一種生物質循環流化床燃燒鍋爐及其燃燒方法
2023-07-28 18:13:06 1
專利名稱：一種生物質循環流化床燃燒鍋爐及其燃燒方法
技術領域：
本發明涉及一種鍋爐及其燃燒方法，具體是一種生物質循環流化床燃燒鍋爐及其燃燒方法，屬於鍋爐技術領域。
背景技術：
目前世界生物質能消耗和利用，僅次於石油、煤炭和天然氣，位居第四位。生物質是即可再生又能直接儲存與運輸，且可實現C02零排放的綠色能源。因此，燃用生物質的鍋爐被廣泛的應用。由於生物質燃料含硫量很低，同常規循環流化床鍋爐相比，生物循環流化床鍋爐不設置石灰石添加系統。然而，生物質燃料同常規燃料(煤)相比較，其燃燒特性又有較大區別，主要表現以下幾個方面，包括生物質燃料在不同的季節燃料成分有所差別， 燃料量也隨季節的不同而改變，這就要求鍋爐有較好的適應性以適應燃料的變化；生物質燃料揮發份高、含氧量高、灰量偏少、燃料及灰密度低，容易著火，但燃燼率低；燃燒灰中的 Si02、Na、K、CL離子含量高，容易出現高低溫腐蝕，受熱面磨損嚴重的問題。目前傳統的生物質燃燒鍋爐並沒有較好的解決充分燃燒與生物質灰對爐膛高溫衝擊腐蝕破壞問題。發明內容
針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種生物質循環流化床燃燒鍋爐，能有效延長燃燒時間，提高生物質燃燼率和燃燒效率，減輕爐膛被氣流顆粒的衝擊。
為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是一種生物質循環流化床燃燒鍋爐， 包括風室、布風板、圓錐形爐膛、分離器和回料閥，風室底部設有一級進風口，布風板設置在風室上部，二級進風口設置在布風板上部，爐膛固定連接在布風板上部，爐膛側部從上至下依次設有三級進風口、循環進料口和進料口，分離器與爐膛的頂部貫通連接，分離器底部設有回料閥，回料閥通過輸料管與循環進料口連接。
進一步，圓錐形爐膛是上大下小的倒圓錐形。
一種生物質鍋爐的燃燒方法，該方法的過程依次為給風、餵料、燃燒和氣固分離， 其具體步驟是(1)給風通過一級進風口將空氣送入風室，通過二級進風口和三級進風口將空氣送入爐膛；(2)餵料將粒徑在0.2-0. 9mm的秸稈類生物質顆粒通過料倉底部的螺旋加料機送入鍋爐底部錐體段；(3)燃燒採用分級燃燒三級進風設置，進行燃燒時一級風熱解及部分燃燒生物質，二級風控制合理的爐膛溫度，降低NOx濃度，三級風燃盡生物質殘炭，調整一、二和三級風的風壓、風量和進風角度，燃燒器內部形成內回流區，二級風貼壁自下而上旋流，保護爐膛，使秸稈類生物質燃料在爐膛內和循環物料混合併燃燒；(4)氣固分離燃燒時產生熱煙氣，形成氣固混合氣體，氣固混合氣體在爐膛內向上流動，在這一過程中大顆粒循環物料在不同高度向下回落，形成鍋爐的內循環，其餘循環物料隨熱煙氣經爐膛上部進入到分離器，分離下來的固體顆粒經過回料閥返回到爐膛內，形成鍋爐的外循環。
進一步，一級風佔總風量的55-60 vol%，二級風佔總風量的25-30 vol%，三級風佔總風量的10-20 vol%。
進一步，送風壓力保持在0. 05-0. 06 MPa。
進一步，爐內溫度保持在815 870°C。
本發明的有益效果是採用三級進風分級燃燒技術在爐膛內形成穩定的內回流中心燃燒區域，減少NOx排放，產生貼壁旋流風保護爐膛，隨爐膛容積逐漸擴大，燃燒氣流和燃料流動的速率不斷降低，大顆粒不斷下落，形成內循環式反覆上下流動，延長了燃燒時間，提高生物質燃燼率和燃燒效率，也減輕爐膛被氣流顆粒的衝擊破壞，本發明飛灰含碳量低、燃燒充分、煙氣排放滿足國家環保標準，可直接進行工程應用。
圖1是本發明鍋爐的剖面結構示意圖。
圖中1、一級進風口，2、風室，3、布風板，4、二級進風口，5、進料口，6、循環進料口， 7、回料閥，8、三級進風口，9、圓錐形爐膛，10、分離器。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明作進一步說明。
如圖1所示，一種生物質循環流化床燃燒鍋爐，包括風室2、布風板3、圓錐形爐膛 9、分離器10和回料閥7，、圓錐形爐膛9是上大下小的倒圓錐形，風室2底部設有一級進風口 1，布風板3上安裝有鐘罩式風帽，布風板3設置在風室2上部，二級進風口 4設置在布風板3上部，爐膛9固定連接在布風板3上部，爐膛9側部從上至下依次設有三級進風口(8)、 循環進料口 6和進料口 5，分離器10與爐膛9的頂部貫通連接，分離器10底部設有回料閥 7，回料閥7通過輸料管與循環進料口 6連接。
一種生物質鍋爐的燃燒方法，該方法的過程依次為給風、餵料、燃燒和氣固分離， 其具體步驟是(1)給風通過一級進風口將空氣送入風室，通過二級進風口和三級進風口將空氣送入爐膛；(2)餵料將粒徑在0.2-0. 9mm的秸稈類生物質顆粒通過料倉底部的螺旋加料機送入鍋爐底部錐體段；(3)燃燒採用分級燃燒三級進風設置，進行燃燒時一級風熱解及部分燃燒生物質，二級風控制合理的爐膛溫度，降低NOx濃度，三級風燃盡生物質殘炭，調整一、二和三級風的風壓、風量和進風角度，燃燒器內部形成內回流區，二級風貼壁自下而上旋流，保護爐膛，使秸稈類生物質燃料在爐膛內和循環物料混合併燃燒；(4)氣固分離燃燒時產生熱煙氣，形成氣固混合氣體，氣固混合氣體在爐膛內向上流動，在這一過程中大顆粒循環物料在不同高度向下回落，形成鍋爐的內循環，其餘循環物料隨熱煙氣經爐膛上部進入到分離器，分離下來的固體顆粒經過回料閥返回到爐膛內，形成鍋爐的外循環。
一級風佔總風量的55-60 vol%，二級風佔總風量的25-30 vol%，三級風佔總風量的10-20 VO1% ；送風壓力保持在0. 05-0. 06 MPa ；爐內溫度保持在815 870°C。
權利要求
1.一種生物質循環流化床燃燒鍋爐，其特徵在於，包括風室(2)、布風板(3)、圓錐形爐膛(9)、分離器(10)和回料閥(7)，風室(2)底部設有一級進風口(1)，布風板(3)設置在風室(2 )上部，二級進風口( 4 )設置在布風板(3 )上部，爐膛(9 )固定連接在布風板(3 )上部， 爐膛(9)側部從上至下依次設有三級進風口(8)、循環進料口(6)和進料口(5)，分離器(10) 與爐膛(9)的頂部貫通連接，分離器(10)底部設有回料閥(7)，回料閥(7)通過輸料管與循環進料口(6)連接。
2.根據權利要求1所述的一種生物質循環流化床燃燒鍋爐，其特徵在於，所述的圓錐形爐膛(9)是上大下小的倒圓錐形。
3.一種利用權利要求1所述的鍋爐進行秸稈類生物質燃燒方法，其特徵在於，該方法的過程依次為給風、餵料、燃燒和氣固分離，其具體步驟是 (1)給風通過一級進風口將空氣送入風室，通過二級進風口和三級進風口將空氣送入爐膛；(2)餵料將粒徑在0.2-0. 9mm的秸稈類生物質顆粒通過料倉底部的螺旋加料機送入鍋爐底部錐體段；(3)燃燒採用分級燃燒三級進風設置，進行燃燒時一級風熱解及部分燃燒生物質，二級風控制合理的爐膛溫度，降低NOx濃度，三級風燃盡生物質殘炭，調整一、二和三級風的風壓、風量和進風角度，燃燒器內部形成內回流區，二級風貼壁自下而上旋流，保護爐膛，使秸稈類生物質燃料在爐膛內和循環物料混合併燃燒；(4)氣固分離燃燒時產生熱煙氣，形成氣固混合氣體，氣固混合氣體在爐膛內向上流動，在這一過程中大顆粒循環物料在不同高度向下回落，形成鍋爐的內循環，其餘循環物料隨熱煙氣經爐膛上部進入到分離器，分離下來的固體顆粒經過回料閥(7)返回到爐膛內，形成鍋爐的外循環。
4.根據權利要求3所述的一種進行秸稈類生物質燃燒方法，其特徵在於，所述的一級風佔總風量的55-60 vol%，二級風佔總風量的25-30 vol%，三級風佔總風量的10-20 vol%。
5.根據權利要求3所述的一種進行秸稈類生物質燃燒方法，其特徵在於，所述的送風壓力保持在0. 05-0. 06 MPa。
6.根據權利要求3所述的一種進行秸稈類生物質燃燒方法，其特徵在於，所述的爐內溫度保持在815 870°C。
全文摘要
本發明公開了一種生物質循環流化床燃燒鍋爐及其燃燒方法，屬於鍋爐技術領域，包括風室、布風板、圓錐形爐膛、分離器和回料閥，風室底部設有一級進風口，布風板設置在風室上部，二級進風口設置在布風板上部，爐膛固定連接在布風板上部，爐膛側部從上至下依次設有三級進風口、循環進料口和進料口，分離器與爐膛的頂部貫通連接，分離器底部設有回料閥，回料閥通過輸料管與循環進料口連接。有益效果是採用三級進風分級燃燒技術在爐膛內形成穩定的內回流中心燃燒區域，減少NOx排放，產生貼壁旋流風保護爐膛，提高生物質燃燼率和燃燒效率，也減輕爐膛被氣流顆粒的衝擊破壞。
文檔編號F23C10/14GK102519036SQ20111042239
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者常春梅, 李學林, 段緒強, 謝傳玉, 豆斌林, 閆海洲, 高猛 申請人:江蘇四方鍋爐有限公司