[发明专利]一种燃烧生物质流化床锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种可利用再生生物质燃料的设备，特别是一种燃烧生物质燃料的流化床锅炉。

背景技术

目前公知的国际上10t/h以上的大型燃烧生物质燃料锅炉，主要有两大类型：一是丹麦BWE公司的技术，采用水冷振动炉排方式焚烧生物质燃料，其缺点是造价高，另外燃烧用的是未加工生物质燃料，储存及运输不安全、不经济；二是以瑞典和德国为代表的采用循环流化床方式，国内也有几家企业应用此项技术，如北京清华紫光环保有限公司与德国一家公司合作生产的燃烧生物质循环流化床锅炉，其结构复杂，需添加异比重燃料，这样就会影响锅炉的环保水平、增加炉内磨损、降低锅炉排灰的可利用率，同时增加运行管理费用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服已有技术的不足，提出一种热效率高、环保特性好、制造工艺简单、造价低、运行故障率低、安全经济、能单独燃烧生物质颗粒燃料的流化床锅炉。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：该发明主要包括流化床锅炉本体，鼓风机1、进料斗2、炉膛3、炉墙9、过热器10、落灰管13、落灰斗14、引风机16、出烟口17、除渣机18、膜式水冷壁管19、鳍片20；其特征是：将高温区炉膛3单独设置，高温区炉膛3通过炉膛过渡区4与内筒7和外筒8之间形成的环形通道11相连通，内筒7和外筒8均由膜式水冷壁管19、鳍片20相互联接构成；在环形通道11内，设置多级涡旋二次风喷嘴6；以设置6级以上涡旋二次风喷嘴6为最佳；每级两个喷嘴6，间隔180°；涡旋二次风喷嘴6置于炉墙9和外筒8内，与环形通道11连通，并与环形通道11的切线方向形成一定夹角，倾斜的方向均与涡旋二次风的方向相一致；涡旋二次风喷嘴6开口处与外筒8内壁平齐；由膜式水冷壁管19和鳍片20构成的内筒7和外筒8可采用圆形或近似圆形的多角形结构。

该发明将涡旋燃烧的技术应用于燃烧生物质燃料锅炉，将高温区炉膛3单独设置，改变了目前国内生产的涡旋燃烧循环流化床锅炉将环形通道下部作为高温区炉膛的结构，解决了锅炉在燃用生物质燃料时维持不住燃料层的问题；从而实现了单独燃用生物质燃料。

生物质燃料在炉膛3内燃烧产生的高温烟气，在鼓风机1作用下，通过炉膛过渡区4进入环形通道11，由于本发明环形通道11采用圆形或近似于圆形的多角形结构，更加利于烟气的旋转上升；烟气在多级涡旋二次风的带动下在环形通道11内高速旋转上升，既完成了燃尽过程，也实现了烟气在环形通道11内与内筒7、外筒8之间的换热过程，更主要的是在围绕外筒8旋转过程中也可以将烟气中的颗粒分离出去，通过落灰管13落入除渣机18中。这种结构，替代了传统循环流化床锅炉的高温分离器和中温分离器，不但制造工艺简单，而且故障率也大大降低。多级涡旋二次风切向送入环形通道11，可将内筒7外表面部位的烟气，通过高速旋转扰动起来，这样就破坏了原有的换热边界层，可将传热系数增大，实现了用较少的受热面传递更多的热量。烟气从环形通道11出来，通过过热器10进入中心烟道12，对内筒7进一步换热，这种内外组合换热方式也大大提高了锅炉的热效率。这种烟气在环形通道11内旋转的结构，也提高了飞灰的分离效果，再加上未燃尽颗粒在中心烟道12内以及水平烟道15内的进一步沉降，更加提高了锅炉的环保特性。

附图说明

图1为该发明结构示意图

图2为图1的A-A剖视放大图

其中：1-鼓风机  2-进料斗  3-炉膛  4-炉膛过渡区  5-二次风母管  6-二次风喷嘴  7-内筒  8-外筒  9-炉墙  10-过热器  11-环形通道  12-中心烟道  13-落灰管  14-落灰斗  15-水平烟道  16-引风机17-出烟口  18-除渣机  19-膜式水冷壁管  20-鳍片

具体实施方式

下边结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示：该发明主要包括流化床锅炉本体，鼓风机1、进料斗2、炉膛3、炉墙9、过热器10、落灰管13、落灰斗14、引风机16、出烟口17、除渣机18、膜式水冷壁管19、鳍片20；与公知的流化床锅炉不同之处是：设置了一个独立的高温区炉膛3，生物质颗粒燃料通过进料斗2进入高温区炉膛3，生物质颗粒燃料在高温区炉膛3内燃烧，产生的高温烟气在鼓风机1的作用下，通过炉膛过渡区4进入环形通道11，如图2所示：环形通道11是由膜式水冷壁管19和鳍片20组成的内筒7和外筒8之间所形成的间隙构成，内筒7和外筒8采用圆形或近似圆形的多角形结构。如图1所示：在环形通道11内设置6级涡旋二次风喷嘴6，如图2所示：每级设置两个涡旋二次风喷嘴6，间隔180°，涡旋二次风喷嘴6置于炉墙9和外筒8内，与环形通道11连通，并与环形通道11的切线方向形成一定夹角，倾斜的方向均与涡旋二次风的方向相一致；涡旋二次风喷嘴6的开口处与外筒8内壁平齐；外筒8外部是炉墙9，内筒7内部为中心烟道12；如图1所示：进入环形通道11内的高温烟气在6级涡旋二次风的带动下围绕内筒7向上高速旋转；从环形通道11出来的烟气通过过热器10向下进入中心烟道12，烟气在引风机16的引导下通过水平烟道15由出烟口17排出。从炉膛3、环形通道11、中心烟道12及水平烟道15被分离出来的烟尘颗粒分别通过落灰管13和落灰斗14由除渣机18排出。