生物質(zhì)能源連續(xù)供蒸汽數(shù)控常壓鍋爐的結(jié)構(gòu)研究

高海華

（河南綠探集團，河南 濮陽 457000）

生物質(zhì)能源連續(xù)供蒸汽數(shù)控常壓鍋爐的結(jié)構(gòu)研究

高海華

（河南綠探集團，河南 濮陽 457000）

目前市場現(xiàn)有的常壓供汽鍋爐排煙溫度在400℃以上，熱能損失較多；其中最大的不足是不能連續(xù)供汽，僅局限于自身消耗水箱的容積蒸發(fā)，在產(chǎn)氣過程中不能連續(xù)補水，更不能長時間連續(xù)供汽。加燃料還需人工不停地工作，費時、費工、效率低。本文介紹了一種使用生物質(zhì)作為燃料，能實現(xiàn)自動供料和根據(jù)水位感應(yīng)開關(guān)自動為爐體加水的生物質(zhì)能源連續(xù)供蒸汽數(shù)控常壓鍋爐。

生物質(zhì)能源；連續(xù)供蒸汽；數(shù)控常壓鍋爐

眾所周知，燃煤工業(yè)鍋爐因其冒黑煙、硫污染等直接影響了城市及周邊的空氣質(zhì)量，已逐漸被淘汰。同時，由于氣源緊張、電價昂貴，燃氣鍋爐及電鍋爐的使用費用無法被用戶接受。生物質(zhì)能源是目前礦物能源替代的最理想產(chǎn)物。目前世界各國在中小型工業(yè)鍋爐上都在推進生物質(zhì)燃料的應(yīng)用，但是，由于生物質(zhì)燃料與煤的燃燒特性不同，所以，原有鍋爐結(jié)構(gòu)與操作工藝必須加以改造和改進，否則將出現(xiàn)鍋爐熱效率大幅下降，甚至出現(xiàn)鍋爐設(shè)備事故造成損失。

1 鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究

1.1 市場上鍋爐的結(jié)構(gòu)特點

目前市場現(xiàn)有的常壓供汽鍋爐多由爐體、水套、爐膛及煙囪構(gòu)成，水套、爐體能利用煤炭燃燒產(chǎn)生的熱量能產(chǎn)生蒸汽，其不足之處是這種鍋爐在運行時，爐膛的火焰為直接上升，從煙囪中排出，其煙囪溫度在400℃以上，熱能損失較多，其鍋爐最大的不足是不能連續(xù)供汽，僅局限于自身消耗水箱的容積蒸發(fā)，在產(chǎn)氣過程中不能連續(xù)補水，更不能長時間連續(xù)供汽。加燃料還需人工不停地工作，費時、費工、效率低。

1.2 鍋爐的結(jié)構(gòu)特點及關(guān)鍵技術(shù)

為了克服現(xiàn)有鍋爐技術(shù)中存在的不足，通過改進鍋爐結(jié)構(gòu)，研發(fā)出一種自動化程度高、結(jié)構(gòu)簡單、無污染、成本低、節(jié)能環(huán)保、能源轉(zhuǎn)化率高的生物質(zhì)能源連續(xù)供蒸汽數(shù)控常壓鍋爐。

如圖1所示，該生物質(zhì)能源連續(xù)供蒸汽數(shù)控常壓鍋爐，包括自動加料裝置以及與自動加料裝置相連接的爐體總成，所述的自動加料裝置包括料箱支架45、固定安裝在料箱支架45上的料箱30、設(shè)置在料箱30內(nèi)部的攪拌器31、設(shè)置在料箱30底部通過下料口37與料箱相連通的輸送筒39、安裝在輸送筒39內(nèi)部的帶有電機41的推動器主軸42，其中攪拌器31上安裝有攪拌器傳動輪46，推動器主軸42上安裝有推動器主動輪43，攪拌器傳動輪46與推動器主動輪43通過三角帶44相連接；所述的爐體總成包括主爐體25、通過第一煙火管9與主爐體25相連通的一輔爐體3、通過第二煙火管55與一輔爐體3相連通的二輔爐體4、與二輔爐體4相連通的排煙口1以及安裝在一輔爐體3外部的水套7，其中主爐體25內(nèi)部設(shè)置有與輸送筒39相連通的爐膛18，爐膛18上部設(shè)置有消耗水箱22，消耗水箱22通過熱水輸送管28與水套7相連通，水套7通過并聯(lián)水管8與安裝在二輔爐體4內(nèi)部的吸熱水箱47相連通，吸熱水箱47內(nèi)部設(shè)置有穿火吸熱管5，穿火吸熱管5與排煙口1相連通。

如圖1所示，攪拌器31伸入料箱30的部位安裝有攪拌長齒34和兩根攪拌短齒32，攪拌器31通過攪拌器軸承33安裝在支架35上，支架35固定在輸送筒39上，料箱30通過法蘭盤36固定安裝在輸送筒39上。所述的爐膛18通過自動加料口17與輸送筒39相連通，爐膛18上還開設(shè)有手動加料口19，手動加料口19上部設(shè)置有爐膛觀火孔21，爐膛18內(nèi)部設(shè)置有與消耗水箱22相連通的吸熱水管20，爐膛18底部設(shè)置有爐排16，儲灰室14通過爐排16與爐膛18相連通，儲灰室14上開設(shè)有出灰加氧口15。所述的消耗水箱22上安裝有溫度計23，溫度計23一側(cè)設(shè)置有水位感應(yīng)器24，消耗水箱22上安裝有消耗水箱液位計53，出氣口26開設(shè)在消耗水箱頂部，出氣口26一側(cè)安裝有安全閥27。

圖1 結(jié)構(gòu)示意圖

如圖1所示，所述的一輔爐體3頂部的水套7上開設(shè)有自動排氣閥29，一輔爐體3底部設(shè)置有一輔爐體儲灰室49，一輔爐體儲灰室49上開設(shè)有一輔爐體出灰口13。所述的二輔爐體4底部設(shè)置有反燒交換室10，反燒交換室10底部設(shè)置有二輔爐體儲灰室56，二輔爐體儲灰室56上開設(shè)有二輔爐體出灰口52。所述的吸熱水箱47頂部設(shè)置有吸熱水箱安全閥2，吸熱水箱47上還安裝有洗熱水箱液位計6，加水管54與吸熱水箱47相連通，加水管54上安裝有進水閥門11和電子自動單向閥12。所述的料箱30上設(shè)置有調(diào)速開關(guān)48，調(diào)速開關(guān)48上連接有外接電源線51。推動器主軸42通過推進器軸承40安裝在輸送筒39內(nèi)部，推動器主軸42上設(shè)置有螺旋推進片38。所述的輸送筒39上開設(shè)有自動加料觀察口50。

1.3 鍋爐運行具體實施方式

在本鍋爐運行時，通過加水管把本爐系統(tǒng)的水套加至指定位置，在主體爐膛點燃生物質(zhì)，啟動自動加料裝置給鍋爐系統(tǒng)統(tǒng)計量連續(xù)輸送，經(jīng)煙囪自然抽風(fēng)，鍋爐開始運行。把自動加料裝置的料箱加滿生物質(zhì)，把主體爐爐膛內(nèi)的生物質(zhì)點燃后，啟動自動加料裝置，利用調(diào)速開關(guān)調(diào)整給鍋爐輸送生物質(zhì)速度，達到最佳輸送量和充分燃燒狀態(tài)。

2 該鍋爐的使用效果及解決的問題

利用主體爐自動加料口的空隙自然給主體爐的爐膛二次加氧，生物質(zhì)在主體爐膛燃盡利用的同時利用系統(tǒng)的煙囪抽至一輔爐體爐膛，吸熱利用后余熱進入二輔爐體底部，經(jīng)二輔爐體穿火吸熱管抽至排煙口經(jīng)煙囪排出，本發(fā)明采用封閉式反燒原理，使生物質(zhì)中的揮發(fā)成分（可燃物質(zhì)）充分轉(zhuǎn)化后氣化燃燒，具有系統(tǒng)上熱快、火焰熱值高的優(yōu)點，其中心火焰近1 300℃，采用三回程熱利用，延長了煙火流動距離，提高了爐體對煙火中熱能的吸收面積，比市場傳統(tǒng)鍋爐熱轉(zhuǎn)換效率提高了30%-40%，實現(xiàn)了排煙口煙氣余熱溫度小于200℃的低溫排放，極大地降低了生物質(zhì)熱能的損失，提高了熱能的利用率。

經(jīng)數(shù)次試驗和客戶試用，煙塵排放量低于國家標(biāo)準(zhǔn)。該鍋爐經(jīng)燃燒、吸熱和利用系統(tǒng)運行，開始供汽，隨著用汽消耗水箱水位下降至消耗水箱液位計一半之時，水位感應(yīng)開關(guān)自動打開進水管上的電子自動單向閥門，利用自來水的壓強為鍋爐自動補水，利用進水閥門控制進水流量，達到蒸氣流量用水與補水流量相等。這種生物質(zhì)能源連續(xù)供蒸汽數(shù)控常壓鍋爐在正常運行中不需司爐工長時間看管，減輕了人力勞動強度。

3 結(jié)論

本文對原有生物質(zhì)燃氣鍋爐進行了結(jié)構(gòu)改進及優(yōu)化，研究發(fā)明了一種生物質(zhì)能源連續(xù)供蒸汽數(shù)控常壓鍋爐，該發(fā)明具有一定的創(chuàng)新性和實用性。實現(xiàn)了排煙口煙氣余熱溫度小于200℃的低溫排放，極大地降低了生物質(zhì)熱能的損失，提高了熱能的利用率。

該發(fā)明實現(xiàn)了自動補水、連續(xù)供蒸汽，在正常運行中不需司爐工長時間看管，減輕了人力勞動強度。

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TU83

B

1671-0037（2014）09-97-2

高海華（1966.1-），男，本科，工程師，研究方向：生物質(zhì)能源。