CN205717142U - 生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉及其燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉,包括锅炉本体，锅炉本体内的中下部安装有水平并列设置的两根燃烧管，锅炉本体内部还安装回燃室、前烟箱、第二回程烟管和第三回程烟管，两根燃烧管的后端连接回燃室，第二回程烟管的两端分别连接回燃室和前烟箱，第三回程烟管的一端连接前烟箱，第三回程烟管的另一端连接锅炉本体后侧的废气出口；本实用新型还公开一种燃烧系统，包括生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉、气化炉、节能器及空预器，气化炉连接两个炉胆孔，为两根燃烧管提供燃气，回燃室的废气出口依次连接节能器及空预器。本实用新型采用双炉膛结构，辐射受热面大幅增加，强化了辐射换热，排烟温度低，热效率高。

Description

生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉及其燃烧系统

技术领域

本实用新型涉及燃烧锅炉及燃烧系统技术领域，具体为一种生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉及其燃烧系统。

背景技术

传统生物质燃料锅炉经过多年的研究开发，已在工业锅炉领域得到广泛应用，对节能减排作出了重大的贡献。但传统生物质锅炉在燃烧过程中难以有效控制氮氧化物的生成，严重影响排放效果。生物质燃气锅炉在有效降低氮氧化物的排放方面效果显著，由于其锅炉本体尺寸限制及生物质燃料热值低的特性，锅炉额定蒸发量的设计受到了一定的限制。单炉膛生物质燃气蒸汽锅炉的额定蒸发量一般≤10t/h，严重的制约了生物质燃气蒸汽锅炉的市场推广。

实用新型内容

为了克服现有技术生物质燃气蒸汽锅炉蒸发量不足的问题，本实用新型提供一种生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉及其燃烧系统，通过采取相关技术手段使生物质燃气锅炉突破额定蒸发量的限制。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉,包括锅炉本体，所述锅炉本体的前板上开设有两个炉胆孔，所述锅炉本体内的中下部安装有水平并列设置的两根燃烧管，所述锅炉本体内部还安装回燃室、前烟箱、第二回程烟管和第三回程烟管，所述前烟箱设于锅炉本体内的前端，所述回燃室设于锅炉本体内的后端，所述第二回程烟管置于所述燃烧管与所述第三回程烟管高度之间，所述两根燃烧管的前端分别连接两个炉胆孔，所述两根燃烧管的后端连接所述回燃室，所述第二回程烟管的两端分别连接所述回燃室和前烟箱，所述第三回程烟管的一端连接所述前烟箱，所述第三回程烟管的另一端连接所述锅炉本体后侧的废气出口。利用回燃室、第二回程烟管和第三回程烟管形成对流受热面。其中，第二回程烟管的直径为63.5mm，在燃烧管燃烧后产生的高温烟气通过回燃室进入第二回程烟管，其流速保持在20m/s左右，通过管壁释放热量；烟气经过第二回程烟管，通过锅炉前部的前烟箱，进入第三回程烟管，第三回程烟管的直径为63.5mm，其流速保持在22m/s左右，通过管壁释放热量，最后排出锅炉本体。

进一步的，所述燃烧管的两端连接处呈由外向内扩大的锥形，其锥度为20°-45°；所述燃烧管的侧壁均布有数条向内凹陷的换热槽，加大燃烧管与水的换热面积。

进一步的，所述燃烧管的最大外径尺寸为所述锅炉本体内部宽度的1/3，所述燃烧管的底部与所述锅炉本体内底部的距离为所述燃烧管的顶部与所述锅炉本体内顶部的距离的1/9。

此外，本实用新型还提供一种生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉燃烧系统，其包括上述生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉、气化炉、节能器及空预器，所述气化炉连接两个所述炉胆孔，为所述两根燃烧管提供燃气，所述回燃室的废气出口依次连接所述节能器及空预器。

其中，所述气化炉的数量为两个，分别为两根燃烧管提供燃气。

所述气化炉包括炉体，所述炉体内依次设有初级气化室和二级气化室，所述初级气化室和二级气化室的底部连通，所述初级气化室的顶部开设有入料口，所述初级气化室和二级气化室的底部安装有循环往复炉排机，所述循环往复炉排机不断地将生物质燃料从所述初级气化室推入至二级气化室中进行气化燃烧，所述初级气化室和二级气化室的上部开设连通所述初级气化室和二级气化室的低温燃气出口，所述炉体上安装有第一风机，所述第一风机向所述初级气化室和二级气化室内进行鼓风，所述二级气化室的后侧上方设有燃气出口管，所述燃气出口管连接所述炉胆孔。

所述炉体上还安装有第二风室，所述燃气出口管穿过所述第二风室，所述第二风室设有环形出风管道，所述环形出风管道包裹所述燃气出口管，所述第二风室上设有第二风口，所述炉体上安装有第二风机，所述第二风机连接所述第二风口并对所述第二风室内鼓风；所述环形出风管道的侧壁设有连接锅炉的连接件，所述环形出风管道末端出口处还安装有旋流片，防止与锅炉的接合处被高温烧损。

本实用新型的有益效果是：

●突破生物质燃气锅炉额定蒸发量的限制，采用双炉膛结构，可产生10～20t/h的额定蒸发量。

●辐射受热面大幅增加，强化了辐射换热，排烟温度低，热效率高。

●有利于对流受热面的布置，锅炉本体紧凑，运输安装方便，降低了制造成本。

●采用燃料分级燃烧技术，气化发生室在富燃料区缺氧燃烧，锅炉炉膛多级配风高效燃烧，能有效减少NOx生成，烟气排放达标。

附图说明

图1为本实用新型生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉燃烧系统的结构主视示意图；

图2为本实用新型生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉燃烧系统的结构俯视示意图；

图3为本实用新型生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉燃烧系统中的气化炉结构主视示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步的说明。其中，文中关于方位的前后描述以图1作为标准。

如图1所示，生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉,包括锅炉本体1，所述锅炉本体1的前管板上开设有两个炉胆孔，所述锅炉本体1内的中下部安装有水平并列设置的两根燃烧管2，所述锅炉本体1内部还安装回燃室3、前烟箱11、第二回程烟管12和第三回程烟管13，所述前烟箱11设于锅炉本体1内的前端，所述回燃室3设于锅炉本体1内的后端，所述第二回程烟管12置于所述燃烧管与所述第三回程烟管13高度之间，所述两根燃烧管2的前端分别连接两个炉胆孔，所述两根燃烧管2的后端连接所述回燃室3，所述第二回程烟管12的两端分别连接所述回燃室3和前烟箱11，所述第三回程烟管13的一端连接所述前烟箱11，所述第三回程烟管13的另一端连接所述锅炉本体1后侧的废气出口。利用燃烧管2、第二回程烟管12和第三回程烟管13形成对流受热面。其中，第二回程烟管12的直径为63.5mm，在燃烧管2燃烧后产生的高温烟气通过回燃室3进入第二回程烟管12，其流速保持在20m/s左右，通过管壁释放热量；烟气经过第二回程烟管12，通过锅炉前部的前烟箱11，再进入第三回程烟管13，第三回程烟管的直径为63.5mm，其流速保持在22m/s左右，通过管壁释放热量，最后排出锅炉本体。

进一步的，所述燃烧管2的两端连接处呈由外向内扩大的锥形，其锥度为20°-45°；所述燃烧管2的侧壁均布有数条向内凹陷的换热槽，加大燃烧管与水的换热面积。

进一步的，所述燃烧管2的最大外径尺寸为所述锅炉本体内部宽度的1/3，所述燃烧管的底部与所述锅炉本体内底部的距离为所述燃烧管的顶部与所述锅炉本体内顶部的距离的1/9。

本生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉的技术关键是采用两个炉胆即双炉膛结构形式。由于生物质燃气热值较低，约为1500kcal/m3，低热值的燃料达到锅炉设计的额定蒸发量需要更多的受热面。当生物质燃气锅炉设计额定蒸发量＞10t/h时，如果采用单炉膛，则因为炉膛的辐射受热面少，需要布置更多的对流受热面，但由于锅炉本体尺寸限制，对流受热面难以合理布置，而且对流受热面的传热效果差，有可能导致炉膛的辐射换热量不足，炉膛出口烟温达1000℃以上，从而导致排烟温度高，锅炉热效率低；因此当生物质燃气锅炉设计额定蒸发量＞10t/h时，采用双炉膛的锅炉结构，有效的增加了辐射受热面，因为辐射换热的强度大大高于对流换热的强度，生物质燃气燃烧释放的热量65％以上被炉膛吸收，对流受热面的烟气流速维持在18-25m/s的合理范围，锅炉排烟温度低，约为140℃左右，锅炉热效率高达95％以上，锅炉的结构布置更加合理。

此外，本实用新型还提供一种生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉燃烧系统，其包括上述生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉、气化炉4、节能器5及空预器6，所述气化炉4连接两个所述炉胆孔，为所述两根燃烧管2提供燃气，所述回燃室3的废气出口依次连接所述节能器5及空预器6。

其中，所述气化炉4的数量为两个，分别为两根燃烧管2提供燃气。

所述气化炉4包括炉体41，所述炉体41内依次设有初级气化室411和二级气化室412，所述初级气化室411和二级气化室412的底部连通，所述初级气化室411的顶部开设有入料口，所述初级气化室411和二级气化室412的底部安装有循环往复炉排机42，所述循环往复炉排机42不断地将生物质燃料从所述初级气化室411推入至二级气化室412中进行气化燃烧，所述初级气化室411和二级气化室412的上部开设连通所述初级气化室和二级气化室的低温燃气出口，所述炉体41上安装有第一风机43，所述第一风机43向所述初级气化室411和二级气化室412内进行鼓风，所述二级气化室412的后侧上方设有燃气出口管44，所述燃气出口管44连接所述炉胆孔。

所述炉体41上还安装有第二风室415，所述燃气出口管44穿过所述第二风室415，所述第二风室415设有环形出风管道416，所述环形出风管道416包裹所述燃气出口管44，所述第二风室416上设有第二风口，所述炉体41上安装有第二风机，所述第二风机连接所述第二风口并对所述第二风室内鼓风；所述环形出风管道416的侧壁设有连接锅炉的连接件，所述环形出风管道416末端出口处还安装有旋流片417，防止与锅炉的接合处被高温烧损。

本系统采用双生物质燃气气化炉+双炉膛蒸汽锅炉。生物质燃气发生气化炉前布置，生成的可燃气接至双炉膛蒸汽锅炉的燃烧管2内燃烧，燃烧管2内依据燃气通过路径设有的多级配风混合燃烧。生物质燃气在双炉膛的燃烧管2内燃烧换热后，高温烟气再进入第二、三回程的对流受热面进行热交换。本体烟气出口接高效节能器5一个管组，其后为两级空预器6，提高入炉空气温度。气化炉4、生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉、节能器5及空预器6均采用流线型设计，外形美观大方。

以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即大凡依本实用新型申请专利范围及实用新型说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。

Claims (8)

1.生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉,包括锅炉本体，其特征在于，所述锅炉本体的前板上开设有两个炉胆孔，所述锅炉本体内的中下部安装有水平并列设置的两根燃烧管，所述锅炉本体内部还安装回燃室、前烟箱、第二回程烟管和第三回程烟管，所述前烟箱设于锅炉本体内的前端，所述回燃室设于锅炉本体内的后端，所述第二回程烟管置于所述燃烧管与所述第三回程烟管高度之间，所述两根燃烧管的前端分别连接两个炉胆孔，所述两根燃烧管的后端连接所述回燃室，所述第二回程烟管的两端分别连接所述回燃室和前烟箱，所述第三回程烟管的一端连接所述前烟箱，所述第三回程烟管的另一端连接所述锅炉本体后侧的废气出口。

2.根据权利要求1所述的生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉，其特征在于，所述燃烧管的两端连接处呈由外向内扩大的锥形。

3.根据权利要求2所述的生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉，其特征在于，所述燃烧管两端的锥度为20°-45°。

4.根据权利要求1所述的生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉，其特征在于，所述燃烧管的侧壁均布有数条向内凹陷的换热槽。

5.根据权利要求1所述的生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉，其特征在于，所述燃烧管的最大外径尺寸为所述锅炉本体内部宽度的1/3，所述燃烧管的底部与所述锅炉本体内底部的距离为所述燃烧管的顶部与所述锅炉本体内顶部的距离的1/9。

6.一种生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉燃烧系统，其特征在于，包括上述权利要求1-5任一所述的生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉、气化炉、节能器及空预器，所述气化炉连接两个所述炉胆孔，为所述两根燃烧管提供燃气，所述回燃室的废气出口依次连接所述节能器及空预器。

7.根据权利要求6所述的一种生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉燃烧 系统，其特征在于，所述气化炉的数量为两个。

8.根据权利要求6所述的一种生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉燃烧系统，其特征在于，所述气化炉包括炉体，所述炉体内依次设有初级气化室和二级气化室，所述初级气化室和二级气化室的底部连通，所述初级气化室的顶部开设有入料口，所述初级气化室和二级气化室的底部安装有循环往复炉排机，所述循环往复炉排机不断地将生物质燃料从所述初级气化室推入至二级气化室中进行气化燃烧，所述初级气化室和二级气化室的上部开设连通所述初级气化室和二级气化室的低温燃气出口，所述炉体上安装有第一风机，所述第一风机向所述初级气化室和二级气化室内进行鼓风，所述二级气化室的后侧上方设有燃气出口管，所述燃气出口管连接所述炉胆孔。