一種應(yīng)用于燃生物質(zhì)流化床鍋爐中的密相區(qū)底渣平衡及生物質(zhì)燃料欠氧氣化布風(fēng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在鍋爐爐膛內(nèi)設(shè)置高低不一，有一定高度差的布風(fēng)床面，低位為高速床，高位為低速床；再在高速床區(qū)域內(nèi)設(shè)置若干條間斷梯形節(jié)流阻氣梗，中間凸起位置為生物質(zhì)燃料干餾區(qū)，兩側(cè)為高速流化區(qū)，梯形節(jié)流阻氣梗間斷區(qū)域內(nèi)設(shè)置大口徑排渣器，爐膛側(cè)壁阻氣梗凸起位置上端設(shè)有負(fù)壓給料器，爐膛中部還設(shè)置有多層二次送風(fēng)口。解決因生物質(zhì)燃料比重輕，床面流化風(fēng)速不高造成生物質(zhì)燃料氣化效率不高的問題，同時還能解決燃料夾帶進入爐內(nèi)的大顆粒重物造成的床料流化不良與排渣不暢等技術(shù)難題，對提高燃燒效率以及燃燒穩(wěn)定性方面都有較明顯的優(yōu)勢。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種燃生物質(zhì)鍋爐布風(fēng)結(jié)構(gòu)，是一種應(yīng)用于燃生物質(zhì)流化床鍋爐中的密相區(qū)底渣平衡及生物質(zhì)燃料欠氧氣化布風(fēng)結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
生物質(zhì)作為可再生能源，符合目前低碳環(huán)保的能源政策，近年來在我國得到大力推廣。而我國可開發(fā)的生物質(zhì)能資源總量近期約為5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，生物質(zhì)發(fā)電可滿足中國能源消費量的20%以上的電力，年可減少排放二氧化碳近3. 5億噸，二氧化硫、氮氧化物、煙塵減排量近2500萬噸。因此，必須加快生物質(zhì)能的開發(fā)與利用。 生物質(zhì)燃料具有揮發(fā)分高、比重輕、含水率高，氯，及鉀、鈉等堿金屬含量高、熱值低、灰熔點低等特點。目前，國際上較為成功的生物質(zhì)燃料鍋爐，大多采用爐排式結(jié)構(gòu)，該類鍋爐系統(tǒng)投資高，核心技術(shù)都掌握在國外公司。而國內(nèi)純燒生物質(zhì)鍋爐的技術(shù)還剛起步，已投運的流化床與循環(huán)流化床生物質(zhì)鍋爐存在易結(jié)焦、流化不良、鍋爐燃料適應(yīng)性差、運行不穩(wěn)定，以及過熱器腐蝕嚴(yán)重等技術(shù)難題，制約了生物質(zhì)鍋爐的大規(guī)模推廣。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種應(yīng)用于燃生物質(zhì)流化床鍋爐中的密相區(qū)底渣平衡及生物質(zhì)燃料欠氧氣化布風(fēng)結(jié)構(gòu)，該裝置可實現(xiàn)鍋爐純燒或摻燒生物質(zhì)時密相區(qū)內(nèi)的底渣平衡，并為生物質(zhì)氣化提供一個高溫欠氧氣環(huán)境，重點解決生物質(zhì)受熱面結(jié)渣、堵灰、堿金屬腐蝕、流化不良、物料混合差，燃燒不穩(wěn)定以及生物質(zhì)燃料中摻雜大塊惰性物料所引起的燃料適應(yīng)性差、排渣不暢等問題，同時提高燃料的燃燒效率與減少受熱面的磨損等問題。本專利技術(shù)包括高速床、低速床及布置有間斷節(jié)流阻氣梗的欠氧氣化布風(fēng)結(jié)構(gòu)、浸泡受熱面、負(fù)壓給料器、多層布置二次風(fēng)入口、惰性物料等。本
技術(shù)實現(xiàn)思路
是1、生物質(zhì)燃料密度小、揮發(fā)份高，水分高。因其固定碳少，揮發(fā)份高決定生物質(zhì)燃燒性質(zhì)為氣相燃燒為主。采用流化床燃燒時，因生物質(zhì)燃料密度小，體積大，受熱后可燃物大部分以氣態(tài)型式析出，在爐膛上部燃燒，為保證有足夠的氣化面積，并保證爐膛下部氣化區(qū)在燃燒份額很低時仍能保持較高的床溫，使氣化得以高效實現(xiàn)，通常采用較寬大爐膛，較小的風(fēng)量和較低的床面流化風(fēng)速。在常規(guī)流化床鍋爐中燃燒生物質(zhì)時，如果床面風(fēng)速小，則作為載體的物料(沙子)易發(fā)生流化不良，燃料混合差，局部易結(jié)焦等問題，且燃料帶入爐內(nèi)的大顆粒惰性物質(zhì)(如泥塊、石頭、鐵屑等)難以移動，會在床面沉積形成流化死區(qū)；如果床面風(fēng)所取速較高，則意味著要采用較小床面，因氣化面積變小，生物質(zhì)燃料在爐膛下部無充分氣化時間，而且生物質(zhì)密度小，燃料難于固定著床，會大量揚析到爐膛上部燃燒，造成過熱器及尾部受熱面掛焦，且爐膛下部則因燃燒份額低，造成床溫過低，使燃燒不穩(wěn)定。大量研究及實踐均表明，流化床燃燒生物質(zhì)燃料時，流化風(fēng)速不宜取高。根據(jù)生物質(zhì)燃料密度小、揮發(fā)份高，水分高、固定碳少的特性，為滿足其在流化床中正常應(yīng)用，必須實現(xiàn)的幾個前提條件是一方面，在燃料入爐口附近設(shè)置合理的區(qū)域，保證密度較小的生物質(zhì)燃料能夠落入床面，并在床面停留適當(dāng)?shù)臅r間；其二，保證生物質(zhì)燃料停留在床面期間有足夠高的溫度場，使其干燥并氣化，這就要盡量減少床面風(fēng)量，降低流化風(fēng)速，以提高下部燃燒份額并減少冷風(fēng)給入過多使床溫降低；第三，產(chǎn)生的可燃?xì)怏w不能在爐膛內(nèi)蓄積，能隨煙氣進入爐膛上部，在二次風(fēng)的作用下著火并燃燼，而剩余的焦炭(即生物質(zhì)當(dāng)中含量較小的固定碳)則進入流化區(qū)域，在較低的流化風(fēng)速下，在密相區(qū)完成著火及燃燼過程，放出的熱量用以維持床區(qū)物料溫度，實現(xiàn)燃燒穩(wěn)定。滿足這三點后，似乎流化風(fēng)速必然選取較小，這將造成底料流化減弱，易結(jié)焦，且?guī)氲膲K狀重物無法移動，堆積，加劇流化不良。 本裝置則是為滿足生物質(zhì)燃料所需的以上過程，并綜合流化床特性及高溫床料的流動特性而設(shè)置的，很好平衡了風(fēng)量、流化風(fēng)速、燃燒份額和溫度場之間的關(guān)系。在爐膛內(nèi)采用高低差速床結(jié)構(gòu)，高速床采用較高風(fēng)速，物料可在此區(qū)域較好流化，物料混合強烈；低速床采用較低風(fēng)速，物料在此區(qū)域保持微流化區(qū)域。由于高速床與低速床在流速上的差異，形成高速床與低速床的第一股內(nèi)循環(huán)流。在此基礎(chǔ)上，再在高速床中間生物質(zhì)燃料給入口下方設(shè)置一個或若干個節(jié)流阻氣梗，阻氣梗區(qū)域不設(shè)置風(fēng)帽，不配風(fēng)，該床面的寬度及階梯高度根據(jù)生物質(zhì)燃料的不同可適當(dāng)調(diào)整，有效減少了布風(fēng)板面積，且維持了整大床面積，可實現(xiàn)爐膛布風(fēng)整體風(fēng)量減少，截面流速降低，同時維持主床風(fēng)板流化風(fēng)速高的目的，確保密度很小的生物質(zhì)燃料可輕易落在節(jié)流阻氣梗上(即固定著床)，流態(tài)化的高溫物料翻騰向該區(qū)域，與入爐的生物質(zhì)燃料混合，使高水份、高揮發(fā)份的生物質(zhì)燃料迅速干燥，并析出揮發(fā)份(氣化過程)，由于床面整體配風(fēng)量小，使?fàn)t膛下部處于微欠氧的狀態(tài)，最大限度保證床區(qū)溫度穩(wěn)定，使生物質(zhì)燃料干燥及氣化過程順利進行，調(diào)整節(jié)流阻氣梗的高度及寬度即可調(diào)整風(fēng)量及布風(fēng)板流化風(fēng)速，以滿足不同燃料干燥及氣化的需要，氣化完成后，可燃?xì)怏w被煙氣帶入爐膛上部，在多層二次風(fēng)的擾動下，與氧氣混合，并燃燒，而氣化剩余的焦炭則隨底料一起進入流化區(qū)(高速床)，并隨內(nèi)循環(huán)進入低速床，在此區(qū)域合理選取低流化風(fēng)速，維持焦炭在床面燃燒，放出的熱量維持床料溫度穩(wěn)定。2、因為節(jié)流阻氣梗布置在高速床中，兩側(cè)高速床物料難免有不平衡現(xiàn)象。而且生物質(zhì)收集以及破碎過程中難免會混入大的惰性物料，在流化床鍋爐中大的惰性顆粒(泥塊、石頭、鐵屑等)存在一定量后直接導(dǎo)致鍋爐的運行故障，因此維持床料平衡并及時將大的惰性物料排除是至關(guān)重要。本專利技術(shù)的梯形節(jié)流阻氣梗設(shè)置了較大的傾斜角，并分成幾個間隔，中間留有通道，并在通道處設(shè)計大排渣管，有利于兩側(cè)物料平衡，并能使惰性物料在自身重力作用下，沿傾斜面向下滑，由排渣管順利進入排渣器排出。3、在爐膛中設(shè)置多層四角布置二次風(fēng)，此二次風(fēng)斜向下切向布置，形成切向旋流，此為第二股內(nèi)循環(huán)流。此二次風(fēng)旋流有助于提高生物質(zhì)燃料氣化放出的可燃?xì)怏w的燃盡率，并降低NOx污染物的排放。本專利技術(shù)是這樣實現(xiàn)的，它包括高速床、低速床、節(jié)流阻氣梗、浸泡受熱面管、負(fù)壓給料器、大口徑排渣管，其特征在于在流化床鍋爐高速床內(nèi)設(shè)置若干條間斷節(jié)流阻氣梗，節(jié)流阻氣梗中間為干餾區(qū)，兩側(cè)為高速流化混合區(qū)，節(jié)流阻氣梗中間留有間隔，間隔處設(shè)置大口徑排渣器，低速床上布置浸泡受熱面管，爐膛側(cè)壁阻氣梗凸起位置上端設(shè)有負(fù)壓給料器，爐膛中部還設(shè)置有多層二次送風(fēng)口。生物質(zhì)燃料從負(fù)壓給料器進入高速床床面，落在布有梯形節(jié)流阻氣梗上，由于節(jié)流阻氣梗上使布風(fēng)板面積減少，而床面截面積增大，故只需較小的風(fēng)量即可維持較高的布風(fēng)板流速，而整床的平均流速保持較低，很好的保證了爐膛下部的燃燒份額及床料溫度，同時床料的流化狀態(tài)也得到了提高，使生物質(zhì)燃料在欠氧狀態(tài)下滑入高速區(qū)的過程中與高溫床料混合并被干燥及氣化，生成的可燃?xì)怏w隨煙氣流向爐膛上部，并在多層旋流二次風(fēng)作用下迅速燃燼，而干餾生成的焦炭則隨內(nèi)循環(huán)帶入低速床區(qū)域燃燒，放出的熱量維護床溫正常，在低速床內(nèi)設(shè)置浸泡受熱面調(diào)節(jié)床溫；而惰性物料在自身重力及較高流化風(fēng)作用下在流化區(qū)域移動，通過大口徑排渣器排出。本專利技術(shù)的技術(shù)效果是該技術(shù)能實現(xiàn)生物質(zhì)燃料進入循環(huán)流化床鍋爐后，先在高溫微欠氧狀態(tài)下實現(xiàn)氣化過程，然后氣化產(chǎn)生的可燃?xì)怏w在爐膛上部燃燒，而焦炭則在流化床鍋爐的下部密相區(qū)燃燒，解決因生物質(zhì)燃料比重輕，常規(guī)流化床結(jié)構(gòu)無法保證爐膛下部燃燒份額，造成燃燒溫度過低的問題，同時因節(jié)流阻氣梗有效減少了床面面積，使床本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種應(yīng)用于燃生物質(zhì)流化床鍋爐中的密相區(qū)底渣平衡及生物質(zhì)燃料欠氧氣化布風(fēng)結(jié)構(gòu)，它包括高速床、低速床、節(jié)流阻氣梗、浸泡受熱面管、負(fù)壓給料器、大口徑排渣管，其特征在于在流化床鍋爐高速床內(nèi)設(shè)置若干條間斷節(jié)流阻氣梗，節(jié)流阻氣梗中間為干餾區(qū)，兩側(cè)為高速流化混合區(qū)，節(jié)流阻氣梗中間留有間隔，間隔處設(shè)置大口徑排渣器，低速床上布置浸泡受熱面管，爐膛側(cè)壁阻氣梗凸起位置上端設(shè)有負(fù)壓給料器，爐膛中部還設(shè)置有多層二次送風(fēng)口。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳東火，徐勇敏，金烜，
申請(專利權(quán))人：江聯(lián)重工股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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