專利名稱：燃用秸稈類生物質(zhì)的循環(huán)流化床鍋爐及給料方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍋爐及給料方法，尤其是一種燃用秸稈類生物質(zhì) 的循環(huán)流化床鍋爐及其給料方法。
背景技術(shù)：
隨著社會對能源需求的日益增長，作為主要能源來源的化石燃料 卻迅速地減少。因此，尋找一種可再生的替代能源，成為社會普遍關(guān) 注的焦點。生物質(zhì)(比如秸稈類生物質(zhì))能是一種理想的可再生能源， 它來源廣泛，每年都有大量的工業(yè)、農(nóng)業(yè)及森林廢棄物產(chǎn)出。在目前
世界的能源消耗中，生物質(zhì)能消耗占世界總能耗的14%，僅次于石油、 煤炭和天然氣，位居第四位。而在發(fā)展中國家，生物質(zhì)能占較大的比 重，達到50%以上。與化石燃料相比，生物質(zhì)能具有以下優(yōu)點1、 可再生性；2、低污染性生物質(zhì)的硫含量、氮含量低、燃燒過程中 的S0x、 N0x較少；3、生物質(zhì)作為燃料時，由于它在生長時需要的二 氧化碳量相當(dāng)于它燃燒時排放的二氧化碳的量，因而對大氣的二氧化 碳凈排放量近似于零，可有效地減輕溫室效應(yīng)。
利用生物質(zhì)能發(fā)電是生物質(zhì)利用的一種重要方式之一。但在目前 運行性生物質(zhì)發(fā)電廠中，作為燃料的秸稈通常在破碎后通過皮帶進入 爐前儲料倉，然后經(jīng)過出料螺旋、布料機以及給料機送入爐膛。由于 秸稈屬于輕質(zhì)物料，體積較大(相對于同等容量的燃煤鍋爐，給料體 積大約是煤的10倍)，這種大體積量給料造成給料系統(tǒng)復(fù)雜、成本高;在秸稈輸送過程中極易搭橋和堵塞，造成給料不暢，影響生物質(zhì)發(fā)電 廠的連續(xù)可靠運行和生產(chǎn)效率，還會影響鍋爐的安全運行，直接導(dǎo)致 鍋爐停爐，帶來巨大的經(jīng)濟損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、運 行安全可靠、生產(chǎn)效率高的燃用秸稈類生物質(zhì)的循環(huán)流化床鍋爐，同 時提供一種燃用秸稈類生物質(zhì)的循環(huán)流化床鍋爐的給料方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的燃用秸稈類生物質(zhì)的循環(huán)流化床 鍋爐的給料方法是這樣的它在將作為燃料的秸稈類生物質(zhì)送入爐膛 前，先對秸稈類生物質(zhì)進行破碎，并用壓縮成型設(shè)備對秸稈類生物質(zhì) 進行壓縮，使秸稈類生物質(zhì)固化成型；然后再用輸送皮帶將固化成型 后的秸稈類生物質(zhì)送入爐膛進行燃燒。
上述的燃用秸稈類生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐的給料方法中，所述的 秸稈類生物質(zhì)壓縮后的密度在500kg/m3 1000 kg/m3之間。
前述的燃用秸稈類生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐的給料方法中，所述的 固化成型后的秸稈可以是圓柱形、立方形甚至是任意形狀，其最大尺 寸最好小于200mm。
前述的燃用秸稈類生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐的給料方法中，所述的 秸稈類生物質(zhì)包括玉米秸稈、棉稈、豆稈、小麥秸稈、稻稈或稻草； 或者是上述秸稈與煤混燒比例超過50%的燃料。
本發(fā)明的燃用秸稈類生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐是這樣構(gòu)成的它包 括壓縮成型設(shè)備、爐前料倉、給料機和爐膛，壓縮成型設(shè)備通過輸送 皮帶連接爐前料倉的進料口，爐前料倉的出料口連接給料機，給料機 與爐膛的給料口相連接；在爐膛內(nèi)設(shè)有水冷蒸發(fā)屏受熱面，爐膛的頂部出口連接旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器的頂部出口與煙道相連接。
上述的燃用秸稈類生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐中，旋風(fēng)分離器的下端
接有返料器，并且旋風(fēng)分離器的下端與爐膛的密相區(qū)相連接，在返料
器出口回料管上方設(shè)有床料及循環(huán)物料補充口 。
前述的燃用秸稈類生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐中，在煙道的第一級煙
道中設(shè)有低溫過熱器；在煙道的第二級煙道中設(shè)有高溫過熱器和省煤
器；在煙道的第三級煙道中設(shè)有省煤器和空氣預(yù)熱器。
前述的燃用秸稈類生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐中，所述的低溫過熱器
采用的是屏式低溫過熱器；所述的高溫過熱器采用的是對流高溫過熱器。
前述的燃用秸稈類生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐中，所述的旋風(fēng)分離器 采用的是高溫旋風(fēng)分離器。
本發(fā)明通過采用壓縮成型設(shè)備先將輕質(zhì)、體積較大的秸稈類生物 質(zhì)壓縮成型，然后再送入爐膛中，不但大大減小了秸稈類生物質(zhì)的體 積，采用常規(guī)的皮帶給料機即可實現(xiàn)連續(xù)可靠的給料，使整個給料系 統(tǒng)的構(gòu)成較簡單、使用和維護成本較低，而且有效避免了秸稈類生物 質(zhì)在輸送過程中極易出現(xiàn)的搭橋和堵塞現(xiàn)象，保障了給料的順暢和鍋 爐的安全運行，為生物質(zhì)發(fā)電廠的連續(xù)、可靠、安全運行提供了有效 的保證，同時也使生產(chǎn)效率得到大幅的提高。本發(fā)明的燃用秸稈類生 物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐在爐膛內(nèi)布置水冷蒸發(fā)屏受熱面，可使?fàn)t膛出口 溫度控制在75(TC以下。通過加入防止物料結(jié)團的床料，可以使?fàn)t膛 密相區(qū)的燃燒溫度保持在800'C 85(TC之間。采用的高溫旋風(fēng)分離 器，分離效率較高，可以最大限度的分離循環(huán)物料，減少運行過程中 循環(huán)物料的補充量。高溫旋風(fēng)分離器的頂部出口接一個豎直的尾部煙 道，在尾部煙道的第一級煙道中布置屏式低溫過熱器，煙氣縱向沖刷，可以防止過熱器管壁上積灰，使屏式低溫過熱器出口的煙氣溫度低于
600°C;煙氣然后依次流過高溫過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器。與現(xiàn)
有技術(shù)相比，本發(fā)明還具有以下優(yōu)點(1)燃燒效率高。通過循環(huán)流
化床內(nèi)一、二次風(fēng)的良好配比，實現(xiàn)了良好氣、固混合，使得生物質(zhì)
在爐內(nèi)燃燒均勻， 一次燃盡程度高；采用高效的高溫旋風(fēng)分離器，可 以有效地捕捉未燃盡的碳顆粒，通過返料器送回爐膛進行再燃，實現(xiàn) 了生物質(zhì)較高的燃燒效率。(2)燃料適應(yīng)性廣。本發(fā)明繼承了循環(huán)流 化床技術(shù)特點，可以燃用單一秸稈生物質(zhì)，也可以燃燒多種生物質(zhì)的 混合燃料；秸稈生物質(zhì)中水分波動對鍋爐的燃燒影響非常小，還可以 慘燒易燃的煤。(3)通過爐膛內(nèi)受熱面的合理布置以及燃燒組織，采 用了含鋁的床料和循環(huán)物料，可以有效地解決床層物料的結(jié)團和結(jié)焦 等問題。(4)通過尾部受熱面特殊的受熱面布置，主要是采用了屏式 縱向沖刷的低溫過熱器，而且采用煙氣首先沖刷低溫過熱器然后是高 溫過熱器，這樣可以有效地降低過熱器管壁的溫度，抑制了生物質(zhì)飛 灰在過熱器管壁上的沉積以及過熱器管壁的高溫腐蝕。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
具體實施例方式如附圖1所示，包括用于對秸稈類生物質(zhì)進行 壓縮的壓縮成型設(shè)備1和爐前料倉2、皮帶給料機3。其中壓縮成型
設(shè)備1通過輸送皮帶14與爐前料倉2的進料口連接，爐前料倉2的 出料口與皮帶給料機3連接，皮帶給料機3與爐膛4的給料口相連接。 在爐膛4上部空間設(shè)有水冷蒸發(fā)屏受熱面5，該水冷蒸發(fā)屏受熱面5可以進一步降低爐膛出口的煙氣溫度；爐膛4的頂部出口與高溫旋風(fēng) 分離器6連接，高溫旋風(fēng)分離器6的下端接有循環(huán)回路以及返料器7 并與爐膛4的密相區(qū)相連接，在返料器7出口回料管上方設(shè)有床料及 循環(huán)物料補充口 8。高溫旋風(fēng)分離器6的頂部出口連接尾部三回程對 流煙道煙道13。在煙道13的第一級煙道中設(shè)有屏式低溫過熱器9， 屏式低溫過熱器9出口的煙氣溫度控制在60(TC左右；在煙道13的 第二級煙道中依次設(shè)有對流高溫過熱器10、省煤器11;在煙道13的 第三級煙道中設(shè)有省煤器11和空氣預(yù)熱器12。省煤器是利用鍋爐尾 部煙氣的熱量來加熱給水的一種熱交換設(shè)備，它可以降低排煙溫度， 提高鍋爐效率節(jié)省燃料?？諝忸A(yù)熱器也是一個利用尾部煙道中煙氣的 余熱來加熱空氣的熱交換設(shè)備，空氣通過空氣預(yù)熱器后送入爐膛，由 于送入爐內(nèi)的空氣溫度提高，可使?fàn)t膛溫度得到相應(yīng)的提高，可使燃 料迅速著火，改善或強化燃燒，保證低負(fù)荷下著火的穩(wěn)定性。
在送料前，先將秸稈類生物質(zhì)(可以是玉米秸稈、棉稈、豆稈、 小麥秸稈、稻稈或者稻草；也可以是上述秸稈與煤混燒比例超過50% 的燃料)用破碎機進行破碎，然后將破碎后的秸稈類生物質(zhì)送入壓縮 成型設(shè)備1中對秸稈類生物質(zhì)進行壓縮，使秸稈類生物質(zhì)固化成型。 固化成型后的秸稈可以是圓柱形、立方形甚至是任意形住，在壓縮時， 最好將壓縮后的密度控制在500kg/m3 1000 kg/m3之間，以保證其燃 燒性能。其最大尺寸最好小于200mm，以利于輸送。然后用輸送皮14 送入爐前料倉2的進料口，再通過爐前料倉2的出料口用皮帶給料機 3將固化成型后的秸稈類生物質(zhì)送入爐膛4中進行燃燒。
權(quán)利要求
1、一種燃用秸稈類生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐的給料方法，其特征在于它在將作為燃料的秸稈類生物質(zhì)送入爐膛前，先對秸稈類生物質(zhì)進行破碎，并用壓縮成型設(shè)備對秸稈類生物質(zhì)進行壓縮，使秸稈類生物質(zhì)固化成型；然后再用輸送皮帶將固化成型后的秸稈類生物質(zhì)送入爐膛進行燃燒。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃用秸稈類生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐的 給料方法，其特征在于所述的秸稈類生物質(zhì)壓縮后的密度在 500kg/m3 1000 kg/m3之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃用秸稈類生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐的 給料方法，其特征在于所述的固化成型后的秸稈是圓柱形、立方形 或者任意形狀，其最大尺寸小于200mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3中所述的燃用秸稈類生物質(zhì)循環(huán)流化 床鍋爐的給料方法，其特征在于所述的秸稈類生物質(zhì)包括玉米秸稈、 棉稈、豆稈、小麥秸稈、稻稈或稻草；或者上述秸稈與煤混燒比例超 過50%的燃料。
5、 一種燃用秸稈類生物質(zhì)的循環(huán)流化床鍋爐，包括壓縮成型設(shè) 備(1)、爐前料倉(2)、給料機(3)和爐膛(4)，其特征在于壓 縮成型設(shè)備(1)通過輸送皮帶(14)連接爐前料倉(2)，爐前料倉(2)連接給料機(3)，給料機(3)與爐膛(4)的給料口相連接； 在爐膛(4)內(nèi)設(shè)有水冷蒸發(fā)屏受熱面(5)，爐膛(4)的頂部出口連 接旋風(fēng)分離器(6)，旋風(fēng)分離器(6)的頂部出口與煙道(13)相連 接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃用秸稈類生物質(zhì)的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于旋風(fēng)分離器(6)的下端接有返料器(7)并與爐膛(4) 的密相區(qū)相連接，在返料器(7)出口回料管上方設(shè)有床料及循環(huán)物 料補充口 (8)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃用秸稈類生物質(zhì)的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于在煙道(13)的第一級煙道中設(shè)有低溫過熱器(9);在 煙道(13)的第二級煙道中設(shè)有高溫過熱器(10)和省煤器(11);在煙道(13)的第三級煙道中設(shè)有省煤器(11)和空氣預(yù)熱器(12)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃用秸稈類生物質(zhì)的循環(huán)流化床鍋爐， 其特征在于所述的低溫過熱器(9)是屏式低溫過熱器；所述的高溫過熱器(10)是對流高溫過熱器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的燃用秸稈類生物質(zhì)的循環(huán)流化床 鍋爐，其特征在于所述的旋風(fēng)分離器(6)是高溫旋風(fēng)分離器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃用秸稈類生物質(zhì)的循環(huán)流化床鍋爐及給料方法；它在將作為燃料的秸稈類生物質(zhì)送入爐膛前，先對秸稈類生物質(zhì)進行破碎，并用壓縮成型設(shè)備對秸稈類生物質(zhì)進行壓縮，使秸稈類生物質(zhì)固化成型；然后再用輸送皮帶將固化成型后的秸稈類生物質(zhì)送入爐膛進行燃燒。本發(fā)明通過將輕質(zhì)、體積較大的秸稈類生物質(zhì)壓縮成型后再送入爐膛中，不但減小了秸稈類生物質(zhì)的體積，具有構(gòu)成簡單、成本較低的優(yōu)點，而且避免了秸稈類生物質(zhì)在輸送過程中極易出現(xiàn)的搭橋和堵塞現(xiàn)象，保障了給料的順暢和鍋爐的安全運行，為生物質(zhì)發(fā)電廠的連續(xù)、可靠、安全運行提供了有效的保證。
文檔編號F23C10/00GK101614392SQ20081011537
公開日2009年12月30日 申請日期2008年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月23日
發(fā)明者李和平, 贠小銀, 邱河梅 申請人:中國華電工程(集團)有限公司