一种用于低热值整捆秸秆气化耦合的燃烧锅炉的制作方法

本发明属于生物质燃烧设备，具体涉及一种用于低热值整捆秸秆气化耦合的燃烧锅炉。

背景技术：

1、目前的生物质直燃项目多数采用水冷振动炉排锅炉，由于进料方式及燃烧设计缺陷，仅使用生物质秸秆难以维持稳定的燃烧状态；均采用多种燃料混合燃烧方式，如生物质秸秆、树枝等。当秸秆热值较低时，入炉原料中生物质秸秆量将低于50%，致使入炉原料中的固定碳无法燃尽，出口的炉渣含碳量较高，且燃烧负荷较难稳定，造成了资源的浪费，提高了发电、供热成本。另一方面，水冷振动炉排锅炉的炉排长度较短，且未进行进一步的分段运行，炉内物料停留时间较短，因此，都需要在入炉前，对原料进行破捆、破碎设计，破捆、破碎需要单独的处理空间，功率较大，不止增加投资，还提高了入炉原料的成本。

2、目前水冷振动炉排运行，过量空气系数一般在1.5以上，过量空气系数较高，导致了燃烧后的烟气量较大，同时使得热力型nox增加。同时，由于过量空气系数较高，生物质秸秆中挥发分较高，炉内燃烧速度极快，导致了炉内前半部分局部温度达到1300-1400℃，将生物质中碱性物质挥发出来，对炉内水冷壁有明显的腐蚀作用，导致该区域水冷壁爆管，影响锅炉长期稳定运行。

技术实现思路

1、解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供了一种用于低热值整捆秸秆气化耦合的燃烧锅炉，对入炉低热值秸秆破捆、破碎，并通过热水夹套进行预热、干燥，入炉后的秸秆进行气化及直燃的耦合燃烧方式，节约燃料成本的同时，提高燃烧效率。

2、技术方案：一种用于低热值整捆秸秆气化耦合的燃烧锅炉，包括水冷往复炉排、炉膛和气化隔墙，所述水冷往复炉排依次包括分段调速的干燥段、燃烧段和燃尽段，底部依次设有干燥段灰斗、燃烧段灰斗和燃尽段灰斗，出料口设有落渣斗；所述炉膛和气化隔墙均采用浇注料，炉膛包括前墙和后墙；所述气化隔墙设于炉膛内，位于水冷往复炉排上方，与前墙的底部、水冷往复炉排共同形成气化室，与前墙的顶部、后墙、水冷往复炉排共同形成燃烧室，与前墙的顶部之间设有联通气化室和燃烧室的气化通道。

3、优选的，所述燃烧锅炉的进料口设有破捆预处理装置，所述破捆预处理装置包括破捆预处理仓、进料皮带、进料螺旋和给料螺旋，所述破捆预处理仓内设有上下两层破捆刀片，破捆预处理仓的顶部入口连接进料皮带的出口，底部出口连接进料螺旋的入口，进料螺旋的出口连接给料螺旋的入口，给料螺旋的出口连接水冷往复炉排的进料口。

4、进一步的，所述两层破捆刀片的上下行间距大于2米。

5、进一步的，所述破捆预处理仓外设有热水夹套。

6、更进一步的，所述热水夹套设有下进上出的进水口和出水口，且进水口的管道上设有阀门。

7、进一步的，所述给料螺旋的出口设有闸板阀。

8、优选的，所述干燥段灰斗、燃烧段灰斗和燃尽段灰斗的底部均设有一次风入口。

9、优选的，所述前墙与水平面的夹角＜10°。

10、优选的，所述燃烧室内前墙和后墙的顶部均设有二次风入口。

11、优选的，所述气化隔墙与水冷往复炉排的垂直距离＜1m。

12、有益效果：与传统的生物质水冷振动炉排锅炉相比，本发明具有以下优点：

13、1.使用低热值的生物质秸秆作为全部原料，降低运行中的燃料成本；

14、2.炉内料层厚度约为0.8m；

15、3.使用整捆秸秆直接入炉，对整捆秸秆进行破捆、破碎并加热干燥，减少场外处理环节，降低燃料的投资、运行成本；

16、4.整捆原料入炉前的破捆预处理装置，使用热水夹套，对原料进行预热，有利于炉内破碎；

17、5.使用螺旋挤压进料，有利于在炉内破碎的原料，均匀入炉，稳定炉内负荷；

18、6.使用全绝热炉膛，已有生物质项目设计燃料热值较高，因此生物质炉膛均使用水冷壁结构，导致炉膛热损失增加，炉内燃烧温度较低，燃烧效率较低。本发明使用浇注料浇筑全绝热炉膛，并压低炉膛前墙（与水平面夹角＜10°），提高前墙对气化室内的辐射热，提高低热值燃料的气化效率；

19、7.使用绝热的气化隔墙，减少炉内热损失，降低秸秆的燃烧速率，稳定燃烧负荷；

20、8.使用活动的气化隔墙，根据不同地区燃料热值及水分，气化隔墙设计角度有所不同；燃料热值较低（＜2800kcal/kg），水分较高（＞30%）时，气化隔墙较长（与炉排垂直距离＜1m），延长燃料干燥、气化时间，隔墙与水平面的夹角较低，提高气化室的辐射热，增加气化效率；

21、9.炉内燃烧分为气化、燃烧两个部分，将炉内燃烧温度控制在900℃以下，降低碱金属对锅炉的腐蚀；

22、10.炉内整体过量空气系数为0.9~1.2，炉内原始nox浓度较低，可达超低排放标准；

23、11.气化耦合燃烧将燃料充分燃烧，可将挥发分燃烧完全，将烟气中的co控制到最低；

24、12.通过气化耦合燃烧的方式，生物质原料中的硫酸盐类大部分残留在炉渣中，烟气中so2浓度较低，无需脱硫即可实现超低排放；

25、13.炉膛燃烧区域使用浇注料的绝热炉膛，有利于低热值秸秆入炉燃烧，维持炉膛温度；

26、14.使用分段的水冷往复炉排，原水冷振动炉排未分段，导致燃料燃尽率较低；另外，当燃料热值较低时，水冷振动炉排边干燥边燃烧，无法做到分段调节，燃烧效率低。本发明采用的分段水冷往复炉排，通过炉排的往复运动，将燃料推送至炉膛区域；将炉排分为三段，三段分别调节，入炉燃料热值较低时，干燥段速度较慢，延长干燥时间。

技术特征：

1.一种用于低热值整捆秸秆气化耦合的燃烧锅炉，其特征在于，包括水冷往复炉排（6）、炉膛和气化隔墙（14），所述水冷往复炉排（6）依次包括分段调速的干燥段、燃烧段和燃尽段，底部依次设有干燥段灰斗（7）、燃烧段灰斗（8）和燃尽段灰斗（9），出料口设有落渣斗（10）；所述炉膛和气化隔墙（14）均采用浇注料，炉膛包括前墙（12）和后墙（13）；所述气化隔墙（14）设于炉膛内，位于水冷往复炉排（6）上方，与前墙（12）的底部、水冷往复炉排（6）共同形成气化室（15），与前墙（12）的顶部、后墙（13）、水冷往复炉排（6）共同形成燃烧室（16），与前墙（12）的顶部之间设有联通气化室（15）和燃烧室（16）的气化通道。

2.根据权利要求1所述的一种用于低热值整捆秸秆气化耦合的燃烧锅炉，其特征在于，所述燃烧锅炉的进料口设有破捆预处理装置，所述破捆预处理装置包括破捆预处理仓（2）、进料皮带（1）、进料螺旋（3）和给料螺旋（4），所述破捆预处理仓（2）内设有上下两层破捆刀片（17），破捆预处理仓（2）的顶部入口连接进料皮带（1）的出口，底部出口连接进料螺旋（3）的入口，进料螺旋（3）的出口连接给料螺旋（4）的入口，给料螺旋（4）的出口连接水冷往复炉排（6）的进料口。

3.根据权利要求2所述的一种用于低热值整捆秸秆气化耦合的燃烧锅炉，其特征在于，所述两层破捆刀片（17）的上下行间距大于2米。

4.根据权利要求2所述的一种用于低热值整捆秸秆气化耦合的燃烧锅炉，其特征在于，所述破捆预处理仓（2）外设有热水夹套（18）。

5.根据权利要求4所述的一种用于低热值整捆秸秆气化耦合的燃烧锅炉，其特征在于，所述热水夹套（18）设有下进上出的进水口和出水口，且进水口的管道上设有阀门（19）。

6.根据权利要求2所述的一种用于低热值整捆秸秆气化耦合的燃烧锅炉，其特征在于，所述给料螺旋（4）的出口设有闸板阀（5）。

7.根据权利要求1所述的一种用于低热值整捆秸秆气化耦合的燃烧锅炉，其特征在于，所述干燥段灰斗（7）、燃烧段灰斗（8）和燃尽段灰斗（9）的底部均设有一次风入口。

8.根据权利要求1所述的一种用于低热值整捆秸秆气化耦合的燃烧锅炉，其特征在于，所述前墙（12）与水平面的夹角＜10°。

9.根据权利要求1所述的一种用于低热值整捆秸秆气化耦合的燃烧锅炉，其特征在于，所述燃烧室（16）内前墙（12）和后墙（13）的顶部均设有二次风入口（11）。

10.根据权利要求1所述的一种用于低热值整捆秸秆气化耦合的燃烧锅炉，其特征在于，所述气化隔墙（14）与水冷往复炉排（6）的垂直距离＜1m。

技术总结
本发明公开了一种用于低热值整捆秸秆气化耦合的燃烧锅炉，包括水冷往复炉排、炉膛和气化隔墙，所述水冷往复炉排依次包括分段调速的干燥段、燃烧段和燃尽段，底部依次设有干燥段灰斗、燃烧段灰斗和燃尽段灰斗，出料口设有落渣斗；所述炉膛和气化隔墙均采用浇注料，炉膛包括前墙和后墙；所述气化隔墙设于炉膛内，位于水冷往复炉排上方，与前墙的底部、水冷往复炉排共同形成气化室，与前墙的顶部、后墙、水冷往复炉排共同形成燃烧室，与前墙的顶部之间设有联通气化室和燃烧室的气化通道。本发明通过气化隔墙对入炉后的秸秆进行气化及直燃的耦合燃烧，节约燃料成本的同时，提高燃烧效率。

技术研发人员：朱福刚,王荣涛,胡明,蒋雪玲,金顺龙,邵科,陈玉青
受保护的技术使用者：光大绿色环保技术服务（江苏）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/5