一種生物質(zhì)燃料蒸汽鍋爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種燃用生物質(zhì)燃料的蒸汽鍋爐及配套的余熱高效利用裝置，屬蒸汽鍋爐節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前生物質(zhì)能資源通常作為農(nóng)村生活用能源，在農(nóng)村家用爐灶中直接燃用。這方面存在兩個問題:一是可作為能源的生物質(zhì)能資源未能充分使用；二是能量利用率極低。這使得廣大農(nóng)村地區(qū)商品能源緊張的局面長期得不到改善。據(jù)估計，農(nóng)村家用爐灶中燃用秸桿、薪柴等的熱效率平均只有14%左右，大量的能量資源未得到有效利用。更有甚者，生物質(zhì)直接在田間燃燒，既造成能源的極大浪費(fèi)，又對環(huán)境造成惡劣影響，造成灰霾天氣。
[0003]生物質(zhì)固體成型燃料作為生物質(zhì)能利用的重要方式越來越引起人們的重視，其主要技術(shù)參數(shù)如下:
[0004]密度:800?1100kg/m3;熱值:3600 ?4400kcal/kg ;灰分:5 ?20 % ;水分:
(14%。
[0005]由于生物質(zhì)固體成型燃料便于儲存和運(yùn)輸，同時保持了生物質(zhì)揮發(fā)分高、易著火燃燒、灰分及含硫量低、燃燒產(chǎn)生污染物較少等優(yōu)點(diǎn)，因此可作為一種不可多得的、清潔的商業(yè)燃料。它不僅可用做工業(yè)鍋爐、工業(yè)爐窯的燃料，還可以用作化工原料和家庭燃料，可以帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
[0006]工業(yè)鍋爐是重點(diǎn)耗能特種設(shè)備，也是節(jié)能降耗、提高能效、減少污染的主要對象之一，全國目前有在用工業(yè)鍋爐55萬多臺，其中燃煤工業(yè)鍋爐約占一半，主要用于發(fā)電、供汽、供暖(熱)、制冷、換熱等。我國工業(yè)燃煤鍋爐設(shè)計效率為72%?80%，實際運(yùn)行效率平均在60%?70%，甚至還有的在50%以下運(yùn)行，而且燃煤鍋爐產(chǎn)生的污染物較多。燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能改造勢在必行。
[0007]燃煤的蒸汽(或熱水)鍋爐尾部煙道一般布置空預(yù)器或省煤器等回收煙氣余熱，燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣經(jīng)煙囪排出時，溫度一般在170 °C以上，有的甚至超過230°C，既浪費(fèi)了熱量，又對環(huán)境造成了熱污染。
[0008]ZL200710046604.X提供了一種鍋爐煙氣余熱回收的裝置流程，該技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域是電站鍋爐。該技術(shù)實施例結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示:包括自控裝置1，自控閥2，汽包3，上水管4，下降管5，中低壓蒸發(fā)器6，省煤器7，給水泵8，空氣預(yù)熱器9，煙道10，相變換熱器下段11，壁溫測試儀12，相變換熱器上段13，風(fēng)道14，汽包安全閥15，汽包液位計16。該技術(shù)與ZL200420027889.4相比，鍋爐排煙溫度可降低至130°C左右，提高鍋爐熱效率1%?2%。該技術(shù)不失為一種好的技術(shù)，但也有一定的缺點(diǎn):如采用低溫水作為相變換熱器冷凝器的冷卻介質(zhì)，會產(chǎn)生大量的低溫?zé)崴?，一?0°C以下，如鍋爐系統(tǒng)或后續(xù)工序無法循環(huán)利用，則該技術(shù)即受到很大的限制。
[0009]ZL200620041664.3提供了一種用于加熱爐上的水熱媒空氣預(yù)熱器，同樣可以應(yīng)用于燃煤工業(yè)鍋爐中，該技術(shù)實施圖如圖2所示，該技術(shù)相當(dāng)于外置的空預(yù)器技術(shù)，其設(shè)備占用空間大，煙氣與水、水與空氣之間換熱時均需一定的傳熱溫差，總體換熱效果并不算好。
[0010]ZL201020625145.8提供了一種防煙氣低溫腐蝕水熱媒省煤器，該技術(shù)實施圖如圖3所示。該技術(shù)通過放置于煙道內(nèi)的省煤器，采用水作為中間熱媒將回收煙氣的熱量移出，用來加熱工藝水，如為鍋爐給水，額定功率較小的蒸汽或熱水鍋爐，一般采用間歇進(jìn)水方式，則煙氣的溫度會產(chǎn)生波動，并不容易達(dá)到預(yù)期的效果；如工藝水供后續(xù)工序使用，則受后續(xù)工序的影響較大。
[0011]200620030674.7、200820148936.9、200920091185.6、201120016031.8、201120190688.6、US20100275824A1、JP2010181145A1、EP2505916A2I 等多種專利提供了多種生物質(zhì)燃燒器乃至余熱回收技術(shù)，但其未提及尾部煙道煙氣的余熱高效回收，或者尾部煙道煙氣余熱的回收效率并不高，且未提及解決焦油問題。
[0012]因此如何采用生物質(zhì)燃料改造燃煤蒸汽鍋爐、高效回收生物質(zhì)燃料蒸汽鍋爐的煙氣余熱，同時有效避免結(jié)焦、低溫腐蝕現(xiàn)象，進(jìn)而提高整個系統(tǒng)的熱效率成為該領(lǐng)域研宄的熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本實用新型的目的為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種分體式生物質(zhì)燃料蒸汽鍋爐，以實現(xiàn)高效回收生物質(zhì)燃料蒸汽鍋爐的煙氣余熱，同時有效避免結(jié)焦、低溫腐蝕現(xiàn)象，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
[0014]本實用新型的目的是通過以下措施實現(xiàn)的:
[0015]一種生物質(zhì)燃料蒸汽鍋爐，該鍋爐包括余熱鍋爐3、生物質(zhì)燃燒器1、煙道10及內(nèi)循環(huán)蒸汽管線4，其特征在于:
[0016]所述的生物質(zhì)燃燒器I與余熱鍋爐3采用分體式結(jié)構(gòu)，生物質(zhì)燃燒器I采用臥式、內(nèi)襯耐火材料102的結(jié)構(gòu)；生物質(zhì)燃料經(jīng)送料風(fēng)機(jī)104、送料器105送入生物質(zhì)燃燒器1，與經(jīng)布風(fēng)室、布風(fēng)板103送來的高溫空氣7充分混合燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔?送入余熱鍋爐3 ；經(jīng)給水泵12增壓的鍋爐給水在余熱鍋爐3吸收高溫?zé)煔?的熱量后形成外供蒸汽13 ;
[0017]所述的余熱鍋爐3還包括設(shè)置在煙道10內(nèi)的高溫空預(yù)器6、煙道外的調(diào)溫器5及連接管線；余熱鍋爐3經(jīng)內(nèi)循環(huán)蒸汽管線4、調(diào)溫器5，再返回鍋爐系統(tǒng)，形成內(nèi)循環(huán)回路；調(diào)溫器5前設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)8，鼓風(fēng)機(jī)8經(jīng)調(diào)溫器5、高溫空預(yù)器6，再與生物質(zhì)燃燒器I相連。
[0018]所述調(diào)溫器5中的空氣與蒸汽采用間接換熱方式，管程或殼程的進(jìn)口端和出口端分別與內(nèi)循環(huán)蒸汽管線4進(jìn)出口相連；殼程或管程的進(jìn)口端與鼓風(fēng)機(jī)8出風(fēng)口相連，出口端與高溫空預(yù)器6的進(jìn)口相連。
[0019]所述調(diào)溫器5為管殼式換熱器或板式換熱器。
[0020]本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0021]1、本裝置采用分體式的臥式生物質(zhì)燃燒器與余熱鍋爐結(jié)構(gòu)，利用絕熱的生物質(zhì)燃燒器構(gòu)筑高溫環(huán)境，使生物質(zhì)燃料產(chǎn)生的焦油在高溫環(huán)境中充分燃燒，有效避免鍋爐本體受熱面的結(jié)焦現(xiàn)象。
[0022]2、本裝置在原有蒸汽鍋爐系統(tǒng)設(shè)計了一套內(nèi)循環(huán)管線，利用內(nèi)循環(huán)回路的蒸汽通過調(diào)溫器預(yù)熱空氣，加熱至高于酸露點(diǎn)溫度，再送入高溫空預(yù)器回收煙道內(nèi)煙氣余熱，既避免了高溫空預(yù)器的低溫腐蝕，又充分利用了煙道余熱。另外，預(yù)熱的空氣再送入生物質(zhì)燃燒器作為助燃空氣，有助于生物質(zhì)燃料的充分燃燒。
[0023]3、本實用新型可用于現(xiàn)有燃煤蒸汽鍋爐的節(jié)能環(huán)保改造，回收余熱后，煙氣排放溫度在130°C左右，符合節(jié)能及環(huán)保要求。
【附圖說明】
[0024]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的鍋爐煙氣余熱回收的裝置流程圖；
[0025]圖1中:1-自控裝置，2-自控閥，3-汽包，4-上水管，5-下降管，6-中低壓蒸發(fā)器，7-省煤器，8-