[發明專利]一種燃燒方捆秸稈的固定爐排鍋爐

有效

• 申請號: 201610382649.3
• 申請日: 2016-06-01
• 公開（公告）號: CN105889901B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 欒積毅;刑蕾;劉向東;姚嘉;盧偉;陳松林;翁志剛;李鳴唱;姜配軍;宋義國
• 申請（專利權）人: 佳木斯大學
• 主分類號: F23B40/00
• 分類號: F23B40/00;F23L1/00;F23L9/00;F23K3/14
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 遲芳

技術領域

本發明涉及一種鍋爐設備，具體涉及一種燃燒方捆秸稈的固定爐排鍋爐。

背景技術

秸稈是最重要的生物質能源之一。秸稈直接散燒，由于單位體積能量低，密度小(20～40kg/m³)，運輸不方便、費力費時等問題，限制了散燒的應用；秸稈成型燃料雖然單位體積能量高，經過成型機壓縮成型后，密度可達800～1100kg/m³，但是要耗費大量的電力資源(90～120kw·h/t)，而且生產效率不高，成型機成本和維修費用高，現階段制約了秸稈成型燃料燃燒的推廣應用。秸稈捆燒技術具有生物質打捆密度適中(密度為100～500kg/m³)，能耗低的特點。目前應用廣泛的小方捆打捆機打捆油耗在30～50元/t，與成型燃料相比每噸燃料可節省40～60元/t，同時生產效率高。

國外秸稈捆燒技術分三類：1、以片狀草捆為燃料的系統；2、連續燃燒整個草捆的系統；3、燃燒整個草捆的鍋爐系統。國外燃燒打捆秸稈的設備型號過大，不適合我國秸稈分散的實際情況。

中國專利號為201010277924.8、公開日為2012年4月18日的發明專利公開了一種燃燒成捆秸稈的層燃鍋爐，該專利采用大鱗片式鏈條爐排，對爐膛前后拱結構、一二次風比例，尤其是二次風的配置進行了規定。該專利避免了其它連續燃燒整個燃料捆的鍋爐燃料濕度過大時造成的燃燒不穩定的問題。但是，該種鏈條爐排燃燒方式不適合額定負荷1t/h(0.7MW)以下的小型捆燒秸稈鍋爐的應用，本發明為燃燒秸稈捆的固定爐排鍋爐。

現有生物質燃燒設備設計時，參數的選取均選取煤的相應參數進行類比，此法雖然簡單，但其精確度嚴重不足，存在爐膛的容積、形狀與生物質燃燒不匹配等情況，致使燃燒效率較低，出力及工質參數下降，排煙中污染物含量高。煤與生物質同為固體碳氫燃料，但即使是最年輕的褐煤，其性質也與秸稈差別極大。秸稈的無灰干燥基揮發分超過80％，干燥基灰分不超過3％，秸稈的燃料特性決定了現有的燃煤層燃鍋爐設計標準中的爐排面積熱負荷q_R及爐排容積熱負荷q_v無法滿足秸稈的正常燃燒。

發明內容

本發明為解決現有秸稈捆燒鍋爐不能確保秸稈捆充分燃燒，易結渣，污染排放高，鍋爐效率低的問題，提供一種燃燒方捆秸稈的固定爐排鍋爐。

本發明的一種燃燒方捆秸稈的固定爐排鍋爐包括進料機構、預燃室、第一級一次風室、第二級一次風室、燃盡室、水冷壁、水冷套、翻轉爐排、固定爐排、階梯燃燒室、進風口調整擋板、沉降室、汽包、煙管、中間調節擋板、鍋爐前墻沿出料口水平均布的強化二次風噴口、兩側墻對稱階梯布置的補足二次風噴口，預燃室四周為方形水冷套，預燃室前方與進料口連通，預燃室出口與階梯燃燒室連通，進料機構設置在進料口處，階梯燃燒室分為兩級燃燒室，第一級燃燒室下部為固定爐排，第二級燃燒室下部為翻轉爐排，固定爐排的下面為第一級一次風室，翻轉爐排的下面為第二級一次風室，一次風總量依靠進風口調整擋板調節，第一級一次風量和第二級一次風量依靠中間調節擋板分配，階梯燃燒室兩側墻設置有補足二次風噴口，階梯燃燒室前墻設置有強化二次風噴口，所述的燃盡室的進口與階梯燃燒室出口連通，燃盡室的出口與沉降室的進口連通，沉降室的出口經汽包內的煙管與煙氣出口連通。

本發明與現有方法相比具有以下有益效果：

一、本發明能夠燃燒成捆秸稈，而且依靠預燃室的設置使鍋爐能適應秸稈捆水分的較大變化，避免濕度過大造成的燃燒不穩定；階梯燃燒室能實現秸稈捆燃燒過程形成灰殼的剝落，確保秸稈捆的充分燃盡；前墻高壓二次風良好的穿透性，強化了二次風的摻混和助燃，結合側墻梯次組合二次風配置，確保秸稈捆的燃燒強度，保證燃燒區域的溫度水平，確保秸稈生成焦油分解及燃盡，避免焦油沾污受熱面和尾部煙道；燃盡室依靠慣性及重力沉降原理分離煙氣中的飛灰，尾部煙管對流受熱面的煙氣流速合理，保證換熱強化；本發明確保秸稈捆充分燃燒，污染排放低，同時鍋爐效率高。

二、本發明的預燃室采用水冷套結構，其通過截面與方捆秸稈截面尺寸一致，避免空氣在該區域的擴散，防止火焰向該區域延伸；同時自燃燒室輻射、傳導的熱量干燥并部分熱解該區域的方捆秸稈，當預燃室區域干燥的秸稈被推進燃燒室時，結合一、二次風的配置會迅速著火燃燒。預燃室的設置使鍋爐能適應秸稈捆水分的較大變化，確保秸稈捆的高效燃燒。