[實用新型]一種鏈式火床爐風力混合進料專用燃燒裝置

有效

• 申請號: 201220541675.3
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN202955715U
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 湯華林;武敬;邢剛;武欣儀
• 申請（專利權）人: 武敬;邢剛
• 主分類號: F23K3/00
• 分類號: F23K3/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本實用新型涉及鏈式火床爐的進料裝置，尤其涉及一種鏈式火床爐風力混合進料專用燃燒裝置?。

背景技術

秸稈、谷糠等生物質是可再生的清潔能源，可以直接作為燃燒設備的燃料。

生物質燃料的特點是熱值很低，堆積密度極低。與煤炭相比，同等重量生物質燃料的熱值只有煤炭的50％左右，堆積密度不到煤炭的20％，要達到同樣的燃燒出力，耗用的燃料體積是煤炭的10倍以上，使用常規的燃煤技術在鏈式火床爐內組織生物質燃料的燃燒時，必須要增加床層厚度：假定燃用生物質的爐排速度是燃煤時的兩倍，則火床的床層厚度至少為燃煤時火床厚度的5倍。火床爐燃用中質煙煤時的煤層厚度在100毫米左右，因此同樣的火床燃燒設備燃用生物質燃料時，標準的床層厚度應當在500毫米以上，否則不能保證燃燒設備的正常出力。

采用加快鏈式爐排速度同時增加床層厚度的方式，來組織生物質燃料的火床燃燒，會造成一系列的不利后果，主要表現在三個方面：一是鏈式爐排需要承擔更大的拉力，比如爐排速度增加到兩倍則爐排拉力要增加8（=2³）倍，帶來爐排工作可靠性下降的隱患；二是煤閘門處采用厚床層時，有料斗自燃和可燃氣體外泄的安全性隱患；三是厚床層燃燒，使得床層內的最高溫度逼近于燃料的絕熱燃燒溫度，對于常規的生物質燃料，500毫米厚的生物質火床層內，其床內最高溫度在1400℃以上，而大部分生物質灰的熔點在800～1000℃，因此厚床層燃燒將帶來生物質火床的嚴重結渣，威脅到燃燒過程的正常進行。

為了解決鏈式火床爐內燃用生物質燃料的以上特殊問題，產出了許多有針對性的技術，其共同特點是將煤閘門進料改為風力進料，采用噴料的手段解決生物質燃料的體積耗量大的給料難題。風力進料的方式有兩種基本形式：側墻噴料和前墻噴料，其中側墻噴料缺點較多，此處不加以論述，前墻噴料是當前的主流技術。前墻噴料演化出兩個技術流派：

一是前墻高位噴料，在距離爐排面一定高程的爐膛前墻上對稱布置若干個風力噴料口，通過大顆粒在爐膛內沉降形成堆積床層，這種方式實際上是常規燃煤鍋爐的風力拋煤機上早已成熟的技術。然而應用于輕質生物質燃料，將引起爐飛灰份額的大幅度上升，造成一系列特有的嚴重問題：噴料造成了大量的飛灰，通常飛灰份額高達60％以上，沉降份額不到40％。造成兩個不利后果：其一是爐排前端出現無料層的空爐排或床層很薄，減少了燃料在火床上的停留時間，爐排前端的供風不能及時參與燃燒；其二是顆粒沉降困難，有大量燃料顆粒未能下落到床層而成為飛灰，燃燒效率下降，爐膛結渣惡化，燃用高灰分生物質燃料（如稻殼）時受熱面磨損加劇。

二是前墻低位噴料，在爐排面與前墻下端之間（即燃煤鍋爐的煤閘門位置）布置風力噴料口，典型的專利技術是實用新型200520074650.7提出的一種送料鼓風裝置，在煤閘門的位置布置風力噴料口將生物質燃料噴入爐膛，比起高位噴料，飛灰份額可減到40％左右，改善了爐排火床分布，提高了燃燒效率，減輕了爐膛結渣問題。但噴料射流中的燃料顆粒，在進入爐膛時仍然具有很高的水平速度，燃料顆粒遠離前墻后才能部分沉降，沉降份額不到60％，爐排前端仍會出現無料層的空爐排或床層還不夠厚，燃料在火床上的停留時間仍不夠長；飛灰仍減少得不夠，燃燒效率仍不夠高，爐膛結渣問題仍未徹底解決，受熱面磨損仍較嚴重。

同時床層溫度過高結渣問題依舊存在，為了進一步控制火床結渣，許多燃煤鍋爐專利技術采用特殊的冷卻系統，比如爐排水冷系統，以轉移一部分火床放熱量（如美國專利4389978、4429664、6145451、US6220190B1等），使得火床的床層溫度下降，減輕火床結渣。但此法對厚度特別大的生物質床層的冷卻效果很差，改善爐排中后段結渣效果不大。

使用前墻噴料技術在火床爐上燃用生物質燃料時，要降低飛灰份額，面臨的技術障礙有兩條：其一，采取必要的技術措施，組織完善的顆粒沉降過程，促使噴口射流攜帶的生物質顆粒盡可能多地下落到床層表面，只有形成厚度足夠的床層，才能使得飛灰份額下降；其二，對于已經形成的厚床層，要采取必要的技術措施，控制床層的溫度，以避免床層結渣。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了彌補已有技術的不足，提供了一種鏈式火床爐風力混合進料專用燃燒裝置，以解決現有的前墻噴料技術飛灰份額高的問題，同時改善了爐排燃料分布，提高了燃燒效率，減輕了爐膛結渣和減少了受熱面磨損。

本實用新型是通過以下技術方案來實現的：