一种超低排烟温度生物质压缩成型燃料热风炉的制作方法

1.本发明涉及生物质热风炉技术领域，具体涉及一种超低排烟温度生物质压缩成型燃料热风炉。


背景技术：

2.我国每年消耗的煤炭，1/2用于发电，1/4用于生产工业蒸汽、热水或者热空气，这1/4的煤炭排放了总量45％粉尘、总量37％二氧化硫，造成巨大的污染。生产的热空气主要用于干燥领域，尤其是粮食干燥领域。随着碳达峰、碳中和截止时间的临近，也随着我国减排降碳政策法规的完善，生物质热风炉的应用越来越广泛，尤其是生物质成型燃料热风炉。
3.生物质燃料灰熔点很低，如果炉膛温度水平高过900oc，就会在炉膛内壁和炉排上出现严重结焦，影响热风炉安全、稳定和长期运行。为了防止结焦，需要降低炉膛温度水平，炉内就需要布置很多受热面。这些受热面的一侧是需要加热的空气，一侧是燃烧产生的高温烟气，受热面平均温度超过600oc，需要高耐热合金钢，热风炉造价提高很多。如果炉膛内不布置受热面，即为绝热炉膛，为了降低炉膛出口烟气温度，需要掺入大量冷空气，提高了烟气总量和排烟物理热损失，降低锅炉效率。
4.为了降低热风炉建造成本，同时不降低热风炉热效率，本发明设计了一种超低排烟温度生物质成型燃料热风炉。


技术实现要素：

5.为此，本发明提供一种超低排烟温度生物质压缩成型燃料热风炉，以解决上述背景中提出的为了降低热风炉造价采用的绝热炉膛结构与热风炉热效率降低之间的矛盾问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.根据本发明的第一方面，一种超低排烟温度生物质压缩成型燃料热风炉，包括绝热炉膛、进料斗、炉排、鼓风机、通风机、换热器以及引风机，所述鼓风机的出口通过所述炉排与所述绝热炉膛内部连通，所述进料斗设置在所述绝热炉膛的旁侧且其出料口与所述炉排连接，所述绝热炉膛的上部设置有所述换热器，通风机与所述换热器所在腔室连通，所述引风机的出口与所述换热器所在腔室连通。
8.进一步地，环境中的空气被所述鼓风机抽取并加压后，通过所述炉排进入所述绝热炉膛中；生物质成型燃料通过所述进料斗被所述炉排带入所述绝热炉膛，高温作用下，生物质成型燃料与空气在所述绝热炉膛内发生剧烈的燃烧反应，生成高温热烟气；高温热烟气被所述引风机抽取，经过所述换热器，变成低温热烟气，排入大气中；环境中的空气也被所述通风机抽取一部分，经过所述换热器，与高温热烟气在所述换热器中换热，变成高温空气被利用，同时也冷却了高温烟气。
9.进一步地，参与燃烧的空气量为生物质成型燃料正好完全燃烧所需空气量的2.5
‑
4.5倍。
10.进一步地，确保所述绝热炉膛内的温度不超过900℃，使得所述炉排和所述绝热炉膛不结焦。
11.进一步地，所述换热器确保低温热烟气温度不超过50℃。
12.进一步地，确保即使存在大量过量空气的情况下，锅炉热效率仍然不低于80％。
13.本发明具有如下优点：与现有钢板结构热风炉比较，由于采用了绝热炉膛，减少了大量的高耐热合金钢钢板，降低了热风炉造价；与现有绝热炉膛热风炉比较，由于掺混大量冷空气进入绝热炉膛，炉膛平均烟气温度水平和出口烟气温度水平都低，既避免了绝热炉膛内部和炉排结焦，影响热风炉安全、稳定和长期运行，也避免了换热器采用大量的耐热合金钢，增加热风炉造价；同时由于大量布置换热器，大幅降低热风炉排烟温度，减弱了大量冷空气进入绝热炉膛对热风炉效率的影响。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
15.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
16.图1为本发明一些实施例提供的一种超低排烟温度生物质压缩成型燃料热风炉的结构图。
17.图中：1、绝热炉膛，2、进料斗，3、炉排，4、鼓风机，5、通风机，6、换热器，7、引风机。
具体实施方式
18.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.如图1所示，本发明第一方面实施例中的一种超低排烟温度生物质压缩成型燃料热风炉，包括绝热炉膛1、进料斗2、炉排3、鼓风机4、通风机5、换热器6以及引风机7，鼓风机4的出口通过炉排3与绝热炉膛1内部连通，进料斗2设置在绝热炉膛1的旁侧且其出料口与炉排3连接，绝热炉膛1的上部设置有换热器6，通风机5与换热器6所在腔室连通，引风机7的出口与换热器6所在腔室连通。
20.在上述实施例中，需要说明的是，炉排3、鼓风机4、通风机5、换热器6以及引风机7均为现有技术中的成熟部件，本实施例的各个部件的安装关系如图1所示。
21.上述实施例达到的技术效果为：与现有钢板结构热风炉比较，由于采用了绝热炉膛，减少了大量的高耐热合金钢钢板，降低了热风炉造价；与现有绝热炉膛热风炉比较，由于掺混大量冷空气进入绝热炉膛，炉膛平均烟气温度水平和出口烟气温度水平都低，既避
免了绝热炉膛内部和炉排结焦，影响热风炉安全、稳定和长期运行，也避免了换热器采用大量的耐热合金钢，增加热风炉造价；同时由于大量布置换热器，大幅降低热风炉排烟温度，减弱了大量冷空气进入绝热炉膛对热风炉效率的影响。
22.可选的，如图1所示，在一些实施例中，环境中的空气被鼓风机4抽取并加压后，通过炉排3进入绝热炉膛1中；生物质成型燃料通过进料斗2被炉排3带入绝热炉膛1，高温作用下，生物质成型燃料与空气在绝热炉膛1内发生剧烈的燃烧反应，生成高温热烟气；高温热烟气被引风机7抽取，经过换热器6，变成低温热烟气，排入大气中；环境中的空气也被通风机5抽取一部分，经过换热器6，与高温热烟气在换热器6中换热，变成高温空气被利用，同时也冷却了高温烟气。
23.在上述可选的实施例中，需要说明的是，工作过程中，炉排3在驱动电机的带动下进行运转。
24.上述可选的实施例的有益效果为：通过上述实施例的设置，显著降低热风炉建造成本，同时不降低热风炉热效率。
25.可选的，如图1所示，在一些实施例中，参与燃烧的空气量为生物质成型燃料正好完全燃烧所需空气量的2.5
‑
4.5倍。
26.在上述可选的实施例中，需要说明的是，例如，参与燃烧的空气量为生物质成型燃料正好完全燃烧所需空气量的2.5倍、3倍、3.5倍、4倍以及4.5倍等任意倍数。
27.上述可选的实施例的有益效果为：通过本实施例的上述设置，有效的保证了能源转化率，提高了燃烧的充分性。
28.可选的，如图1所示，在一些实施例中，确保绝热炉膛1内的温度不超过900℃，使得炉排3和绝热炉膛1不结焦。
29.在上述可选的实施例中，需要说明的是，例如，将绝热炉膛1内的温度设置为700℃、800℃、900℃等任意温度数值。
30.上述可选的实施例的有益效果为：通过上述设置，保证了热风炉安全、稳定、长期运行。
31.可选的，如图1所示，在一些实施例中，换热器6确保低温热烟气温度不超过50℃。
32.可选的，如图1所示，在一些实施例中，确保即使存在大量过量空气的情况下，锅炉热效率仍然不低于80％。
33.在上述可选的实施例中，需要说明的是，例如，换热器6确保低温热烟气温度为30℃、40℃以及50℃等任意数值。
34.上述可选的实施例的有益效果为：通过上述设置，确保了锅炉的热效率，显著提升了能源的转化率。
35.可选的，如图1所示，在一些实施例中，生物质成型燃料的热值是3000kcal/kg。
36.在上述可选的实施例中，需要说明的是，此外，生物质成型燃料的热值还可为其他数值。
37.上述可选的实施例的有益效果为：通过上述设置，有效的保证了锅炉的热效率。
38.可选的，如图1所示，在一些实施例中，进料斗2为自上而下逐渐缩口的结构。
39.在上述可选的实施例中，需要说明的是，例如，进料斗2为具有导向斜面的漏斗状结构。
40.上述可选的实施例的有益效果为：通过本实施例的设置，显著提升了经由漏斗输入的生物质成型燃料的流动速度，实现了物料的稳定快速输入。
41.可选的，如图1所示，在一些实施例中，炉排3位于绝热炉膛1的下方，鼓风机4位于炉排3的斜下方。
42.在上述可选的实施例中，需要说明的是，此外，还可根据实际需求设置鼓风机4的位置。
43.上述可选的实施例的有益效果为：通过本实施例的设置，提高了鼓风机4的工作效率。
44.可选的，如图1所示，在一些实施例中，通风机5和引风机7位于绝热炉膛1的同侧，引风机7位于通风机5的上方。
45.在上述可选的实施例中，需要说明的是，此外，通风机5和引风机7的位置还可根据实际需求进行设置。
46.上述可选的实施例的有益效果为：通过本实施例的设置，提高了通风机5和引风机7的工作效率。
47.具体实施过程中，热风炉额定状态下，把100000m3/h的10℃的冷空气加热成145℃的热空气，相当于6t/h锅炉的出力。生物质成型燃料的热值是3000kcal/kg，绝热炉膛布置。绝热炉膛内参与燃烧的空气量是燃料正好完全燃烧所需空气量的3倍，炉膛出口烟气温度设定值850℃，实测值814℃。热风炉排烟温度设定值43℃，实测值45℃。锅炉热效率计算值88％，正平衡实测值85％，反平衡实测值87％。
48.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
49.本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。