一種生物質(zhì)燃料熱載體鍋爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種燃用生物質(zhì)燃料的熱載體鍋爐及配套的余熱高效利用裝置，屬熱載體鍋爐節(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，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，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)濟和社會效益。
[0006]傳統(tǒng)的生物質(zhì)燃料熱載體爐是一種以有機熱載體為工作介質(zhì)的特種鍋爐，通常采用生物質(zhì)燃燒器布置于鍋爐中的一體式結(jié)構(gòu)，通過生物質(zhì)燃料燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饧訜嵊袡C熱載體，有機熱載體升高溫度后為用熱設(shè)備提供所需的熱量，而燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣經(jīng)煙囪排出時，溫度一般在170°C左右，有的甚至高達300°C，既浪費了熱量，又對環(huán)境造成了熱污染。同時，由于一體式生物質(zhì)燃料鍋爐燃燒過程中會產(chǎn)生焦油，容易產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象。
[0007]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。
[0008]有機熱載體爐大多未進行余熱回收或僅增加空氣預(yù)熱器回收部分煙氣余熱。部分流程設(shè)置了帶蒸汽發(fā)生器如熱管鍋爐等的余熱回收裝置，如ZL200420027889.4提供了一種帶蒸汽發(fā)生器的導(dǎo)熱油爐尾氣余熱回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖(如圖1):包括:爐體1，煙道2，蒸汽發(fā)生器3，蒸汽發(fā)生器殼體31，蒸汽發(fā)生器汽包32，蒸汽發(fā)生器傳熱管33，蒸汽發(fā)生器管板34，空氣預(yù)熱器4，空氣預(yù)熱器的進氣管41，引風(fēng)機5，煙囪6。該技術(shù)可使導(dǎo)熱油爐排煙溫度降低至170°C左右，并回收一定量的蒸汽。
[0009]但是，如果有機熱載體爐使用單位無需余熱回收流程產(chǎn)生的蒸汽，該類技術(shù)的使用即受到很大的限制，則僅能增加空氣預(yù)熱器回收部分煙氣余熱，為避免空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕，鍋爐的排煙溫度通常170°C以上，鍋爐的整體熱效率仍然較低，不符合節(jié)能及環(huán)保要求。
[0010]因此如何合理布置生物質(zhì)燃料熱載體鍋爐結(jié)構(gòu)、高效回收生物質(zhì)燃料熱載體鍋爐的煙氣余熱，同時有效避免結(jié)焦、低溫腐蝕現(xiàn)象，進而提高整個系統(tǒng)的熱效率成為該領(lǐng)域研宄的熱點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本實用新型的目的為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提供一種分體式生物質(zhì)燃料熱載體鍋爐，以實現(xiàn)高效回收生物質(zhì)燃料熱載體鍋爐的煙氣余熱，同時有效避免結(jié)焦、低溫腐蝕現(xiàn)象，達到節(jié)能降耗的目的。
[0012]本實用新型的目的是通過以下措施實現(xiàn)的:
[0013]一種生物質(zhì)燃料熱載體鍋爐，該鍋爐包括余熱鍋爐1、生物質(zhì)燃燒器2、煙道9及高溫端熱載體循環(huán)回路，其特征在于:
[0014]所述的生物質(zhì)燃燒器2與余熱鍋爐I采用分體式結(jié)構(gòu)，生物質(zhì)燃燒器2采用臥式、內(nèi)襯耐火材料22絕熱結(jié)構(gòu)；生物質(zhì)燃料經(jīng)送料風(fēng)機24、送料器25送入生物質(zhì)燃燒器2，與經(jīng)布風(fēng)室、布風(fēng)板23送來的高溫空氣20充分混合燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔?5送入余熱鍋爐I ;夾套風(fēng)機27送出的空氣經(jīng)夾套26、夾套風(fēng)爐膛入口 28進入生物質(zhì)燃燒器2的爐膛，作為助燃二次風(fēng)使用。
[0015]所述的夾套風(fēng)爐膛入口 28設(shè)置一個或多個。
[0016]所述的余熱鍋爐I還包括設(shè)置在煙道9內(nèi)的高溫空預(yù)器13、煙道外的調(diào)溫器10，及連接管線；其中，內(nèi)循環(huán)管線12由熱油泵7出口與余熱鍋爐I熱載體進口端之間引出，或由余熱鍋爐I熱載體出口端引出，經(jīng)調(diào)溫器10、內(nèi)循環(huán)回油管線14，回至油氣分離器5或熱油泵7進口管線，形成內(nèi)循環(huán)回路；另外，調(diào)溫器前設(shè)有鼓風(fēng)機，從鼓風(fēng)機排出的空氣經(jīng)調(diào)溫器10升溫后(高于煙氣酸露點溫度)，再進入高溫空預(yù)器13利用煙氣升溫，回收煙氣余熱，經(jīng)高溫空預(yù)器13加熱后的熱空氣20送入生物質(zhì)燃燒器2作為助燃空氣使用。余熱鍋爐I設(shè)有必要的出灰口。
[0017]所述高溫端熱載體循環(huán)回路包括熱油泵7、用熱設(shè)備3、油氣分離器5、過濾器6及連接管線，熱載體依次經(jīng)管線連接的熱油泵7、余熱鍋爐1、用熱設(shè)備3、油氣分離器5、過濾器6，流回?zé)嵊捅?，形成閉路循環(huán)。熱載體經(jīng)熱油泵7加壓后進入余熱鍋爐I吸收生物質(zhì)燃料燃燒產(chǎn)生的熱量后，經(jīng)用熱設(shè)備3、油氣分離器5、過濾器6后再進入熱油泵7通過管路系統(tǒng)連接形成閉路循環(huán)。
[0018]所述調(diào)溫器10與熱載體采用間接換熱方式，管程或殼程的進口端與熱載體內(nèi)循環(huán)管線12連接，出口端與熱載體內(nèi)循環(huán)回油管線14連接；殼程或管程的進口端與鼓風(fēng)機
(11)出風(fēng)口相連，出口端與高溫空預(yù)器(13)的進口相連。
[0019]本實用新型的熱載體內(nèi)循環(huán)回路如下:余熱鍋爐I出口的加熱后的高溫?zé)彷d體，經(jīng)熱載體內(nèi)循環(huán)管線12進入調(diào)溫器10，熱載體內(nèi)循環(huán)管線12引出口在熱油泵7出口與用熱設(shè)備3的進油管線之間，降低熱載體溫度后，通過熱載體內(nèi)循環(huán)回油管線14回到油氣分離器5或熱油泵7進口管線，與外循環(huán)熱載體混合后，經(jīng)熱油泵7通過管路系統(tǒng)連接送入余熱鍋爐I加熱后再將高溫?zé)彷d體送出，從而形成熱載體內(nèi)循環(huán)回路。
[0020]所述的生物質(zhì)燃燒器2包括生物質(zhì)燃燒器外殼21、內(nèi)襯于外殼的耐火材料22、送料風(fēng)機24、送料器25、布風(fēng)板23以及與布風(fēng)板配套的布風(fēng)室，采用臥式結(jié)構(gòu)，并設(shè)有必要的出灰口。
[0021]所述的布風(fēng)板采用平板或錐形結(jié)構(gòu)。
[0022]所述的內(nèi)襯于外殼的耐火材料22采用耐火磚、耐火混凝土等絕熱材料。
[0023]所述的送料器25采用螺旋式或步進式送料裝置。
[0024]所述的高溫空預(yù)器13與煙氣采用間接換熱方式，經(jīng)高溫空預(yù)器13加熱后的熱空氣20送入生物質(zhì)燃燒器2作為助燃空氣使用。
[0025]所述的高溫空預(yù)器13的換熱管可采用列管、翅片管、蛇形管或螺旋槽管。
[0026]本實用新型中的調(diào)溫器10采用間接換熱方式，可以為管殼式換熱器、板式換熱器或其他型式的換熱器。
[0027]本實用新型中的調(diào)溫器10根據(jù)需要可設(shè)置一個或多個，采用串并聯(lián)或混聯(lián)方式進行連接。
[0028]本實用新型中的調(diào)溫器10將鼓風(fēng)機送來的冷空氣加熱至高于煙氣酸露點溫度，再送入高溫空預(yù)器13回收余熱鍋爐煙氣余熱，調(diào)溫器10相當(dāng)于設(shè)置在煙道外的空氣預(yù)熱器。
[0029]設(shè)有常規(guī)的煙氣排出溫度調(diào)控裝置，通過控制調(diào)溫器10調(diào)節(jié)閥的開度等手段，可使煙道出口的排煙溫度降低至僅高于高溫空預(yù)器13壁面的煙氣酸露點溫度，在避免結(jié)露的前提下，達到最大限度利用煙氣廢熱的目的，使導(dǎo)熱油爐能經(jīng)濟、高熱效率運行，達到節(jié)能降耗的目的。
[0030]本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點:
[0031]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)，利用帶夾套、內(nèi)襯絕熱材料的生物質(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，有效避免鍋爐的結(jié)焦現(xiàn)象。
[0032]2、設(shè)置的夾套風(fēng)機和夾套可以使生物質(zhì)燃燒器內(nèi)襯絕熱結(jié)構(gòu)簡