[发明专利]复合炉膛固定炉排生物质气化涡旋燃烧锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及到锅炉技术领域，具体为复合炉膛固定炉排生物质气化涡旋燃烧锅炉。

背景技术

生物质燃料通常指农林业废弃物，如木屑、树皮、稻壳、秸杆、花生壳和甘蔗渣等。由于生物质燃料在燃烧过程中生成的二氧化碳会被处于生长过程中的生物质通过光合作用所吸收，因此，生物质燃料的燃烧过程具有二氧化碳零排放的特点，这对于缓解日益严重的温室效应有着特殊的意义。

与原煤相比，生物质燃料具有如下燃烧特性：(1)含氧量高，含碳量较低，特别是含固定碳低，因此，生物质燃料发热量较低；(2)挥发分高，所以，生物质燃料易被引燃，且燃烧初期，挥发物析出量大，在空气和温度不足的情况下易产生黑烟或黄烟；(3)水分含量高，生物质燃料燃烧需要较高的干燥温度和较长的干燥时间，且产生的烟气体积较大，排烟热损失较高；(4)密度小，因此，生物质燃料燃烧需要较大的炉排面积和炉膛容积；(5)结构比较松散，生物质燃料容易被吹起，悬浮燃烧的比例大。

为保证生物质燃料燃烧设备运行的经济性和可靠性，提高生物质的燃烧效率，必须根据生物质燃料上述燃烧特性，研究开发出适合于生物质燃料的燃烧设备及其锅炉并推广使用，这对节约能源和保护环境具有极其重要的意义。

发明内容

根据生物质燃料的燃烧特性，传统的燃煤锅炉显然不适合燃用生物质燃料，因此，迫切需要研究开发出适合于燃用生物质燃料的锅炉技术，本发明提供了适宜于燃用生物质燃料的复合炉膛固定炉排生物质气化涡旋燃烧锅炉。

本发明的技术方案是：采用生物质燃料气化炉膛和涡旋燃烧炉膛相配合的复合炉膛结构，生物质燃料气化炉膛将生物质燃料气化，所产生的生物质燃料气在涡旋燃烧炉膛内燃烧。

其进一步特征在于：在涡旋燃烧炉膛中设置了涡旋炉拱和组合二次风组，使生物质燃料气化炉膛中产生的生物质燃料气在涡旋燃烧炉膛中强烈旋转燃烧，不仅提高了燃烧效率和锅炉热效率，而且彻底消除了传统锅炉燃烧生物质燃料冒黑烟或黄烟的现象，此锅炉排出的烟气无色透明。

在生物质燃料气化炉膛和涡旋燃烧炉膛之间隔墙的上部设计有可通流烟气的蓄热花墙，后部布置有可分离烟气中固体颗粒的沉降燃尽室，这不仅延长了生物质燃料气的燃烧时间，强化了燃料与空气的混合，保证了可燃物的燃尽，而且大幅度地降低了锅炉的初始排尘浓度。

附图说明

图1为本发明主视图的剖视图

图2为图1的A-A截面的剖视图

图中件号说明：

1、一次风室；2、固定炉排；3、炉门；4生物质燃料气出口；5、燃尽室；6、锅筒；7、耐火底衬；8、涡旋燃烧炉膛；9、隔墙；10、涡旋炉拱；11、涡旋燃烧炉膛二次风喷管组；12、蓄热花墙；13、出烟口；14、生物质燃料气化炉膛二次风喷管组；15、生物质燃料气化炉膛；16、底座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的最佳实施方案进行详细描述。复合炉膛固定炉排生物质气化涡旋燃烧锅炉包括一次风室1、炉门3、锅筒6和底座16。在底座16上设置了被隔墙9隔开的生物质燃料气化炉膛15和涡旋燃烧炉膛8。在隔墙9的中部设置有分别与燃料气化炉膛15和涡旋燃烧炉膛8相联通的生物质燃料气出口4和喷向涡旋燃烧炉膛8的涡旋燃烧炉膛二次风喷管组11。隔墙9的上部布置有蓄热花墙12。生物质燃料气化炉膛15的下部设置有固定炉排2，其下部设置有一次风室1。生物质燃料气化炉膛15的右侧墙中设置了生物质燃料气化炉膛二次风喷管组14。在涡旋燃烧炉膛8的左侧墙上设置有涡旋炉拱10，该涡旋炉拱10与生物质燃料气出口4和涡旋燃烧炉膛二次风喷管组8相配合使用。在涡旋燃烧炉膛8的下部设置了耐火底衬7。燃尽室5设置在生物质燃料气化炉膛15和涡旋燃烧炉膛8的后部。出烟口13将涡旋燃烧炉膛8、蓄热花墙12与燃尽室5相联通。

锅炉运行时，生物质燃料通过炉门3投到生物质燃料气化炉膛15内的固定炉排2上，通过一次风室1将燃烧需要的部分空气送入，使固定炉排2上的生物质燃料层在缺氧状态下燃烧，产生了大量的生物质燃料气。同时在生物质燃料气化炉膛二次风喷管组14喷出的组合空气射流的强烈混合后，通过隔墙9上的生物质燃料气出口4进入涡旋燃烧炉膛8，与涡旋燃烧炉膛二次风喷管组11喷出的组合空气射流强烈混合、并同时在涡旋炉拱10的导引下进行强烈的涡旋燃烧。燃烧产生的火焰和烟气通过蓄热花墙12的进一步混合后通过出烟口13进入燃尽室5，其中的可燃物质在这里可进一步燃烧，同时通过惯性和重力分离，将烟气中携带的大部分固体颗粒分离下来。从燃尽室5流出的烟气通过两回程烟管束进行换热，然后排出锅炉。