[实用新型]燃生物质流化床锅炉

说明书

本实用新型涉及一种锅炉，具体地说是该锅炉利用在流化床中燃烧干木片、刨花、湿木块、木屑、甘蔗渣、稻谷壳、瓜子皮、咖啡渣、桔杆等可燃生物燃料，从而从流化床中回收热能的一种装置。

目前我国生物质能的利用，大多以直接低效率燃烧为主，如农用柴灶炉的热效率一般为10～20％，以这种方式燃烧掉的生物质大约占每年所利用的总生物质的80％左右。是一项巨大的能源损失。从八十年代初，开始研制适合生物质气化装置，现存在的主要问题是：(1)燃气的热值低；(2)生物质气化率低。另一方面，生物废料的种类繁多，相当一部分生物废料不适合气化，仅可做为燃料加以利用。因此，国内部分锅炉厂家曾设计生产过用链条炉或推动炉排锅炉来燃烧生物质，例如烧稻谷壳、废木等，但由于生物质含灰量很低，密度很小，组织燃烧比较困难，燃烧效率很低，当生物质含水量提高后，很难着火，不能稳定运行。

本实用新型的目的在于：为了解决现有层燃锅炉燃烧效率低，对于高水分生物质燃料不能稳定燃烧等缺点，以及现有生物质制气炉制气热值低，气化率低等问题，而设计出一种燃烧效率高，运行稳定，低污染的燃生物质流化床锅炉。可节约大量能源，并具有CO₂零排放的特点。

本实用新型主要由给料装置1、风箱2、布风板3、密相区4、稀相区5、旋风燃烬室6、过热器7 (当为饱和蒸汽时，没有过热器)对流排管8、省煤器9、空预器10(当不需要时，可取消)、密相区受热面11、所组成。给料装置1为方形结构，通过固定装置嵌在稀相区炉墙上，给料给入密相区4，风箱2为方形结构，焊接在布风板3上，布风板为方形多孔板，密相区4在布风板3之上，由媒体(河沙或石英沙)和给料组成，密相区4内布置密相区受热面，密相区之上为稀相区，稀相区内布置水冷壁受热面，稀相区出口为旋风燃烬室6(侧置或后置)，燃烬室内布置部分受热面，燃烬室出口为过热器7(若为饱和蒸汽，无过热器7)过热器为蛇形管结构，对流排管8由连接于上下锅筒的管束组成，省煤器9为铸铁省煤器或蛇形管结构，通过固定装置支撑在尾部烟道内，空气预热器10为立式有缝钢管组成。密相区受热面11为钢管结构，下部连接于下联箱，上部和稀相区5的水冷壁连接。其原理是生物燃料通过给料器1送入燃烧室密相区4，在密相区和床料充分混合，水分迅速蒸发，使生物燃料能够迅速着火燃烧。被烟气夹带的未完全然烧的生物燃料在稀相区5内和二次风进一步混合燃烧，形成第二级燃烧，由于密相区床温一般在850～950℃之间，燃料燃烧产生有害物质NO_x可大为降低。一般生物燃料含硫量很低，因此SO₂的排放量也很低，对于个别含硫量高的生物燃料可在密相区添加石灰石作为吸收剂，可大大降低SO_x的排放。为了进一步提高燃烧效率，在稀相区出口布置旋风燃烬室6形成第三级燃烧，可增加烟气和未完全燃烧的固体粒子的停留时间，使之在燃烬室内进一步燃烬。燃烬室之后的对流受热面(7、8、9、10)和常规层燃锅炉相同。

层燃锅炉属层状燃烧，生物燃料通过给料斗送到炉排上时，不可能象煤那样均匀分布，容易在炉排上形成厚薄不均。由于厚度薄的地方，阻力小，因此大量空气从这里进入炉膛，将薄层吹空，空气短路进入炉膛，不能用来充分燃烧；而料层厚的地方，需要大量空气用于燃烧，由于这里阻力较大，因而空气量较燃烧所需的空气量为少。生物质的特点是挥发份很高，在燃烧的开始阶段，挥发份大量析出，需要大量空气用于燃烧，如这时空气不足会造成气体不完全燃烧损失急剧增加。同时，由于生物质比较轻，容易被空气吹离床层而带出炉膛，这样造成固体不完全燃烧损失很大，因而燃烧效率很低，另一方面，当生物燃料含水率很高时，水分蒸发需要大量热量，所以，生物燃料在床层表面很难着火，或着火推迟，不能及时燃烬，也造成固体不完全燃烧损失很高，导致锅炉燃烧效率很低。

采用流化床燃烧方式，密相区主要由媒体(河沙或石英沙)组成，生物燃料通过给料器1送入密相区后，首先在密相区和媒体充分混合，密相区的惰性床料(媒体)一般温度在850～950℃之间，具有很高的热容量，即使生物质含水率高达50～60％，水份也能够被迅速蒸发掉，使燃料迅速着火燃烧。由于炉内采用两级燃烧，加上旋风燃烬室里第三级燃烧，燃烧效率可达99.5％。

本实用新型具有燃烧效率高，燃烧稳定，能够燃用高水份的生物燃料，燃料适应性广，SO_x、NO_x，排放量低，可节约大量能源，并具有CO₂零排放等优点。

本实用新型可推广应用于4～35t/h燃生物质流化床锅炉。