[發(fā)明專利]可變出力、多燃料、低排放、高效率的模塊式熱力系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811060699.5
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109099503B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 克里斯蒂安赫爾特
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江赫爾特生物質(zhì)能源發(fā)展有限公司
• 主分類號: F24D12/02
• 分類號: F24D12/02;F24D19/10;F23B90/04;F23G5/00;F23G5/46;F28D21/00
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本發(fā)明涉及一種可變出力、多燃料、低排放、高效率的模塊式熱力系統(tǒng)的建造。若干個使用如煤、秸稈捆、生活垃圾等其它燃料的燃燒模塊(4，5，7)產(chǎn)生的煙氣通過匯集式后燃器(8，9)繼續(xù)實現(xiàn)清潔化充分燃燒。各燃燒模塊(4，5，7)方便開啟與關(guān)閉調(diào)整熱出力，從而更準(zhǔn)確滿足熱力系統(tǒng)的熱能需求變化。同時通過設(shè)置獨立的、全部換熱面積始終得到應(yīng)用的換熱器可以實現(xiàn)燃料的節(jié)約和經(jīng)濟效益的提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可變出力、多燃料、低排放、高效率的模塊式熱力系統(tǒng)的建造。

背景技術(shù)

在氣候較冷的國家或地區(qū)，建筑物供暖一般占其總能源消耗的比例最高，因此改善建筑物供暖是非常必要和重要的。由于建筑內(nèi)溫度與外界溫度存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，所以建筑物本身所需熱能量也是有很大差異的。而滿足建筑物供暖的鍋爐一般則是為滿足特定溫度條件而設(shè)計，熱能則是由這些根據(jù)特定需求設(shè)計的鍋爐來供給的，這些鍋爐的燃燒系統(tǒng)只有在達到最低設(shè)計負(fù)荷時才能保證燃料的清潔燃燒過程。

對于像天然氣這樣的優(yōu)質(zhì)燃料，即便其燃燒功率僅達到設(shè)計功率的20％也可以保證清潔排放，對優(yōu)質(zhì)燃煤這個數(shù)字則可能是60％，對于秸稈和褐煤則這個比例值就會要求更高。大型熱力系統(tǒng)一般都會設(shè)計有幾臺鍋爐，理論上這些鍋爐可以通過開停運行數(shù)量來滿足熱出力變化并實現(xiàn)清潔排放，但現(xiàn)實中由于開停這些鍋爐往往會滯后于熱能需求變化并且耗時較長，所以實際結(jié)果往往是排放不達標(biāo)和造成燃料的浪費。

CN?206207455?U(2017.05.31)說明書中提到了一種煤粉燃燒裝置，裝置由幾個疊加的椎體燃燒單元組成，每個單元可通過獨立關(guān)停而適應(yīng)不同功率變化的要求。該裝置只有以精細粉狀優(yōu)質(zhì)燃煤為燃料才能實現(xiàn)以上目標(biāo)，對于垃圾、秸稈捆或無法粉碎的木頭等則該系統(tǒng)無法有效解決問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是用一個熱力系統(tǒng)可以混合燃燒包括秸稈和垃圾在內(nèi)的各種不同燃料，滿足從設(shè)計功率8％到100％的不同燃燒狀態(tài)并實現(xiàn)清潔排放和更高熱效率。

本發(fā)明是把傳統(tǒng)鍋爐的燃燒系統(tǒng)和換熱系統(tǒng)一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計成分別獨立的燃燒和換熱系統(tǒng)。燃燒系統(tǒng)設(shè)計成由若干個燃燒模塊組成，所有燃燒模塊共用換熱系統(tǒng)來產(chǎn)生熱風(fēng)、熱水或蒸汽。

這些燃燒模塊被獨立設(shè)置，可以充分燃燒不同種類的燃料，這些獨立的燃燒模塊可以方便、及時的根據(jù)熱力需求變化而開停。

對于一般小型燃燒裝置，由于無法保證燃料充分的燃燒時間和足夠的燃燒溫度，往往會導(dǎo)致系統(tǒng)燃燒排放物狀態(tài)的惡化。

本發(fā)明解決以上問題的方式是采用模塊式燃燒結(jié)構(gòu)，每個燃燒模塊含有至少兩個燃燒單元，各燃燒單元產(chǎn)生的煙氣進入?yún)R集式后燃燒系統(tǒng)混合后繼續(xù)燃燒。

每個燃燒單元可以根據(jù)熱力系統(tǒng)出力需求變化而隨時開停。需要減少熱出力時可關(guān)停一個或若干個燃燒單元，另外的燃燒單元則繼續(xù)運行并保持匯集式后燃燒系統(tǒng)始終在一定溫度下繼續(xù)燃燒，這樣可以保持排出氣體始終都能達到排放標(biāo)準(zhǔn)。

這樣的開停不會影響燃燒系統(tǒng)的清潔排放，同樣來自各燃燒單元非優(yōu)質(zhì)燃料的煙氣或未充分燃燒煙氣最終也不會影響整個燃燒系統(tǒng)的排放指標(biāo)。

本發(fā)明也可以使燃燒單元處于陰燃的伺服狀態(tài)而不必完全關(guān)停，處于伺服狀態(tài)燃燒單元的煙氣可以與來自正常燃燒單元的煙氣混合并在后燃燒系統(tǒng)充分燃燒和保證清潔排放。

本發(fā)明也可以通過改變?nèi)紵龁卧剂贤斗艛?shù)量滿足熱力系統(tǒng)出力需求變化要求，每個燃燒模塊煙氣的充分燃燒和清潔排放不受每個燃燒單元使用的燃料不同的影響。

因為不需要完全開停燃燒單元的燃燒過程，這樣可以簡化控制過程和減輕人員勞動強度。

由于秸稈的燃燒特性，其燃燒過程會形成長火焰和需要特別長的燃燒時間，所以秸稈更適于高溫度下的后燃燒過程，其煙氣中的未燃燒成分經(jīng)過充分燃燒釋放出熱輻射和光，而這個過程又會與煤煙氣等的充分燃燒相輔相成。