[发明专利]生物质燃料的锅炉燃烧方法及其锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种锅炉，尤其涉及一种生物质燃料的锅炉燃烧方法及其锅炉。

背景技术

随着石油和天然气等矿物燃料的日渐紧张，可再生能源和其他替代能源的研究发展更为迫切。生物质能源与石化能源相比，不仅来源广，而且成本低，特别是生物质能源 CO2净排放量为零，可以有效的缓解温室效应，它的硫、氮含量都很低，灰分也很少，因此生物质能源的开发利用是缓解能源和环境压力，建立可持续发展能源系统的有效途径。然而，由于生物质料直接在现有的燃煤锅炉或其他现有锅炉使用不能充分发挥生物质能源节能、改善环境、提高效率、节约成本的诸多优势。

对于现有的燃煤锅炉，链条炉排的燃烧特点是链条炉排的着火条件较差；煤的着火主要依靠炉膛火焰和拱的辐射热 , 因而上面的煤先着火 , 然后逐步向下燃烧。这样的燃烧过程 , 在炉排上就出现了明显的区域分层，煤进入炉膛后 , 随炉排逐渐由前向后缓慢移动。在炉排的前部，是新煤燃烧准备区，主要进行煤的预热和干燥。

但对于植物燃料而言，由于其着火点相对比较低，易于点燃，因而其炉膛结构以及链条炉排都不适应于植物燃料，特别是其前拱或前后拱的炉膛结构，如果继续沿用现有的用于煤等作为燃料的炉膛结构，其燃烧状况将变得很差，这不仅直接影响锅炉的生产效率，并且由于其热值低，两者的共同作用可能使锅炉无法正常产汽工作。因而，直接使用现有的包括链条锅炉燃烧生物质燃料由于结构等原因，造成锅炉出力不足、热效率低下，燃烧不够理想，结果是能源消耗量过大，甚至不能满足生产要求。

而对于一些在现有锅炉基础上对炉膛前拱进行加高等尺寸改进的作法能够收到一定的成效，但其效果还不够理想。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供生物质燃料的锅炉燃烧方法及其锅炉。该方法简单、易于实施，该锅炉适用于生物质燃料，燃料利用效率高，产汽稳定、出力足、运行效率高。

本发明燃烧方法是利用生物质在燃烧时产生大量气体、以气体形式进行二次燃烧而产生高温火焰的特性，在锅炉炉膛内设置储存装置，对在前炉膛加热燃烧的生物质燃料产生的气体通过设于炉膛内的储存装置进行收储，再由储存装置于炉膛内对该气体进行二次再分布燃烧，实现生物质燃料的锅炉适应性燃烧利用。

所述燃烧方法还包括于前拱、炉排、和/或储存装置上设置补风装置，以对炉膛的相应部分进行补风，通过调整相应的补风风量来控制炉膛的相应部分的燃烧状态和/或燃烧温度，以调整锅炉对生物质燃料的燃烧状态。

所述燃烧方法还包括以一定的锅炉配风系数时前炉膛的风量确定炉膛的喉口截面积，以锅炉额定负荷和生物质燃料的热值确定炉膛的进料口的有效截面积，以生物质燃料的初始火焰的挥发份确定前拱的高度；用喉口截面积来控制前炉膛燃烧时喉口处的流速小于4m/s，设计流量为10-50%的锅炉总配风量，压力控制为20-80pa。

本发明锅炉的技术方案包括炉膛和相应的前拱、后拱、炉排，所述后拱上设有一具有进气口的储气仓，所述储气仓的顶部上布设有若干过火孔，其底部设有二次点火孔。

所述储气仓底部设有返烧孔。

所述前拱、储气仓、和/或炉排上设有相应的补风装置。

所述前拱、储气仓、和炉排上的相应的补风装置分别包括设于前拱、储气仓、和炉排上的相应的一根或若干根补风管，以及分别设于相应的所述补风管上的一个或若干个补风嘴。

所述储气仓上的补风嘴相互错位或对位相向设于储气仓的进气口的相对两侧，所述炉排上的补风嘴的供风方向为向上、且与炉排水平面形成10-170度的夹角。

所述储气仓其补风嘴内设有过气槽；所述炉排其补风嘴为设于相应的补风管的上半部分管壁上的补风槽孔；储气仓与炉膛顶部之间设有隔离体。

所述储气仓与炉膛顶部之间设有一具有进气口的集气室，所述集气室的出气口为储气仓的进气口。

本发明生物质燃料的锅炉燃烧方法及其锅炉是基于常用的工业蒸汽锅炉及常压生活热水锅炉改进而来，使用高挥发分生物质取代现有煤等作为燃料，较燃煤锅炉节能15%以上；烟气排放达到燃气锅炉的标准，根据生物质燃料的低燃点、易燃烧、低热值的特点，通过改变炉膛燃烧部分的结构以适应相应的生物质燃料的燃烧性质，燃料燃烧完全，燃尽率达98%，热利用效率高；且炉排不易烧损、腐蚀，锅炉产汽稳定、工作效率高，热效率93%，对燃料的适应性强，燃料消耗低；环保，污染物综合排放值为：林格曼黑度＜1級，烟尘浓度＜50mg/Nm3,SO2＜30mg/Nm3，NOx＜400mg/Nm3,烟尘透光率＜10。

附图说明