本實(shí)用新型涉及一種鍋爐設(shè)備，尤其涉及一種生物質(zhì)鍋爐布袋除塵器的阻火裝置及除塵系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)鍋爐是指以生物質(zhì)能源做為燃料的鍋爐。生物質(zhì)鍋爐因其燃燒可再生燃料-生物質(zhì)、生態(tài)零排放等優(yōu)勢，而逐漸被廣泛應(yīng)用諸多領(lǐng)域，包括：家用供暖、小型發(fā)電廠等。生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)通常包括給料系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、吹灰系統(tǒng)、煙風(fēng)系統(tǒng)和自控系統(tǒng)。其中煙風(fēng)系統(tǒng)包括送風(fēng)系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)，其中除塵系統(tǒng)的作用是，在引風(fēng)機(jī)作用下，燃燒完成后產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過在煙管中的對流換熱進(jìn)入除塵器凈化，最后經(jīng)引風(fēng)機(jī)由煙囪排出。
現(xiàn)有技術(shù)中的除塵系統(tǒng)通常包括旋風(fēng)式除塵器和布袋除塵器。在生物質(zhì)鍋爐的實(shí)際使用中，由于生物質(zhì)燃燒過程中，煙氣容易帶出還在燃燒的燃料顆粒，這些顆粒進(jìn)入布袋除塵器有可能引起布袋著火造成事故，因此煙氣在進(jìn)入布袋除塵器前，要先經(jīng)過旋風(fēng)除塵器或多管式旋風(fēng)除塵器進(jìn)行除塵。但由于旋風(fēng)式除塵器難以將燃燒著的燃料顆粒全部捕捉，漏過的燃燒著的燃料顆粒進(jìn)入布袋除塵器就可能點(diǎn)燃布袋引起燃燒。由于這個(gè)原因，布袋除塵器起火的事故時(shí)有發(fā)生。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、能有效過濾可燃顆粒的阻火裝置。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：
一種生物質(zhì)鍋爐布袋除塵器的阻火裝置，其通過煙管連接在旋風(fēng)除塵器和布袋除塵器之間，包括殼體、法蘭和過濾網(wǎng)，所述殼體包括進(jìn)氣端和出氣端，所述進(jìn)氣端和出氣端分別通過法蘭與所述旋風(fēng)除塵器和布袋除塵器連接，所述過濾網(wǎng)固定在所述殼體內(nèi)，所述過濾網(wǎng)為柱狀。
進(jìn)一步地，所述過濾網(wǎng)為圓柱狀、圓錐狀、圓臺狀、棱錐狀或棱柱狀。
進(jìn)一步地，所述過濾網(wǎng)的一端為封閉端，另一端為開放端。
進(jìn)一步地，所述封閉端靠近所述殼體的進(jìn)氣端，所述開放端固定在所述殼體的出氣端上。
進(jìn)一步地，所述過濾網(wǎng)的網(wǎng)面為波浪狀。
進(jìn)一步地，所述過濾網(wǎng)為不銹鋼過濾網(wǎng)。
進(jìn)一步地，所述過濾網(wǎng)的最大網(wǎng)孔直徑為從過濾網(wǎng)出口到布袋除塵器入口這段路徑長度中能夠燃盡的最大顆粒的直徑dp0。
進(jìn)一步地，所述能夠燃盡的最大顆粒的直徑dp0通過以下公式計(jì)算
dp0＝(4tDρNuD*Yox/ρcβ)0.5
其中，t＝s/v，s是煙氣從所述過濾網(wǎng)的出口到布袋除塵器入口的最短路徑長度，v是從所述過濾網(wǎng)的出口到布袋除塵器入口的煙管中煙氣的平均流速；D是煙氣的擴(kuò)散系數(shù)，ρ是煙氣密度，NuD*是努謝爾數(shù)，Yox是環(huán)境中氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)，ρc是可燃顆粒密度，β是氧和炭燃燒時(shí)的當(dāng)量比。
進(jìn)一步地，取NuD*＝2，β＝8/3。
本實(shí)用新型還提供一種生物質(zhì)鍋爐除塵系統(tǒng)，包括通過煙管依次連接的旋風(fēng)除塵器、阻火裝置和布袋除塵器，所述阻火裝置為上述任一項(xiàng)所述的阻火裝置。
本實(shí)用新型的阻火裝置及除塵系統(tǒng)，通過在布袋除塵器之前設(shè)置過濾網(wǎng)，有效防止可燃顆粒進(jìn)入布袋除塵器，且結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)便宜；通過將過濾網(wǎng)設(shè)置為柱狀，有效增加煙氣流通面積；合理設(shè)計(jì)過濾網(wǎng)網(wǎng)孔大小，減小過濾網(wǎng)對煙氣流通產(chǎn)生的阻力。
為了更好地理解和實(shí)施，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型的阻火裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖1，其為本實(shí)用新型的阻火裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型的生物質(zhì)鍋爐除塵系統(tǒng)包括通過煙管100依次連接的旋風(fēng)除塵器、阻火裝置和布袋除塵器。該阻火裝置包括殼體210、法蘭220和過濾網(wǎng)230，該殼體210包括進(jìn)氣端211和出氣端212。該旋風(fēng)除塵器的出口端設(shè)置煙管100，該煙管100的末端設(shè)置成擴(kuò)大錐形管110與阻火裝置的進(jìn)氣端211連接，該阻火裝置的出氣端212通過另一段煙管100與布袋除塵器連接。
具體地，該殼體210為圓柱狀，其兩端分別通過法蘭220與煙管100連接。該過濾網(wǎng)230為柱狀，在本實(shí)施例中優(yōu)選圓柱狀，其一端為封閉端231，另一端為開放端232，該封閉端231靠近殼體210的進(jìn)氣端211，該開放端232固定在出氣端212的法蘭220上，該過濾網(wǎng)230將殼體210內(nèi)的空間劃分為兩部分，一是近似環(huán)形狀(帶有一圓柱狀端)的煙氣進(jìn)入空間，二是圓柱狀的煙氣過濾后的流出空間。比起普通的片狀過濾網(wǎng)230，圓柱狀的過濾網(wǎng)230的總面積較大，能增加煙氣通過該過略網(wǎng)時(shí)的有效流通面積，促進(jìn)煙氣的流通。使用時(shí)，如圖1的箭頭所示，煙氣從進(jìn)氣端211進(jìn)入，在近似環(huán)形狀的空間內(nèi)流動，并經(jīng)過過濾網(wǎng)230的封閉端231面或圓周面，可燃顆粒被阻隔在過濾網(wǎng)230的網(wǎng)孔上，直至燃燒至小于網(wǎng)孔的尺寸后，通過過濾網(wǎng)230，然后從其出氣端212流出至煙管100，在此過程中繼續(xù)燃燒，在進(jìn)入布袋除塵器之前剛好燃燒殆盡。
為了使可燃顆粒在到達(dá)布袋除塵器之前完全燃盡，設(shè)想一直徑為dp0的可燃顆粒在過濾網(wǎng)最靠近布袋除塵器的位置上，如過濾網(wǎng)的出口即開放端處，其從過濾網(wǎng)出口到布袋除塵器入口的流動時(shí)間為t，t＝s/v，s為過濾網(wǎng)到布袋除塵器入口的最短路徑長度，可根據(jù)實(shí)際尺寸測量獲得，v是從過濾網(wǎng)出口到布袋除塵器入口的煙管中煙氣的平均流速，可通過在煙管中或煙管出口處采用畢托管或者其他流速儀測定，測點(diǎn)選擇中心點(diǎn)。將s和v測得的數(shù)值代入公式后可得出t。
同時(shí)，假設(shè)該可燃顆粒已經(jīng)燃燒成為木炭顆粒，木炭顆粒的燃盡時(shí)間可用以下公式計(jì)算：
t＝(dp0)2ρcβ/(4DρNuD*Yox)
其中，ρc是可燃顆粒密度，具體指木炭顆粒本身的密度，即木炭顆粒在單位體積下的質(zhì)量，β是氧和炭燃燒時(shí)的當(dāng)量比，D是煙氣的擴(kuò)散系數(shù)，ρ是煙氣密度，NuD*是努謝爾數(shù)，Yox是環(huán)境中氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
因此該木炭顆粒的直徑為：
dp0＝(4tDρNuD*Yox/ρcβ)0.5
將具體數(shù)值代入即可獲得該木炭顆粒的直徑。在本實(shí)施例中，考慮到木炭顆粒相對較小，和煙氣的相對速度較小，優(yōu)選努謝爾數(shù)NuD*＝2，同時(shí)，氧和炭燃燒時(shí)的當(dāng)量比β可以取為8/3。由此得出以下計(jì)算公式：
dp0＝(3tDρYox,/ρc)0.5
經(jīng)上述公式計(jì)算得出的直徑為dp0的燃燒顆粒，能剛好在進(jìn)入布袋除塵器之前燃盡，因此可取網(wǎng)孔直徑為dp0或以下，但考慮到網(wǎng)孔越大，其對煙氣的流通阻力越小，因此應(yīng)取盡可能大的孔徑，在本實(shí)施例中優(yōu)選過濾網(wǎng)網(wǎng)孔直徑為dp0。
在其他實(shí)施方式中，過濾網(wǎng)還可以是其他形狀，如圓錐狀、圓臺狀、棱錐狀或棱柱狀，其中，棱柱狀如正四棱柱、正六棱柱、正八棱柱等等。在該過濾網(wǎng)上可以設(shè)置凹凸或?qū)盈B結(jié)構(gòu)，如波浪狀的網(wǎng)面，增大煙氣的有效流通面積。該過濾網(wǎng)的封閉端和開放端也可以倒置，將其開放端固定在殼體的進(jìn)氣端的法蘭上，封閉端靠近出氣端?；蜻^濾網(wǎng)兩端皆為開放端，其將殼體內(nèi)的空間劃分為環(huán)形狀空間和中央的圓柱狀空間，煙氣可以從環(huán)形狀空間進(jìn)入，過濾進(jìn)入中央的圓柱狀空間，或反之。該殼體也可以是圓柱狀以外的其他形狀，當(dāng)需要過濾的煙氣量較大時(shí)，可增加殼體的尺寸，并設(shè)置多個(gè)并列排布的過濾網(wǎng)。
本實(shí)用新型的阻火裝置及除塵系統(tǒng)，通過在布袋除塵器之前設(shè)置過濾網(wǎng)，有效防止可燃顆粒進(jìn)入布袋除塵器，且結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)便宜；通過將過濾網(wǎng)設(shè)置為柱狀，有效增加煙氣流通面積；合理設(shè)計(jì)過濾網(wǎng)網(wǎng)孔大小，減小過濾網(wǎng)對煙氣流通產(chǎn)生的阻力。
本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施方式，如果對本實(shí)用新型的各種改動或變形不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本實(shí)用新型的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動和變形。