專利名稱：一種生物質(zhì)循環(huán)流化床燃燒鍋爐及其燃燒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍋爐及其燃燒方法，具體是一種生物質(zhì)循環(huán)流化床燃燒鍋爐及其燃燒方法，屬于鍋爐技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前世界生物質(zhì)能消耗和利用，僅次于石油、煤炭和天然氣，位居第四位。生物質(zhì)是即可再生又能直接儲存與運(yùn)輸，且可實現(xiàn)C02零排放的綠色能源。因此，燃用生物質(zhì)的鍋爐被廣泛的應(yīng)用。由于生物質(zhì)燃料含硫量很低，同常規(guī)循環(huán)流化床鍋爐相比，生物循環(huán)流化床鍋爐不設(shè)置石灰石添加系統(tǒng)。然而，生物質(zhì)燃料同常規(guī)燃料(煤)相比較，其燃燒特性又有較大區(qū)別，主要表現(xiàn)以下幾個方面，包括生物質(zhì)燃料在不同的季節(jié)燃料成分有所差別， 燃料量也隨季節(jié)的不同而改變，這就要求鍋爐有較好的適應(yīng)性以適應(yīng)燃料的變化；生物質(zhì)燃料揮發(fā)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(xiàn)高低溫腐蝕，受熱面磨損嚴(yán)重的問題。目前傳統(tǒng)的生物質(zhì)燃燒鍋爐并沒有較好的解決充分燃燒與生物質(zhì)灰對爐膛高溫沖擊腐蝕破壞問題。發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種生物質(zhì)循環(huán)流化床燃燒鍋爐，能有效延長燃燒時間，提高生物質(zhì)燃燼率和燃燒效率，減輕爐膛被氣流顆粒的沖擊。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種生物質(zhì)循環(huán)流化床燃燒鍋爐， 包括風(fēng)室、布風(fēng)板、圓錐形爐膛、分離器和回料閥，風(fēng)室底部設(shè)有一級進(jìn)風(fēng)口，布風(fēng)板設(shè)置在風(fēng)室上部，二級進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在布風(fēng)板上部，爐膛固定連接在布風(fēng)板上部，爐膛側(cè)部從上至下依次設(shè)有三級進(jìn)風(fēng)口、循環(huán)進(jìn)料口和進(jìn)料口，分離器與爐膛的頂部貫通連接，分離器底部設(shè)有回料閥，回料閥通過輸料管與循環(huán)進(jìn)料口連接。
進(jìn)一步，圓錐形爐膛是上大下小的倒圓錐形。
一種生物質(zhì)鍋爐的燃燒方法，該方法的過程依次為給風(fēng)、喂料、燃燒和氣固分離， 其具體步驟是(1)給風(fēng)通過一級進(jìn)風(fēng)口將空氣送入風(fēng)室，通過二級進(jìn)風(fēng)口和三級進(jìn)風(fēng)口將空氣送入爐膛；(2)喂料將粒徑在0.2-0. 9mm的秸稈類生物質(zhì)顆粒通過料倉底部的螺旋加料機(jī)送入鍋爐底部錐體段；(3)燃燒采用分級燃燒三級進(jìn)風(fēng)設(shè)置，進(jìn)行燃燒時一級風(fēng)熱解及部分燃燒生物質(zhì)，二級風(fēng)控制合理的爐膛溫度，降低NOx濃度，三級風(fēng)燃盡生物質(zhì)殘?zhí)?，調(diào)整一、二和三級風(fēng)的風(fēng)壓、風(fēng)量和進(jìn)風(fēng)角度，燃燒器內(nèi)部形成內(nèi)回流區(qū)，二級風(fēng)貼壁自下而上旋流，保護(hù)爐膛，使秸稈類生物質(zhì)燃料在爐膛內(nèi)和循環(huán)物料混合并燃燒；(4)氣固分離燃燒時產(chǎn)生熱煙氣，形成氣固混合氣體，氣固混合氣體在爐膛內(nèi)向上流動，在這一過程中大顆粒循環(huán)物料在不同高度向下回落，形成鍋爐的內(nèi)循環(huán)，其余循環(huán)物料隨熱煙氣經(jīng)爐膛上部進(jìn)入到分離器，分離下來的固體顆粒經(jīng)過回料閥返回到爐膛內(nèi)，形成鍋爐的外循環(huán)。
進(jìn)一步，一級風(fēng)占總風(fēng)量的55-60 vol%，二級風(fēng)占總風(fēng)量的25-30 vol%，三級風(fēng)占總風(fēng)量的10-20 vol%。
進(jìn)一步，送風(fēng)壓力保持在0. 05-0. 06 MPa。
進(jìn)一步，爐內(nèi)溫度保持在815 870°C。
本發(fā)明的有益效果是采用三級進(jìn)風(fēng)分級燃燒技術(shù)在爐膛內(nèi)形成穩(wěn)定的內(nèi)回流中心燃燒區(qū)域，減少NOx排放，產(chǎn)生貼壁旋流風(fēng)保護(hù)爐膛，隨爐膛容積逐漸擴(kuò)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(nèi)循環(huán)式反復(fù)上下流動，延長了燃燒時間，提高生物質(zhì)燃燼率和燃燒效率，也減輕爐膛被氣流顆粒的沖擊破壞，本發(fā)明飛灰含碳量低、燃燒充分、煙氣排放滿足國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，可直接進(jìn)行工程應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明鍋爐的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、一級進(jìn)風(fēng)口，2、風(fēng)室，3、布風(fēng)板，4、二級進(jìn)風(fēng)口，5、進(jìn)料口，6、循環(huán)進(jìn)料口， 7、回料閥，8、三級進(jìn)風(fēng)口，9、圓錐形爐膛，10、分離器。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1所示，一種生物質(zhì)循環(huán)流化床燃燒鍋爐，包括風(fēng)室2、布風(fēng)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(fēng)室2底部設(shè)有一級進(jìn)風(fēng)口 1，布風(fēng)板3上安裝有鐘罩式風(fēng)帽，布風(fēng)板3設(shè)置在風(fēng)室2上部，二級進(jìn)風(fēng)口 4設(shè)置在布風(fēng)板3上部，爐膛9固定連接在布風(fēng)板3上部，爐膛9側(cè)部從上至下依次設(shè)有三級進(jìn)風(fēng)口(8)、 循環(huán)進(jìn)料口 6和進(jìn)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(shè)有回料閥 7，回料閥7通過輸料管與循環(huán)進(jìn)料口 6連接。
一種生物質(zhì)鍋爐的燃燒方法，該方法的過程依次為給風(fēng)、喂料、燃燒和氣固分離， 其具體步驟是(1)給風(fēng)通過一級進(jìn)風(fēng)口將空氣送入風(fēng)室，通過二級進(jìn)風(fēng)口和三級進(jìn)風(fēng)口將空氣送入爐膛；(2)喂料將粒徑在0.2-0. 9mm的秸稈類生物質(zhì)顆粒通過料倉底部的螺旋加料機(jī)送入鍋爐底部錐體段；(3)燃燒采用分級燃燒三級進(jìn)風(fēng)設(shè)置，進(jìn)行燃燒時一級風(fēng)熱解及部分燃燒生物質(zhì)，二級風(fēng)控制合理的爐膛溫度，降低NOx濃度，三級風(fēng)燃盡生物質(zhì)殘?zhí)?，調(diào)整一、二和三級風(fēng)的風(fēng)壓、風(fēng)量和進(jìn)風(fēng)角度，燃燒器內(nèi)部形成內(nèi)回流區(qū)，二級風(fēng)貼壁自下而上旋流，保護(hù)爐膛，使秸稈類生物質(zhì)燃料在爐膛內(nèi)和循環(huán)物料混合并燃燒；(4)氣固分離燃燒時產(chǎn)生熱煙氣，形成氣固混合氣體，氣固混合氣體在爐膛內(nèi)向上流動，在這一過程中大顆粒循環(huán)物料在不同高度向下回落，形成鍋爐的內(nèi)循環(huán)，其余循環(huán)物料隨熱煙氣經(jīng)爐膛上部進(jìn)入到分離器，分離下來的固體顆粒經(jīng)過回料閥返回到爐膛內(nèi)，形成鍋爐的外循環(huán)。
一級風(fēng)占總風(fēng)量的55-60 vol%，二級風(fēng)占總風(fēng)量的25-30 vol%，三級風(fēng)占總風(fēng)量的10-20 VO1% ；送風(fēng)壓力保持在0. 05-0. 06 MPa ；爐內(nèi)溫度保持在815 870°C。
權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)循環(huán)流化床燃燒鍋爐，其特征在于，包括風(fēng)室(2)、布風(fēng)板(3)、圓錐形爐膛(9)、分離器(10)和回料閥(7)，風(fēng)室(2)底部設(shè)有一級進(jìn)風(fēng)口(1)，布風(fēng)板(3)設(shè)置在風(fēng)室(2 )上部，二級進(jìn)風(fēng)口( 4 )設(shè)置在布風(fēng)板(3 )上部，爐膛(9 )固定連接在布風(fēng)板(3 )上部， 爐膛(9)側(cè)部從上至下依次設(shè)有三級進(jìn)風(fēng)口(8)、循環(huán)進(jìn)料口(6)和進(jìn)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(shè)有回料閥(7)，回料閥(7)通過輸料管與循環(huán)進(jìn)料口(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)循環(huán)流化床燃燒鍋爐，其特征在于，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(quán)利要求1所述的鍋爐進(jìn)行秸稈類生物質(zhì)燃燒方法，其特征在于，該方法的過程依次為給風(fēng)、喂料、燃燒和氣固分離，其具體步驟是 (1)給風(fēng)通過一級進(jìn)風(fēng)口將空氣送入風(fēng)室，通過二級進(jìn)風(fēng)口和三級進(jìn)風(fēng)口將空氣送入爐膛；(2)喂料將粒徑在0.2-0. 9mm的秸稈類生物質(zhì)顆粒通過料倉底部的螺旋加料機(jī)送入鍋爐底部錐體段；(3)燃燒采用分級燃燒三級進(jìn)風(fēng)設(shè)置，進(jìn)行燃燒時一級風(fēng)熱解及部分燃燒生物質(zhì)，二級風(fēng)控制合理的爐膛溫度，降低NOx濃度，三級風(fēng)燃盡生物質(zhì)殘?zhí)?，調(diào)整一、二和三級風(fēng)的風(fēng)壓、風(fēng)量和進(jìn)風(fēng)角度，燃燒器內(nèi)部形成內(nèi)回流區(qū)，二級風(fēng)貼壁自下而上旋流，保護(hù)爐膛，使秸稈類生物質(zhì)燃料在爐膛內(nèi)和循環(huán)物料混合并燃燒；(4)氣固分離燃燒時產(chǎn)生熱煙氣，形成氣固混合氣體，氣固混合氣體在爐膛內(nèi)向上流動，在這一過程中大顆粒循環(huán)物料在不同高度向下回落，形成鍋爐的內(nèi)循環(huán)，其余循環(huán)物料隨熱煙氣經(jīng)爐膛上部進(jìn)入到分離器，分離下來的固體顆粒經(jīng)過回料閥(7)返回到爐膛內(nèi)，形成鍋爐的外循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種進(jìn)行秸稈類生物質(zhì)燃燒方法，其特征在于，所述的一級風(fēng)占總風(fēng)量的55-60 vol%，二級風(fēng)占總風(fēng)量的25-30 vol%，三級風(fēng)占總風(fēng)量的10-20 vol%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種進(jìn)行秸稈類生物質(zhì)燃燒方法，其特征在于，所述的送風(fēng)壓力保持在0. 05-0. 06 MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種進(jìn)行秸稈類生物質(zhì)燃燒方法，其特征在于，所述的爐內(nèi)溫度保持在815 870°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生物質(zhì)循環(huán)流化床燃燒鍋爐及其燃燒方法，屬于鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，包括風(fēng)室、布風(fēng)板、圓錐形爐膛、分離器和回料閥，風(fēng)室底部設(shè)有一級進(jìn)風(fēng)口，布風(fēng)板設(shè)置在風(fēng)室上部，二級進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在布風(fēng)板上部，爐膛固定連接在布風(fēng)板上部，爐膛側(cè)部從上至下依次設(shè)有三級進(jìn)風(fēng)口、循環(huán)進(jìn)料口和進(jìn)料口，分離器與爐膛的頂部貫通連接，分離器底部設(shè)有回料閥，回料閥通過輸料管與循環(huán)進(jìn)料口連接。有益效果是采用三級進(jìn)風(fēng)分級燃燒技術(shù)在爐膛內(nèi)形成穩(wěn)定的內(nèi)回流中心燃燒區(qū)域，減少NOx排放，產(chǎn)生貼壁旋流風(fēng)保護(hù)爐膛，提高生物質(zhì)燃燼率和燃燒效率，也減輕爐膛被氣流顆粒的沖擊破壞。
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(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者常春梅, 李學(xué)林, 段緒強(qiáng), 謝傳玉, 豆斌林, 閆海洲, 高猛 申請人:江蘇四方鍋爐有限公司