；下壁阻泥板與進油方向成40-50°夾角；上述阻泥板徑向截面面積為油泥分離器內壁徑向截面面積的1/3；本發明通過增設油泥分離器，可有效將油管中的汙泥刮去、排出，有利於保持油管內部清潔，維持油管的的正常運行，延長導熱油使用壽命。

所述的進出油裝置包括膨脹槽、油壓平衡罐，膨脹槽與油壓平衡罐之間設油水分離器，所述油水分離器為瓶狀結構，其內部設阻擋板，所述阻擋板與進油方向成130-140°夾角，所述阻擋板徑向截面面積為油水分離器內壁徑向截面面積的2/3，油水分離器底部設排油口，排油口與排油閥相連接；本發明通過在膨脹槽與油壓平衡罐之間設油水分離器，油壓平衡管排出的導熱油先進入油水分離器，油水分離器中因水、油渣、油泥自身的重量沉澱在油水分離器底部，避免其直接進入膨脹槽，可有效減少膨脹槽內水和油渣、油泥的量，油水分離器起到有效的緩衝作用，有效保證膨脹槽內導熱油使用壽命，也能夠有效防止膨脹槽高溫、防止膨脹槽導熱油加速裂變；油水分離器內的水、油渣、油泥定期通過排油口排出，有效延長油水分離器的使用壽命。

所述的循環清潔設備是由煙塵洗滌器、脫硫塔、脫氮塔、灰水分離池、循環灰塵管連接成的循環迴路；本發明通過增設的循環清潔設備，可使爐膛燃燒產生的煙氣在設備中循環清潔，使其灰塵沉澱，保證煙囪排氣的清潔性。

所述的煙塵洗滌器為瓶狀結構，其瓶頸位置設開口向下的噴嘴，其瓶身位置設兩組以上阻隔板組，所述阻隔板組由設於瓶身軸心位置的曲面擋板以及設於瓶身內壁的導板組成；導板設於曲面擋板下；本發明通過在煙塵洗滌器內設多組阻隔板組，煙氣從瓶底位置的進氣口進入，煙氣因自身重量輕而向上流動，噴嘴噴出的水，在曲面的導向作用下形成水簾；水簾下降至導板，導板引導水流向下一個阻隔板組，煙氣自下而上流動，通過水簾洗去煙氣中的灰塵，所述阻隔板組為兩組以上，進一步優化煙氣的清洗效果，實現煙塵洗滌器對煙氣的有效淨化。

有益效果：與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1.熱效率高：本發明通過在爐膛內同時設燃料燃燒區及熱油加熱器，可同時實現對爐膛的加熱，使爐膛內熱量均勻，提高熱效率；本發明在燃料燃燒區底部增設石英砂循環系統，使石英砂能夠周而復始的循環在爐膛底部，碾磨燃料，使燃料燃燒充分，有利於提高燃料燃燒的充分性，進一步提高熱效率；本發明增設的餘熱裝置中，通過空氣預熱器將冷空氣與爐膛燃燒產出的熱氣進行熱能轉換，使冷空氣變熱，再將其輸送至爐膛內，使爐膛燃燒區保持高溫，進一步保證燃料的充分燃燒，提高熱效率；本發明通過三重保障，實現熱效率的提升，使熱能利用率達到95％以上。

2.排放汙染小：本發明通過餘熱裝置的空氣預熱器，使爐膛排出的熱氣與空氣預熱器抽入的冷氣熱能轉換，降低爐膛排煙溫度，有利於使尾氣中的灰燼沉澱，減少灰塵的排出；本發明通過尾氣處理裝置，進一步將尾氣中的灰燼、二氧化硫、氮氧化物處理乾淨的同時也能夠降低排氣溫度，有效減少排氣汙染。

3.使用壽命長：本發明通過在熱油加熱器出口與進出油裝置之間設油泥分離器，可有效減少油管內的油汙，延長導熱油的使用壽命；又由於本發明在膨脹槽與油壓平衡罐之間設油水分離器，油壓平衡管排出的導熱油先進入油水分離器，在油水分離器中因水、油渣、油泥自身的重量沉澱在油水分離器底部，避免其直接進入膨脹槽，可有效減少膨脹槽內水和油渣、油泥的量，油水分離器起到有效的緩衝作用，有效保證膨脹槽內導熱油使用壽命；油水分離器內的水、油渣、油泥定期通過排油口排出，可有效延長油水分離器的使用壽命。

4.適用範圍廣：且本設計所需燃料適應性比較廣泛，既適應於煤又適應於直接粉碎的生物質顆粒，能改變我國目前中小型鍋爐高能耗和高汙染的實際問題，有益效果明顯。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為油泥分離器結構示意圖；

圖3為油水分離器結構示意圖；

圖4為煙塵洗滌器結構示意圖；

其中：1.進料裝置、2.爐膛、3.餘熱裝置、4.尾氣處理裝置、5.煙囪、11.吊車、12.升降機、13.主料筒倉、14.進料攪龍，15.燃料鼓風機、21.熱油加熱器、22.燃料燃燒區、23.石英砂循環系統、24.硫化床保護裝置、231.進風風帽、232.封閉式出灰裝置、233.砂石、灰燼分離器、234.砂石返回鼓風機、235.淨化砂石返回管、241.蒸汽管道、31.蒸汽發生器、32.空氣預熱器、321.一次進風鼓風機、322.出氣管、41.多管除塵器、42.循環清潔設備、421.煙塵洗滌器、422.脫硫塔、423.脫氮塔、424.灰水分離池、425.循環灰塵管、4211.噴嘴、4212.曲面擋板、4213.導板、6.油泥分離器、61.排汙口、62.排汙閥、63.阻泥板、7.油水分離器、71.阻擋板、72.排油口、73.排油閥、8.膨脹槽、9.油壓平衡罐。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不能用來限制本發明的範圍。「下」、「左」、「右」、「內」、「外」、「前端」、「後端」、「頭部」、「尾部」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」等僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

如圖1所示的中一種中小型沸騰式快裝有機載體加熱爐，包括依次連接的進料裝置1、爐膛2、餘熱裝置3、尾氣處理裝置4、煙囪5；所述的爐膛2內下部為燃料燃燒區22，燃料燃燒區22底部與石英砂循環系統23相連接；爐膛2內上部設有熱油加熱器21，熱油加熱器21通過油管與進出油裝置相連接；熱油加熱器21出口與餘熱裝置3的蒸汽發生器31相連接，蒸汽發生器31出口與空氣預熱器32入口相接；所述蒸汽發生器31與蒸汽管道241形成設於熱油加熱器21與燃料燃燒區22之間的硫化床循環保護系統；所述尾氣處理裝置4包括依次連接的多管除塵器41、循環清潔設備42；所述的進料裝置1包括依次連接的吊車11、升降機12、主料筒倉、進料攪龍14，進料攪龍14下設燃料鼓風機15；所述的進料攪龍14為一個以上；所述的進料筒倉13兩側設有空氣錘；所述的石英砂循環系統23是由進風風帽231，封閉式出灰裝置232，砂石、灰燼分離器233，砂石返回鼓風機234經淨化砂石返回管235返回至進風風帽231上方形成的循環迴路系統；所述的空氣預熱器32包括一次進風鼓風機321，出氣管322，所述出氣管322與石英砂循環系統23相連接；所述的熱油加熱器21出油口與進出油裝置之間設有油泥分離器6，所述油泥分離器6為凹形結構，其底部設排汙口61，所述排汙口61與排汙閥62，其管徑比油管管徑大25％-50％，所述油泥分離器6內部上下壁分別設阻泥板63，其中，上壁阻泥板63與進油方向成130-140°夾角；下壁阻泥板63與進油方向成40-50°夾角；上述阻泥板63徑向截面面積為油泥分離器6內壁徑向截面面積的1/3；所述的進出油裝置包括膨脹槽8、油壓平衡罐9，膨脹槽8與油壓平衡罐9之間設油水分離器7，所述油水分離器7為瓶狀結構，其內部設阻擋板71，所述阻擋板71與進油方向成130-140°夾角，所述阻擋板71徑向截面面積為油水分離器7內壁徑向截面面積的2/3；油水分離器7底部設排油口72，排油口72與排油閥73相連接；所述的循環清潔設備42是由煙塵洗滌器421、脫硫塔422、脫氮塔423、灰水分離池424、循環灰塵管425連接成的循環迴路；所述的煙塵洗滌器421為瓶狀結構，其瓶頸位置設開口向下的噴嘴4211，其瓶身位置設兩組以上阻隔板組，所述阻隔板組由設於瓶身軸心位置的曲面擋板4212以及設於瓶身內壁的導板4213組成；導板4213設於曲面擋板4212下。

實施例1

預計產熱量為800萬大卡，在進料筒倉13與爐膛2之間設一個進料攪龍14，將生物質燃料通過吊車11及鏈式升降機12送入注料筒倉，為避免燃料將進料筒倉13的出料口堵塞，所述的進料筒倉13兩側設有空氣錘，所述空氣錘為脈衝式相對運動，使出料口保持通暢，注料筒倉內的燃料通過進料攪龍14送入爐膛2，所述進料攪龍14下設燃料鼓風機15，所述鼓風機將進入爐膛2時，質量較輕的燃料吹入空中；使燃料能夠在空中即可燃燒，避免了燃料沉澱爐膛2底部，而導致的爐膛2溫度不均勻的問題，也能夠保證燃料燃燒的充分性。

質量較重的燃料下沉在爐膛2底部的燃料燃燒區22燃燒，所述爐膛2除燃料燃燒區22外，其上部還設有熱油加熱器21，可同時實現對爐膛2的加熱，使爐膛2內熱量均勻，提高熱效率；所述燃料燃燒區22底部增設石英砂循環系統23，石英砂浮於進風風帽231上部，攪拌生物質燃料，碾磨生物質燃料，使其顆粒變小，充分燃燒；燃燒後的石英砂隨生物質燃料灰燼沉澱至封閉式出灰裝置232，所述封閉式出灰裝置232與砂石、灰燼分離器233相連接，將石英砂與生物質灰燼分離，灰燼送入灰燼收集箱；砂石返回鼓風機234將與砂石、灰燼分離器233分離出的石英砂通過淨化砂石返回管235送至進風風帽231上方，石英砂繼續對生物質燃料進行碾磨；石英砂周而復始的循環在爐膛2底部，碾磨燃料，使燃料燃燒充分，有利於提高燃料燃燒的充分性，進一步提高熱效率；

熱油加熱器21出口與餘熱裝置3的蒸汽發生器31相連接，蒸汽發生器31出口與空氣預熱器32入口相接；熱油加熱器21出口送出的熱氣將蒸汽加熱器內的水加熱並形成水蒸氣再從蒸汽發生器31底部輸出，所述水蒸氣通過蒸汽管道241通入熱油加熱器21與燃料燃燒區22之間，由於水蒸氣溫度較低，可適當降低燃燒區的燃燒溫度，避免爐膛2因燃燒溫度過高發生損壞，有利於延長爐膛2使用壽命；從蒸汽發生器31底部送出的熱氣通過空氣預熱器32，所述空氣預熱器32下部設一次進風鼓風機321，一次進風鼓風機321將冷風送入空氣預熱器32的風管內，所述風管內的冷風與蒸汽發生器31輸出的熱氣進行熱能轉換，使冷風變熱並通過風管將其輸送至爐膛2內的進風風帽231上方，使爐膛2燃燒區持續有高溫且含氧量高的風送入，提高燃燒區的燃燒效率，進一步保證燃料的充分燃燒，提高熱效率；經過熱能轉換，使蒸汽發生器31送出的熱風溫度再次降低，降溫後的熱風通過空氣預熱器32出口送至尾氣處理裝置4的多管除塵器41；熱風中的灰塵因空氣溫度降低，下沉至空氣預熱器32底部的灰燼收納箱內；

尾氣處理裝置4包括依次連接的多管除塵器41、循環清潔設備42；所述多管除塵設備將空氣預熱器32送出的煙氣中的灰燼收納至與之相連接的灰燼收納箱；經多管除塵器41除塵的煙氣在引風機的作用下輸送至循環清潔設備42；所述的循環清潔設備42是由煙塵洗滌器421、脫硫塔422、脫氮塔423、灰水分離池424、循環灰塵管425連接成的循環迴路；如圖4所示，煙塵洗滌器421為瓶狀結構，其瓶頸位置設開口向下的噴嘴4211，其瓶身位置設兩組以上阻隔板組，所述阻隔板組由設於瓶身軸心位置的曲面擋板4212以及設於瓶身內壁的導板4213組成；導板4213設於曲面擋板4212下；當引風機引入的煙氣從進入煙塵洗滌器421的瓶底位置的進氣口進入，煙氣因自身重量輕而向上流動，噴嘴4211噴水，水流在曲面4212的導向作用下形成水簾；水簾流至導板4213，導板4213引導水流向下一個阻隔板組，煙氣自下而上流動，通過水簾洗去煙氣中的灰塵，所述阻隔板組為兩組以上，進一步優化煙氣的清洗效果；從而實現煙塵洗滌器421對熱氣中煙塵的淨化，經過煙塵洗滌器421的洗滌，煙氣中的粉塵基本清洗完成，煙氣溫度也接近常溫；煙塵洗滌器421洗過的煙氣再依次通入脫硫塔422、脫硝塔，完成前道工序沒有處理掉的二氧化硫和氮氧化物的清潔，清潔後的空氣通過與脫氮塔423相連接的煙囪5排出；脫硫塔422、脫氮塔423清潔後產生的廢水通入灰水分離池424，將硫化物、氮氧化物沉澱，清潔水通過循環灰塵管425送至煙塵分離器的噴嘴4211進行下一次清潔，節約能源。

實施例2

如圖2所示的油泥分離器6，設於熱油加熱器21與進出油裝置之間，所述的油泥分離器6為凹形結構，其底部設排汙口61，所述排汙口61與排汙閥62相連接，其管徑比油管管徑大40％，所述油泥分離器6內部上下壁分別設阻泥板63，其中，上壁阻泥板63與進油方向成130°夾角；下壁阻泥板63與進油方向成40°夾角；上述阻泥板63徑向截面面積為油泥分離器6內壁徑向截面面積的1/3；熱油加熱器21的油通過油管經過油泥分離器6，所述油泥分離器6管徑比油管管徑大40％，增加管道通油量，增加管內加熱油流量，油泥分離器6內部上下壁分別設阻泥板63，上壁阻泥板63與進油方向成130°夾角；下壁阻泥板63與進油方向成40°夾角，通過阻泥板63可有效將油中的油汙刮除，乾淨的油從油泥分離器6出口流至油管，油汙殘留在油汙分離器底部，工作人員可定期打開排汙閥62，油泥從排汙口61排出。本發明通過增設油泥分離器6，可有效將油管中的汙泥刮去、排出，有利於保持油管內部的清潔，保證輸送油的有效性；延長使用壽命。

實施例3

如圖3所示的油水分離器7，其設於進出油裝置內，所述進出油裝置包括膨脹槽8、油壓平衡罐9，膨脹槽8與油壓平衡罐9之間設油水分離器7，所述油水分離器7為瓶狀結構，其內部設阻擋板71，所述阻擋板71與進油方向成130°夾角，所述阻擋板71徑向截面面積為油水分離器7內壁徑向截面面積的2/3，油水分離器7底部設排油口72，排油口72與排油閥73相連接；油壓平衡罐9排出的導熱油先進入油水分離器7，在油水分離器7中因水、油渣、油泥自身的重量沉澱在油水分離器7底部，避免其直接進入膨脹槽8，可有效減少膨脹槽8內水和油渣、油泥的量，油水分離器7起到有效的緩衝作用，有效延長膨脹槽8內導熱油使用壽命；油水分離器7內的水、油渣、油泥定期打開排油閥73通過與之連接的排油口72排出，可有效延長油水分離器7的使用壽命本發明通過在膨脹槽8與油壓平衡罐9之間設油水分離器7，可有效減少膨脹槽8內水和油渣、油泥的量，使水、油渣、油泥通過排油口72排出，延長導熱油使用壽命。

本發明的實施例是為了示例和描述起見而給出的，而並不是無遺漏的或者將本發明限於所公開的形式。很多修改和變化對於本領域的普通技術人員而言是顯而易見的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發明的原理和實際應用，並且使本領域的普通技術人員能夠理解本發明從而設計適於特定用途的帶有各種修改的各種實施例。