專利名稱：燃生物質蒸汽鍋爐的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種蒸汽鍋爐，尤其涉及一種以生物質為燃料的蒸汽鍋爐。
背景技術：
生物質燃料(BMF )是綠色能源，是國家政策鼓勵的燃料，具有以下幾點特性1.可 實現溫室氣體CO2生態“零”排放BMF的能量來自于其生長時對自然界CO2的吸收，因此， BMF具有CO2生態“零”排放的特點。2.典型的低碳綠色能源低碳能源BMF的燃燒以揮發份 為主，其固定碳的含量為15%左右，是典型的低碳燃料；含硫量比柴油還低，僅為0. 05%, 不需設置脫硫裝置就可實現SO2的排放；灰份僅為1. 8%，是煤基燃料的1/10左右，設置 簡單的除塵裝置就能實現粉塵排放達標；BMF含氮量低，氧含量高，燃燒時生成較少的N0X。 3.典型的循環經濟項目BMF來源于農林廢棄物，原料分布廣泛多樣，含量大，成本低，循環 生長，取之不盡，用之不竭，是典型的循環經濟項目。4.安全方便密度大，體積小，固體成 型，密封包裝，運輸儲存方便。生物質燃料自身的特殊性對燃燒設備的設計提出了一些特殊的要求，比如，進料 方式、送風方式等，以使燃料充分燃燒并燃燼。如中國專利申請第200710144970. 9號所揭示的一種燃燒生物質鏈條鍋爐裝置， 其生物質料斗設置在爐膛的前端面上，所述灰渣斗設置在生物質料斗的前端面上，所述生 物質料斗的安裝高度為H，所述灰渣斗的安裝高度為B，所述生物質料斗的安裝高度H大于 灰渣斗的安裝高度B，所述爐排裝置設置在生物質料斗和灰渣斗的下方。其申請人認為同 時采用生物質料斗和灰渣斗，從而實現了灰渣層在下，生物質燃料在上的燃料分布，避免了 現有鏈條鍋爐的爐排易燒損、易腐蝕和燃料不完全燃燒等問題，并取得了較好的經濟、環境 及社會效益。但是，通過以上內容我們可以看出，上述專利技術要專門采用灰渣來保護爐 排，因此導致設備的運行成本較高。又如中國實用新型專利第200720140414. X所揭示的一種燃燒完全、熱效率高并 有效防腐的節能環保型專用生物質燃料直燃的臥式常壓火管熱水鍋爐，其主要由燃燒體、 鍋筒、引風機所組成。鍋筒為圓柱形密封容器，內有回型火管，其入口與爐筒外殼及遠紅外 助燃器相連，出口與引風機相通。使用時，鍋筒內注入涼水，啟動引風機，燃料點燃后瞬間氣 化直燃，從燃料中析出的揮發分和微粒在引風機的作用下，從第一燃燒室、燃氣通道高速進 入遠紅外助燃器中，在導流板下形成渦流并充分燃燒，形成高溫烈焰進入回形火管，由均勻 分布其上的超導熱管以傳導方式使鍋筒內的水溫迅速升高。但是，通過以上內容我們可以 看出，上述專利技術并沒有揭示如何適當地設計生物質燃料的進料方式以及燃燒空氣的配 風方式。因此，急需提供一種利于生物質燃料的燃燒與燃燼、燃燒效率高并且運行安全可 靠的燃燒裝置。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種利于生物質燃料的燃燒與燃炬的蒸汽鍋爐。本發明的技術方案是這樣實現的提供一種燃生物質蒸汽鍋爐，其包括鍋爐本 體，其設有供生物質燃料在其內燃燒放熱的爐膛和位于爐膛上方的換熱裝置；給料系統，其 與鍋爐本體相連以將生物質燃料送入爐膛內進行燃燒；以及，汽水管路系統，其與換熱裝置 相連以將生物質燃燒產生的熱量換出；其中，爐膛內設置有往復爐排，往復爐排從爐膛的靠 近給料系統的近端向爐膛的遠離給料系統的遠端相對于水平面以5 25度的傾斜角向下 傾斜，使得落在爐排上的生物質燃料被推動擠壓并相對于爐排產生翻滾運動。優選地，往復爐排從爐膛的近端向爐膛的遠端相對于水平面以10 20度的傾斜 角向下傾斜。具體地，該傾斜角可選擇15度左右，該往復爐排的材料可以優選RTSi5。本發明的生物質燃料燃燒所需的空氣為三級配風。具體地，進一步包括設置于爐 膛下部并位于往復爐排之下的多個第一級風送入口以向爐膛內送入第一級風。進一步包 括設置于爐膛的近端的至少一個第二級風送入口以向爐膛內送入第二級風。進一步包括 至少一個第三級風送入口，第三級風送入口靠近爐膛與換熱裝置的連通處并切向形成于爐 膛的爐壁上以向所述爐膛內送入切向旋流的第三級風。優選地，第一級風送入口的送風量 從爐膛的近端向爐膛的遠端逐漸減小。更優選地，燃生物質蒸汽鍋爐的總送風空氣量的 50% -70%為第一級風，總送風空氣量的20% -40%為第三級風，其余為第二級風。具體地，可以在換熱裝置中設有下部煙管和上部煙管，上部煙管和/或下部煙管 為螺紋煙管。優選地，可以進一步設有在線吹灰裝置用于定期吹掃上部煙管和下部煙管。具體地，進料系統可以包括依次相連的料斗、星形給料機以及螺旋給料機。本發明的有益效果是1.采用高質量的往復爐排，爐排片材料可以為RTSi5，具有較高的耐熱特性，專為 生物質顆粒燃燒設計，結構較簡單，安裝使用方便，運行安全可靠。具有造價低廉、施工期 短、使用壽命長等特點。爐排面傾斜角可以為15°，燃料在爐排前部受熱揮發分析出，爐排 通過調速箱不斷往復運動，同時爐排與燃料有著相對運動。燃料在被推動的過程中，不斷 受到擠壓，從而破壞焦塊和灰殼。同時燃料又緩慢翻滾，使料層得到松動，有利于充分燃燒。 2.和傳統的臥式工業鍋爐相比，該鍋爐爐膛空間大。由于BMF燃料揮發分高，250°左右即 能熱解析出揮發分，揮發分析出時間較短，故燃燒室有足夠的容積，并可以在爐膛的出口砌 有擋火墻有利于攔火，使燃料有充足的燃燒空間和燃燒時間。3.燃料燃燒所需的空氣為三 級配風，第一級風由爐排底部送入，其比例約占總空氣量的60%，各風室采用“前部多，中間 尾部逐步少”的分段配風方式。第二級風由鍋爐前部送入爐膛，有利于爐前析出的揮發分燃 燒，其比例約占總空氣量的10%。第三級風由爐膛出口位置的兩側爐墻送入，形成切向圓 旋流風，其比例約占總空氣量的30%。該鍋爐配風合理，有足夠的擴散型空氣供給，避免因 空氣供應不當，有機揮發分不被燃燼而導致排煙為黑色，嚴重時為濃黃色煙的弊病。4.對 流受熱面即煙管區設置有在線吹灰裝置，定時對煙管進行吹掃，可以有效地防止對流受熱 面積灰，確保螺紋煙管的傳熱效果。5.可以實現自動點火，全自動化運行，可以自動調節燃 料，空氣的比例和鼓引風機頻率以適應不同負荷下的燃燒要求。6.送料機構可以包括刮板 輸送機、料斗、星形給料機以及螺旋給料機，機械自動化程度高，人工操作維護簡單。
以下結合附圖和實施例，來進一步說明本發明，但本發明不局限于這些實施例，任 何在本發明基本精神上的改進或替代，仍屬于本發明權利要求書中所要求保護的范圍。
圖1為本發明燃生物質蒸汽鍋爐的示意圖。
具體實施例方式實施例1 請參照圖1，本發明的燃生物質蒸汽鍋爐包括鍋爐本體100，其設有供生物質燃 料在其內燃燒放熱的爐膛110和位于爐膛110上方的換熱裝置300 ；給料系統400，其與鍋 爐本體100相連以將生物質燃料送入爐膛110內進行燃燒；以及，汽水管路系統(未標號)， 其與換熱裝置300相連以將生物質燃燒產生的熱量換出；其中，爐膛110內設置有由RTSi5 材料制成的往復爐排700，往復爐排700從爐膛的靠近給料系統400的近端向爐膛的遠離給 料系統400的遠端相對于水平面以約15度的傾斜角向下傾斜，使得落在往復爐排700上的 生物質燃料被推動擠壓并相對于往復爐排700產生翻滾運動。本發明的生物質燃料燃燒所需的空氣為三級配風，具體包括設置于爐膛110下 部并位于往復爐排700之下的多個第一級風送入口(未標號)以向爐膛110內送入第一級 風；設置于爐膛110的近端的至少一個第二級風送入口(未標號)以向爐膛110內送入第 二級風；以及，至少一個第三級風送入口 150，第三級風送入口 150靠近爐膛110與換熱裝 置300的連通處并切向形成于爐膛110的爐壁上以向爐膛內送入切向旋流的第三級風。其 中，第一級風送入口的送風量從爐膛110的近端向爐膛的遠端逐漸減小。另外，燃生物質蒸 汽鍋爐的總送風空氣量的約60%為第一級風，總送風空氣量的約30%為第三級風，其余為 第二級風。此外，在換熱裝置300中設有下部煙管330和上部煙管370，其中，下部煙管330為 螺紋煙管。進一步設有在線吹灰裝置800用于定期吹掃上部煙管370和下部煙管330。具體地，進料系統400包括依次相連的料斗410、星形給料機430以及螺旋給料機 450。本發明的燃生物質蒸汽鍋爐為臥式水火管三回程布置。在使用中，燃料通過送料 系統400進入爐前的料斗410，經過星形給料機430控制后進入螺旋給料機450，最后送入 爐膛110。燃料在爐膛內充分燃燒后產生煙氣從前向后沖刷水冷壁管(未示出)，然后是經 下部煙管330從后向前流至前煙箱(未示出)，再從前煙箱(未示出)經上部煙管370自前 向后流入后煙箱(未示出)，進入尾部煙道經鑄鐵省煤器(未示出)換熱再由除塵器(未示 出)進行煙塵凈化后由煙囪排出。該燃生物質蒸汽鍋爐采用性能優良的往復爐排，鍋爐配 風采用三級布置，利于生物質燃料的燃燒與燃燼。鍋爐第二回程煙管采用利于煙氣擾動的 螺紋煙管，能夠有效減輕煙氣流動過程中的積灰。對鍋爐煙管定期采用高壓空氣吹掃，保證 鍋爐的高效穩定運行。這種鍋爐結構布置緊湊，快裝，運行安全可靠。實施例2作為本發明的另一種方案，其它部分與實施例1相同，不同之處在于該往復爐排的材料由除RTSi5之外的其它耐火材料制成。
該往復爐排700從爐膛的靠近給料系統400的近端向爐膛的遠離給料系統400的 遠端相對于水平面以約20度的傾斜角向下傾斜。
燃生物質蒸汽鍋爐的總送風空氣量的約50%為第一級風，總送風空氣量的約 35 %為第三級風，總送風空氣量的約15 %為第三級風。在爐膛的出口砌有擋火墻有利于攔火，使燃料有充足的燃燒空間和燃燒時間。
權利要求
一種燃生物質蒸汽鍋爐，包括鍋爐本體，其設有供生物質燃料在其內燃燒放熱的爐膛和位于所述爐膛上方的換熱裝置；給料系統，其與所述鍋爐本體相連以將生物質燃料送入所述爐膛內進行燃燒；以及汽水管路系統，其與所述換熱裝置相連以將生物質燃燒產生的熱量換出；其特征在于所述爐膛內設置有往復爐排，所述往復爐排從所述爐膛的靠近所述給料系統的近端向所述爐膛的遠離所述給料系統的遠端相對于水平面以5～25度的傾斜角向下傾斜，使得落在所述往復爐排上的生物質燃料被推動擠壓并相對于所述往復爐排產生翻滾運動。
2.如權利要求1所述的燃生物質蒸汽鍋爐，其特征在于，所述往復爐排的材料選用 RTSi5，所述往復爐排從所述爐膛的近端向所述爐膛的遠端相對于水平面以10 20度的傾 斜角向下傾斜。
3.如權利要求1所述的燃生物質蒸汽鍋爐，其特征在于，進一步包括至少一個第三級 風送入口，所述第三級風送入口靠近所述爐膛與所述換熱裝置的連通處并切向形成于所述 爐膛的爐壁上以向所述爐膛內送入切向旋流的第三級風。
4.如權利要求3所述的燃生物質蒸汽鍋爐，其特征在于，進一步包括設置于所述爐膛 下部并位于所述往復爐排之下的多個第一級風送入口以向所述爐膛內送入第一級風。
5.如權利要求4所述的燃生物質蒸汽鍋爐，其特征在于，所述第一級風送入口的送風 量從所述爐膛的近端向所述爐膛的遠端逐漸減小。
6.如權利要求5所述的燃生物質蒸汽鍋爐，其特征在于，進一步包括設置于所述爐膛 的近端的至少一個第二級風送入口以向所述爐膛內送入第二級風。
7.如權利要求6所述的燃生物質蒸汽鍋爐，其特征在于，所述燃生物質蒸汽鍋爐的總 送風空氣量的50% -70%為所述第一級風，總送風空氣量的20% -40%為所述第三級風，其 余為所述第二級風。
8.如權利要求1所述的燃生物質蒸汽鍋爐，其特征在于，所述換熱裝置中設有下部煙 管和上部煙管，所述上部煙管和/或所述下部煙管為螺紋煙管。
9.如權利要求8所述的燃生物質蒸汽鍋爐，其特征在于，進一步設有在線吹灰裝置用 于定期吹掃所述上部煙管和所述下部煙管。
10.如權利要求1 9之一所述的燃生物質蒸汽鍋爐，其特征在于，所述進料系統包括 依次相連的料斗、星形給料機以及螺旋給料機。
全文摘要
本發明公開了一種燃生物質蒸汽鍋爐，其包括鍋爐本體，其設有供生物質燃料在其內燃燒放熱的爐膛和位于爐膛上方的換熱裝置；給料系統，其與鍋爐本體相連以將生物質燃料送入爐膛內進行燃燒；以及，汽水管路系統，其與換熱裝置相連以將生物質燃燒產生的熱量換出；其中，爐膛內設置有往復爐排，往復爐排從爐膛的靠近給料系統的近端向爐膛的遠離給料系統的遠端相對于水平面以5～25度的傾斜角向下傾斜，使得落在爐排上的生物質燃料被推動擠壓并相對于爐排產生翻滾運動。本發明的爐排與燃料有著相對運動，燃料在被推動的過程中，不斷受到擠壓，從而破壞焦塊和灰殼，同時燃料又緩慢翻滾，使料層得到松動，有利于充分燃燒。
文檔編號F23L9/00GK101881433SQ20091003920
公開日2010年11月10日 申請日期2009年5月5日 優先權日2009年5月5日
發明者尹顯錄, 常厚春, 張湘波, 李祖芹, 耿生斌, 馬革 申請人:廣州迪森熱能技術股份有限公司