CN115451401A - 一种分选式燃用生物质循环流化床锅炉给料系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锅炉技术领域，特别涉及一种分选式燃用生物质循环流化床锅炉给料系统。其技术方案为：一种分选式燃用生物质循环流化床锅炉给料系统，包括循环流化床锅炉和缓冲仓，循环流化锅炉与缓冲仓之间连接循环流化床锅炉给料口，缓冲仓上连接有生物质进料口，缓冲仓内安装有分选式移动给料设备，分选式移动给料设备的底部通过管道连接有送风机，缓冲仓的上部通过管道连接有除尘器；所述循环流化床锅炉的顶部通过管道连接有引风机。本发明提供了分选式生物质给料、炉膛内拉较低负压的循环流化床锅炉给料系统。
Description
技术领域
本发明属于锅炉技术领域，特别涉及一种分选式燃用生物质循环流化床锅炉给料系统。
背景技术
生物质能源由于其具有环境友好、可再生、存量大以及可以替代常规化石燃料等优点，广受人们关注。而循环流化床锅炉技术具有煤种适应性广，燃烧效率高，污染物排放低等众多优点。并且随着全球范围内节能减排的压力日趋增强，发展燃用生物质的循环流化床锅炉成为高效利用清洁能源的一条技术路线。
虽然目前已经有不同厂家设计投产了各种燃用生物质燃料的循环流化床锅炉和生物质给料系统，但由于国内生物质含土量高，造成循环流化床锅炉炉内灰浓度过高，引起锅炉床温低、给料口位置正压大、燃烧效率低等一系列问题，而给料口正压又使得锅炉给时给料口烟气反窜、料仓着火、给料设备堵塞等一系列问题，而解决上述问题，需要通过锅炉放灰、炉膛拉很大负压(超过-2000Pa) 等方法才能缓解，但采用锅炉放灰，虽然能够降低炉内灰浓度，但该方法将高温(超过700℃)的循环灰通过直接排掉或者通过冷灰器加热锅炉给水，很大程度上降低了锅炉的经济性，而炉内拉高负压的方法会对锅炉结构产生一定的安全性影响。
针对燃用生物质锅炉，不同单位提出了不同的专利想要实现生物质燃料的顺利输送，来解决生物质给料可能存在的炉膛正压，烟气反窜或者堵塞等问题，如公开号为CN210619077U的专利提出通过设置生物质料仓、活化器、拨料器、卸料皮带机、螺旋给料机等一系列设备来实现给料、防止烟气反窜等问题，该专利存在系统复杂、燃料易堵塞以及在烟气反窜后无法实现连续给料等缺陷；公开号为CN210014350U的专利提出了通过一种引射装置进行给料，防止炉内正压，其思路虽然具有一定新颖性，但未考虑如何在流化床锅炉上实现顺利给料，具有一定的局限性，并且未考虑含土率过大会降低锅炉效率的问题；公开号为 CN208886819U的专利提出将生物质料仓分为不同区域，通过控制不同料仓的给料速率来实现给料的稳定性，其未考虑给料处背压可能会对给料系统的安全性和稳定性带来极大影响，亦未考虑生物质含土率高带来的问题；公开号为 CN109852428A的专利提供了一种向正压汽化炉输送生物质燃料的方法，但是其具有系统复杂，未考虑循环流化床锅炉燃料的复杂性和含土率高的问题；公开号为CN212402697U的专利其虽然能够实现正压连续给料，但其系统复杂，机械结构多，一旦运行中出现机械故障，难以保证锅炉稳定运行，并且未考虑含土率对锅炉带来的影响；公开号为CN209431449U的专利期望采用螺旋给料机上的密封风等方式来实现炉内正压的回火，该技术在现有的生物质锅炉上已经证明无法实现，因为如果给料螺旋靠近空气侧无法实现密闭，那么密封风不会进入炉膛反而会加剧锅炉内正压的反窜；公开号为CN108179031A的专利提供了一种可调正压的生物质给料系统，其主要是利用旋转刀片产生压头实现正压给料，其系统复杂、并且对生物质燃料需要多个前续工艺才能实现给料，也未考虑生物质含土率高对锅炉带来的影响。
上述多个专利要么系统过于复杂，实施起来较为困难，要么未考虑实际生物质的特性，过于理想化，抑或难以克服流化床锅炉内的正压，并且上述专利均没有考虑通过给料工艺来解决国内生物质含土量高导致炉内正压大、燃烧效率差等问题。
本发明针对生物质燃料含土率高的问题，通过采用一种分选式生物质给料系统工艺，可以从源头上降低入炉生物质含灰量，并辅助以炉膛内拉较低负压的方式，实现锅炉炉膛给料口烟气不反窜，锅炉燃烧效率高等目的，极大提高燃用生物质循环流化床锅炉的经济性、稳定性和安全性。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供分选式生物质给料、炉膛内拉较低负压的循环流化床锅炉给料系统。
本发明所采用的技术方案为：
一种分选式燃用生物质循环流化床锅炉给料系统，包括循环流化床锅炉和缓冲仓，循环流化锅炉与缓冲仓之间连接循环流化床锅炉给料口，缓冲仓上连接有生物质进料口，缓冲仓内安装有分选式移动给料设备，分选式移动给料设备的底部通过管道连接有送风机，缓冲仓的上部通过管道连接有除尘器；所述循环流化床锅炉的顶部通过管道连接有引风机。
生物质燃料由生物质进料口进入缓冲仓，送风机送出的风进入分选式移动给料设备，生物质燃料在通过分选式移动给料设备出来的向上气流的作用下，经由缓冲仓均匀散布在分选式移动给料设备上。上升气流将生物质燃料中的尘土携带至缓冲仓上部形成含尘气流，含尘气流进入除尘器。除去尘土后的生物质燃料由向前移动的分选式移动给料设备送入循环流化床锅炉给料口进入炉膛燃烧。由于生物质内尘土去除后，循环流化床锅炉内的灰浓度有较大幅度降低。此时通过引风机将循环流化床锅炉的炉膛抽较低负压，就可将循环流化床锅炉给料口处的负压抽至0Pa左右，实现给料口零压给料。
本发明通过分选技术将生物质燃料内的含土率降低，通过降低炉膛给料口负压的方法，在提高燃用生物质循环流化床锅炉燃烧效率的同时，保证循环流化床锅炉给料口处的压力处于零压点，最终避免循环流化床锅炉内的正压造成给料系统烟气反窜，大大提高了循环流化床锅炉的经济性与安全性。
作为本发明的优选方案，所述生物质进料口内设置有均料装置。均料装置能将生物质燃料分散开，生物质燃料在均料器以及通过分选式移动给料设备出来的向上气流的共同作用下，经由缓冲仓均匀散布在分选式移动给料设备上。在生物质燃料均匀分散的情况下，上升气流能更加充分地将生物质燃料中的尘土携带至缓冲仓上部形成含尘气流。
作为本发明的优选方案，所述送风机与分选式移动给料设备之间的管道上连接有阀门。当生物质燃料含土量不高时，关闭送风机至分选式移动给料设备之间风管上的阀门，然后通过引风机抽较小负压便可将循环流化床锅炉给料口处的压力抽至零压点附近。
作为本发明的优选方案，所述送风机还通过管道与循环流化床连接。当送风机为循环流化床锅炉用的一次风机、二次风机或高压流化风机时，送风机还要将风送入循环流化床锅炉。
作为本发明的优选方案，所述除尘器的顶部通过管道与引风机连接，除尘器与引风机之间的管道上设置阀门。除尘器直接使用连接循环流化床锅炉的引风机来抽走气体，合理利用循环流化床锅炉现有的送引风机系统，实现生物质燃料的前处理，极大的降低了运行和改造成本。当生物质燃料含土量不高时，还需要关闭除尘器至引风机之间管道上的阀门。
作为本发明的优选方案，所述除尘器的底部设置有集灰斗。除尘器中沉降的尘土能集中到集灰斗中，便于收集。
作为本发明的优选方案，所述分选式移动给料设备的底部设置若干分配管，送风机与分选式移动给料设备之间的主管与若干分配管连接。若干分配管能将气流均匀地送至分选式移动给料设备底部的各个区域，便于生物质燃料更加均匀地散布。
作为本发明的优选方案，所述送风机为单独的风机或循环流化床锅炉的一次风机、循环流化床锅炉的二次风机或循环流化床锅炉的高压流化风机。
作为本发明的优选方案，所述分选式移动给料设备为移动形式的炉排或移动式的链板机。通过对分选式移动给料设备的下部供风，在移动给料的同时实现生物质燃料的分选。
作为本发明的优选方案，所述除尘器为重力沉降式除尘器或旋风式除尘器。
本发明的有益效果为：
本发明通过分选技术将生物质燃料内的含土率降低，通过降低炉膛给料口负压的方法，在提高燃用生物质循环流化床锅炉燃烧效率的同时，保证循环流化床锅炉给料口处的压力处于零压点，最终避免循环流化床锅炉内的正压造成给料系统烟气反窜，大大提高了循环流化床锅炉的经济性与安全性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1-生物质进料口；2-缓冲仓；3-均料装置；4-分选式移动给料设备； 5-循环流化床锅炉给料口；6-循环流化床锅炉；7-送风机；8-除尘器；9-集灰斗；10-引风机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，本实施例的分选式燃用生物质循环流化床锅炉给料系统，包括循环流化床锅炉6和缓冲仓2，循环流化锅炉与缓冲仓2之间连接循环流化床锅炉给料口5，缓冲仓2上连接有生物质进料口1，缓冲仓2内安装有分选式移动给料设备4，分选式移动给料设备4的底部通过管道连接有送风机7，缓冲仓 2的上部通过管道连接有除尘器8，除尘器8的底部设置有集灰斗9；所述循环流化床锅炉6的顶部通过管道连接有引风机10；所述生物质进料口1内设置有均料装置3。
当生物质含土量较高，通过控制循环流化床锅炉6炉膛出口负压无法实现循环流化床锅炉给料口5在零压点附近时，生物质燃料由生物质进料口1通过均料装置3进入缓冲仓2，与此同时，由送风机7送出的风进入分选式移动给料设备4，生物质燃料在均料装置3以及通过分选式移动给料设备4出来的向上气流的共同作用下，经由缓冲仓2均匀散布在分选式移动给料设备4上；所述除尘器8的顶部通过管道与引风机10连接。
上述上升气流将生物质燃料中的尘土携带至缓冲仓2上部形成含尘气流，含尘气流进入除尘器8，除尘器8将气流中的尘土捕捉下来进入集尘斗，而除尘后的气流由引风机10抽走。除去尘土后的生物质燃料由向前移动的分选式移动给料设备4送入循环流化床锅炉给料口5进入炉膛燃烧，由于生物质内尘土去除后，循环流化床锅炉6内的灰浓度有较大幅度降低，此时通过引风机10将循环流化床锅炉6炉膛抽较低负压(低于-1000Pa)，就可将循环流化床锅炉给料口5处的负压抽至0Pa左右，实现给料口零压给料。
所述送风机7与分选式移动给料设备4之间的管道上连接有阀门，除尘器8 与引风机10之间的管道上设置阀门。当生物质含土量不高时，关闭送风机7至分选式移动给料设备4之间风管上的阀门，以及关闭除尘器8至引风机10之间管道上的阀门，然后通过引风机10抽较小负压(低于-1000Pa)便可将循环流化床锅炉给料口5处的压力抽至零压点附近，此后生物质通过由生物质进料口1 通过均料装置3进入缓冲仓2，均匀散布在分选式移动给料设备4上，通过控制分选式移动给料设备4将其由循环流化床锅炉给料口5送至循环流化床锅炉6 燃烧。
更进一步，所述送风机7还通过管道与循环流化床连接；送风机7可以是单独的风机也可以是循环流化床锅炉6用的一次风机、二次风机或高压流化风机，其作用是提供一定压头的冷风送入分选式移动给料设备4进行生物质燃料的分选。当送风机7为循环流化床锅炉6用的一次风机、二次风机或高压流化风机时，送风机7还要将风送入循环流化床锅炉6。
更进一步，所述分选式移动给料设备4的底部设置若干分配管，送风机7 与分选式移动给料设备4之间的主管与若干分配管连接。若干分配管能将气流均匀地送至分选式移动给料设备4底部的各个区域，便于生物质燃料更加均匀地散布。
其中，所述分选式移动给料设备4可以是移动形式的炉排或移动形式的链板机等，其作用是通过下部供风，在移动给料的同时实现生物质燃料的分选。
所述除尘器8可以是重力沉降式、旋风式等形式的除尘器8，其主要作用是捕集生物质分选后含尘气流中的尘土。
引风机10的主要作用是在循环流化床锅炉6出口抽较小负压(-1000Pa以内)情况下，实现循环流化床锅炉给料口5在零压点附近，并且能够保证生物质缓冲仓2上部进料口处的压力为负压。
除尘器8的出口可以接入循环流化床锅炉6烟气系统的引风机10前的任意位置。
本发明通过分选技术将生物质燃料内的含土率降低，通过降低炉膛给料口负压的方法，在提高燃用生物质循环流化床锅炉6燃烧效率的同时，保证循环流化床锅炉给料口5处的压力处于零压点，最终避免循环流化床锅炉6内的正压造成给料系统烟气反窜，大大提高了循环流化床锅炉6的经济性与安全性。
本发明的系统工艺基于相关理论研究，通过气力分选技术将生物质燃料与尘土分选，并将炉膛负压控制后，送入压力处于零压点附近的循环流化床锅炉给料口5，进而进入循环流化床锅炉6稳定燃烧。该给料系统工艺结构简单，控制方法简便，能够实现循环流化床锅炉给料口5处零压，解决循环流化床锅炉6 正压反窜给给料系统安全性带来的影响，同时降低了生物质燃料中的含土率，提高炉内运行温度水平，减少排灰带来的热损失，最终实现循环流化床锅炉6 经济、安全运行。
本发明的除尘器8直接使用连接循环流化床锅炉6的引风机10来抽走气体，合理利用循环流化床锅炉6现有的送引风机10系统，实现生物质燃料的前处理，极大的降低了运行和改造成本。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种分选式燃用生物质循环流化床锅炉给料系统，其特征在于：包括循环流化床锅炉(6)和缓冲仓(2)，循环流化锅炉与缓冲仓(2)之间连接循环流化床锅炉给料口(5)，缓冲仓(2)上连接有生物质进料口(1)，缓冲仓(2)内安装有分选式移动给料设备(4)，分选式移动给料设备(4)的底部通过管道连接有送风机(7)，缓冲仓(2)的上部通过管道连接有除尘器(8)；所述循环流化床锅炉(6)的顶部通过管道连接有引风机(10)。
2.根据权利要求1所述的一种分选式燃用生物质循环流化床锅炉给料系统，其特征在于：所述生物质进料口(1)内设置有均料装置(3)。
3.根据权利要求1所述的一种分选式燃用生物质循环流化床锅炉给料系统，其特征在于：所述送风机(7)与分选式移动给料设备(4)之间的管道上连接有阀门。
4.根据权利要求1所述的一种分选式燃用生物质循环流化床锅炉给料系统，其特征在于：所述送风机(7)还通过管道与循环流化床连接。
5.根据权利要求1所述的一种分选式燃用生物质循环流化床锅炉给料系统，其特征在于：所述除尘器(8)的顶部通过管道与引风机(10)连接。
6.根据权利要求1所述的一种分选式燃用生物质循环流化床锅炉给料系统，其特征在于：所述除尘器(8)的底部设置有集灰斗(9)。
7.根据权利要求1所述的一种分选式燃用生物质循环流化床锅炉给料系统，其特征在于：所述分选式移动给料设备(4)的底部设置若干分配管，送风机(7)与分选式移动给料设备(4)之间的主管与若干分配管连接。
8.根据权利要求1所述的一种分选式燃用生物质循环流化床锅炉给料系统，其特征在于：所述送风机(7)为单独的风机或循环流化床锅炉(6)的一次风机、循环流化床锅炉(6)的二次风机或循环流化床锅炉(6)的高压流化风机。
9.根据权利要求1所述的一种分选式燃用生物质循环流化床锅炉给料系统，其特征在于：所述分选式移动给料设备(4)为移动形式的炉排或移动式的链板机。
10.根据权利要求1所述的一种分选式燃用生物质循环流化床锅炉给料系统，其特征在于：所述除尘器(8)为重力沉降式除尘器(8)或旋风式除尘器(8)。
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