用於生物質鍋爐的爐排的製作方法

2023-05-04 05:38:31

專利名稱：：用於生物質鍋爐的爐排的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種鍋爐上使用的爐排，更具體的說，尤其涉及一種可進行區別的供風和設置有增加氧化區域結構的用於生物質鍋爐的爐排。
背景技術：
：目前我國生物質發電廠絕大部分採用技術引進的振動爐排鍋爐，其基本結構可參見說明書附圖中的圖l，所示的一次風通過一風室4、二風室5和三風室7後穿過爐排3進入鍋爐爐膛l，二次風由二次風噴口18直接進入鍋爐爐膛1，但是生物質振動爐排鍋爐的燃燒與普通的層燃鍋爐和鏈條鍋爐有較大差異，甚至與我國常用的燃煤振動爐排鍋爐也有著很大區別，因此在運行方面基本沒有什麼經驗可尋，引進的生物質振動爐排鍋爐投產後普遍存在著可燃氣體未燃盡損失和固體未燃盡損失所佔的百分比較大的情況，導致鍋爐效率較低。表1為某生物質發電廠可燃氣體未燃盡損失和固體未燃盡損失兩項損失的列表。表1某生物質鍋爐的重要熱損失表tableseeoriginaldocumentpage3通過研究發現，生物質在振動爐排的燃燒狀況可以分為五個區域新燃料區域9、揮發份析出區域10、氧化區域11、還原區域12和燃盡區域13，其結構示意圖可參見說明書附圖中的圖2。這幾個區域對於空氣的需求量是有很大差別的，在新燃料區域基本不需要氧氣，僅需要少量一次風用來乾燥生物質物料；揮發份析出區域主要是生物質析出可燃氣體也不需要一次風供氧，主要有二次風供給氧氣在爐膛內燃燒；在氧化區域需要一次風供給充足的氧氣，使燃燒劇烈釋放出大量的熱量，並使床料中焦碳燃燒；而在還原區域是把二氧化碳還原成一氧化碳並吸收熱量；在後面是燃盡區域主要是含有少量未燃盡碳的灰渣，這部分需要少量氧氣，由此可看出氧化區域的大小對於燃燒效率至關重要，可在正常燃燒狀況時，氧化區域並不大，尤其是在爐排振動後，新燃料區域和還原區域變大，氧化區域會進一步縮小，使爐排溫度降低進而使爐膛溫度也下降，此時生物質物料釋放出大量可燃氣體，而二次風量也沒能及時增加使大量可燃氣體白白浪費，使鍋爐的化學未燃盡損失增加。目前容量比較大的生物質鍋爐的一次風室是根據燃燒區域分隔開的如說明書附圖中的圖1所示，一般分成一風室4、二風室5和三風室7，並通過一次風控制擋板6分別控制送風；比較小的生物質鍋爐的一次風室不分開，統一送風，這樣不能根據各個區域的需風量不同而有區別的送風，使需要大量氧氣的燃燒區域(如氧化區域)，因供不上充足的氧氣而達不到充分燃燒的目的，而基本不需要一次風供氧氣的區域(新燃料區域和揮發份析出區域)，又供給了不少的空氣而產生了一定的浪費。但問題是，即使分成三個風室後，在主要燃燒區域(如氧化區域)的一次風還是不足或是一次風不能夠到達爐排上氧化區域的上部位置，從而造成氧化區域過小，還原區域過大，可燃氣體未燃盡損失大，尤其是爐排剛振動完成時，大量新燃料的進入和鋪開，使氧化區域進一步減少，這時燃燒狀況接近生物質的氣化過程，產生大量的C0和CmHn，而此時總風量並沒有增加，所供給空氣中的氧氣量並不能使C0和CmHn完全燃盡，從而造成化學未完全燃燒損失大幅增加。還有就是目前的生物質振動爐排鍋爐的各風室的控制擋板的調節特性比較差且容易出現故障，有些生物質電廠為了減少故障率，不得不將進風調節擋板拆除，這種情況更加加劇了生物質的熱損失量。通過以上分析可知，造成目前生物質鍋爐熱損失大的主要原因一個是供風量與各個燃燒區域不匹配，即不能根據不同燃燒區域需氧量的不同而有區別的供風；另一個是各個燃燒區域實際所佔的空間比例與理想狀態下的相比不均衡。
發明內容本發明克服了上述技術問題的缺點，提供了一種可進行區別的供風和設置有增加氧化區域結構的用於生物質鍋爐的爐排。為實現上述目的，本發明採用了如下技術方案本發明的用於生物質鍋爐的爐排，包括起支撐和通風作用的爐排體，其特別之處在於所述的爐排體包括若干肋板和若干水冷壁管，所述的肋板和水冷壁管依次間隔排列，所述的肋板上設置有通風孔；所述的肋板靠近進料口和遠離進料口部位上的通風孔的密度均小於肋板中間部位上的通風孔的密度，所述肋板的中間部位還設置有突出於肋板表面的若干內部為空腔的風帽，所述風帽的內部空腔連通於肋板的上側和下側。在爐排體的兩端部位，即爐排體上靠近進料口和遠離進料口的部位，在鍋爐使用的過程中，這兩個部位上的生物質所處的燃燒狀態的需氧量較少，採用較小密度的通風孔即可滿足供給氧氣需求；所述肋板的中間部位對應的是氧化區域和位於氧化區域上部的還原區域，在肋板的中間部位設置突起的風帽，可使得還原區域得到較多的氧氣，從而達到增加氧化區域和減小還原區域的目的，有益減少生物質的熱量損失。本發明的用於生物質鍋爐的爐排，所述肋板上靠近進料口部位上的通風孔的間距是肋板中間部位上的通風孔間距的兩倍，所述肋板上遠離進料口部位上的通風孔的間距是肋板中間部位上的通風孔間距的1.5倍。肋板上靠近進料口的部位基本上與新燃料區域和揮發份析出區域相對應，這兩個區域的需氧量最少，通風孔的密度選為最低；肋板中間部位的基本上與氧化區域和位於氧化區域上部的還原區域相對應，需氧量最大，通風孔的密度也最大；肋板上遠離進料口所對應的區域基本上是全部燃盡區域和較少一部分的還原區域，需氧量居中，故採用如上所述的通風孔間距比例。本發明的用於生物質鍋爐的爐排，所述的風帽在肋板的中間部位均勻設置且垂直於肋板，所述風帽為內部為圓柱形空腔的圓筒體，所述風帽的上表面密封且在靠近上表面的側面上設置有若干風帽通風孔。在風帽的側面而不是上表面上設置風帽通風孔，可有效防止風帽通風孔被堵，使風帽的通風性能更好。本發明的用於生物質鍋爐的爐排，所述風帽通風孔在風帽的側面上成環圈狀分4布，所述環圈的數量為2個或3個。本發明的用於生物質鍋爐的爐排，所述風帽內部空腔的直徑大於通風孔的直徑。風帽內部空腔採用較大的通風直徑，可增加風帽的通風能力，更加有效的把空氣送達還原層。本發明的用於生物質鍋爐的爐排，爐排體遠離進料口的一側設置有擋灰板，所述風帽的高度不高於擋灰板的高度。通常情況下，爐排體上部的生物質的高度不大於擋灰板的高度，保證風帽的高度不高於擋灰板可實現從風帽內部空腔傳出的氣體深入到生物質內，由於減小還原區域。本發明的有益效果是爐排體的肋板上中部通風孔的密度大於其兩端部通風孔的密度，可使爐排上生物質燃燒時的氧化區域增大，從而提高生物質的燃燒效率；在爐排體的肋板的中部設置有用於把空氣引到較高位置的風帽，有效地增大了生物質燃燒燃燒過程中的氧化區域和減小了其還原區域。圖1為生物質振動爐排鍋爐的結構示意圖；圖2為振動爐排上生物質物料的燃燒過程分區示意圖；圖3為本發明主視圖的結構示意圖；圖4為本發明的左視圖的結構示意圖；圖5為風帽的結構示意圖。圖中1鍋爐爐膛，2給料裝置，3爐排，4一風室，5二風室，6—次風控制擋板，7三風室，8擋灰板，9新燃料區域，10揮發份析出區域，11氧化區域，12還原區域，13燃盡區域，14水冷壁管，15通風孔，16風帽，17風帽通風孔，18二次風噴口，19肋板，20進料口，21爐排體。具體實施例方式下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。圖1所示，所示的震動爐排鍋爐包括設置於鍋爐爐膛1下方的爐排3，爐排3的左側設置有給料裝置2和二次風噴口18，爐排3的下方為一次供風裝置，所示的一次供風裝置包括與給料裝置2的進料口20相鄰近的一風室，分別位於爐排3中部和右部正下方的二風室5和三風室7，所示的一風室4、二風室5和三風室7均設置有一次風控制板6，一次風控制板6均用於調節進入一風室4、二風室5和三風室7的風量。但是採用這種結構形式的鍋爐的缺點一是一次風控制板6的調節性能比較差且容易出現故障，二是雖然一次風採用分室供風的形式，但生物質鍋爐的熱損失還比較大，不能達到理想效果。圖2為振動爐排上生物質物料的燃燒過程分區示意圖，由圖2可知如果想要增大生物質的燃燒效率就需要增大位於爐排體中部上方的還原區域12，使儘可能多的還原區域12轉化為氧化區域11。圖3和圖4給出了本發明的用於生物質鍋爐爐排的結構示意圖，如圖3所示，所示的爐排體21包括依次間隔設置的水冷壁管14和肋板19，水冷壁管14和肋板19組成一體的結構形式；所示的爐排體21上部靠近給料裝置2的進料口20，所示的爐排體21的下部遠離給料裝置2的進料口20，如果一次供風採用分區的形式，則爐排體21的上部位置與一風室4區域相對應，爐排體21的下部位置與三風室7區域相對應，爐排體21的中部位置與二風室5區域相對應。所示的若干條肋板19上均設置有一定數量的通風孔15，肋板19上靠近進料口20和遠離進料口20部位的通風孔15的密度均小於肋板19中部位置處的通風孔15的密度，如果一次供風進行分室的情況下，即爐排體21與一風室4區域和三風室7區域相對應的位置上通風孔15的密度均小於爐排體21與二風室5區域所對應的位置上的通風看空15的密度，肋板19上靠近進料口20的部位的通風孔15的間距是肋板19中部位置上的通風孔15的間距的兩倍，所示的肋板19上遠離進料口20部位上的通風孔15的間距是肋板19中部位置上的通風孔15的間距的1.5倍，通風孔15採用這種分布形式的設置，可合理的把一次供風的風量合理的分配到新燃料區域9、揮發份析出區域10、氧化區域11、還原區域12、燃盡區域13，可有效的增大生物質燃燒過程中的氧化區域11。如圖3和圖4所示，所示的擋灰板8的中部位置(即肋板19的中部位置)上均勻的設置有若干風帽16，所示風帽16與位於該區域的通風孔15間隔設置，風帽16為內部為空腔的圓筒形狀且與肋板相垂直，風帽16內部空腔下部與一次風的供風空腔相連通，風帽16遠離肋板的表面為密封結構，風帽16側面上靠近頂端位置處設置有若干風帽通風孔17，該若干通風孔17在風帽16上成環圈狀分布，圈數為兩圈或三圈，風帽通風孔17設置於風帽16的側面上，可有效防止生物質進入風帽16內部的空腔而造成堵塞風帽16;所示的風帽16的內部空腔的直徑大於通風孔15的孔徑，以保證其有良好的通風性能；風帽的高度應保證不大於擋灰板8的高度，以便風帽16的高度不超過位於爐排3上的生物質的高度。在肋板19的中部位置處設置風帽16，可有效的把空氣供到位於生物質氧化區域11上部的還原區域12處，可減小生物質在燃燒過稱中的還原區域12，使其儘可能多的轉化為氧化區域ll，提高了生物質的燃燒效率。本發明的用於生物質鍋爐的爐排在使用的過稱中，用於提供一次風的通道可以分區也可以不進行分區，均可達到較好的使用效果。有關實施例中所述的風帽16與肋板19垂直，只是優選的方案，風帽16不與肋板19垂直而採用其他形式的夾角也可。權利要求一種用於生物質鍋爐的爐排，包括起支撐和通風作用的爐排體(21)，其特徵在於所述的爐排體(21)包括若干肋板(19)和若干水冷壁管(4)，所述的肋板和水冷壁管依次間隔排列，所述的肋板(19)上設置有通風孔(15)；所述的肋板靠近進料口(20)和遠離進料口(20)部位上的通風孔(15)的密度均小於肋板中間部位上的通風孔(15)的密度，所述肋板(19)的中間部位還設置有突出於肋板表面的若干內部為空腔的風帽(16)，所述風帽(16)的內部空腔連通於肋板的上側和下側。2.根據權利要求l所述的用於生物質鍋爐的爐排，其特徵在於所述肋板(19)上靠近進料口(20)部位上的通風孔(15)的間距是肋板中間部位上的通風孔間距的兩倍，所述肋板上遠離進料口部位上的通風孔的間距是肋板中間部位上的通風孔間距的1.5倍。3.根據權利要求1所述的用於生物質鍋爐的爐排，其特徵在於所述的風帽(16)在肋板的中間部位均勻設置且垂直於肋板(19)，所述風帽(16)為內部為圓柱形空腔的圓筒體，所述風帽(16)的上表面密封且在靠近上表面的側面上設置有若干風帽通風孔(17)。4.根據權利要求3所述的用於生物質鍋爐的爐排，其特徵在於所述風帽通風孔(17)在風帽的側面上成環圈狀分布，所述環圈的數量為2個或3個。5.根據權利要求3所述的用於生物質鍋爐的爐排，其特徵在於所述風帽(16)內部空腔的直徑大於通風孔(15)的直徑。6.根據權利要求1所述的用於生物質鍋爐的爐排，其特徵在於爐排體(21)遠離進料口(20)的一側設置有擋灰板(8)，所述風帽(16)的高度不高於擋灰板(8)的高度。全文摘要本發明提供了一種可進行區別的供風和設置有增加氧化區域結構的用於生物質鍋爐的爐排，包括起支撐和通風作用的爐排體，其特別之處在於所述的爐排體包括若干肋板和若干水冷壁管，所述的肋板和水冷壁管依次間隔排列，所述的肋板上設置有通風孔；所述的肋板靠近進料口和遠離進料口部位上的通風孔的密度均小於肋板中間部位上的通風孔的密度，所述肋板的中間部位還設置有突出於肋板表面的若干內部為空腔的風帽，所述風帽的內部空腔連通於肋板的上側和下側。本發明的爐排可使爐排上生物質燃燒時的氧化區域增大而還原區域減小，有效提高生物質的燃燒效率。文檔編號F23H13/00GK101776275SQ20101010173公開日2010年7月14日申請日期2010年1月28日優先權日2010年1月28日發明者周新剛,胡志宏,董信光,郝衛東申請人:山東電力研究院