[发明专利]一种生物质循环流化床锅炉防烟气反窜装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物质循环流化床锅炉防烟气反窜装置。

背景技术

近年来，中国能源、电力供求趋紧，国内外发电行业对资源丰富、可再生性强、有利于改善环境和可持续发展的生物质资源的开发利用给予了极大的关注。于是生物质能发电行业应运而生。生物质发电主要是利用农业、林业、工业废弃物、城市生活垃圾和污水厂污泥等为原料，采取直接燃烧或气化的发电方式。就我国的基本国情和生物质利用开发水平而言，生物质直接燃烧技术无疑是最简便可行的高效利用生物质资源的方式之一。

早期生物质直燃技术主要采用层燃燃烧方式，然而，使用这一技术的水冷振动炉排炉炉膛温度高，炉温最高可达1000℃以上，由于生物质燃料含较多的钾、氯无机杂质，灰中含钾物质性质活泼，燃烧温度越高越容易在锅炉受热面上造成沉积、结渣，阻碍传热，而且，高温下析出并沉积在受热面上的碱金属物质又会诱发高温腐蚀。循环流化床燃烧方式是另一种直燃技术，运用这种技术的锅炉炉膛温度可控制在600～900℃之间，属于低温燃烧，因此很好地解决了上述问题。同时，循环流化床锅炉炉内气固混合良好，燃料适应性强，不仅可以燃烧棉秸秆、树皮、蔗渣等高热值燃料，而且可以燃烧垃圾、污泥等低热值物质，这对于我国多样化的生物质资源现状显得非常重要。

然而，在目前实际运行的生物质循环流化床锅炉中，都不可避免地存在烟气反窜问题。通常认为，烟气反窜是由于以下几个原因造成的：首先，气固流化床是典型的混沌系统，床内气泡的生成、聚并以及最后在床表面的破碎等一系列运动，会引起床内压力脉动；其次，物料的连续下落，尤其是对于大块物料，会破坏处于流化状态的气固系统，从而引起烟气飞溅；再者，大量含水分较大的物料连续快速下落，会明显降低床内温度，物料得不到快速燃烧，积聚了大量燃料，当燃料和空气混合物达到了爆燃的浓度，炉内发生爆燃，引起烟气侧压力迅速增加；最后，大量燃料水分在极短时间内快速蒸发，产生大量水蒸气，也会导致烟气侧压力的快速增加。

循环流化床锅炉发生烟气反窜，首先会极大地影响炉内的燃烧状况，降低床内温度，使燃料得不到充分燃烧。其次，炽热的烟气会冲刷加料设备，这些金属设备在冷热交变应力作用下，会发生疲劳损伤，从而严重降低设备的使用寿命。更重要的是，反窜烟气会蔓延至燃料仓，在天气干燥的情况下，极有可能点燃燃料，发生火灾事故。如果，炉前料斗有运行人员在巡检，反窜烟气很有可能会危及运行人员的人身安全。由此可知，十分有必要开发一种能有效防止烟气反窜的装置。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对生物质循环流化床锅炉在连续快速加料或加含水分大的物料的过程中出现的烟气反窜至炉外问题，提供一种防止烟气反窜的装置。

技术方案：本发明所述的生物质循环流化床锅炉防烟气反窜装置，包括设置在炉膛上的下料槽，所述装置中还设置有回炉烟道、自平衡挡烟门机构、联动风门机构和双级布风机构；所述回炉烟道的一端与所述下料槽的顶部连接，另一端与所述炉膛上部负压区相连的；所述自平衡挡烟门机构由挡板、套筒、连接杆和圆钢依次固定连接；所述套筒通过固定轴设置在所述下料槽与所述回炉烟道的交界处，所述挡板伸入所述下料槽的内部；所述联动风门机构设置在所述回炉烟道中，通过联动杆与所述自平衡挡烟门机构中的圆钢连接；所述双级布风机构设置在所述下料槽的底部。所述圆钢的两端设置有平衡锤，通过销子限位。

所述联动风门机构由带有凹槽的支撑板、风门叶片、圆轴、联动板、滚动轴承和调节板组成，所述支撑板为两块，对称设置在回炉烟道内壁面上的同一高度处；所述圆轴的两端设置在所述支撑板的凹槽中，其中靠近所述自平衡挡烟门机构的一根圆轴的一端通过所述滚动轴承伸出所述回炉烟道；所述风门叶片对称固定在所述圆轴的周向，且每块风门叶片都相互平行，各风门叶片的端部通过联动板活动连接，叶片倾角α在15～90°之间调节；所述调节板设置在所述回炉烟道的外壁，其一端通过联动杆与所述自平衡挡烟门机构中的圆钢连接；另一端与伸出回炉烟道的圆轴连接，可通过所述圆轴带动所有的风门叶片转动。

所述双级布风机构由锁烟风系统和助推风系统组成，其中，锁烟风系统布置在下料槽底部靠近炉膛部分，助推风系统布置在下料槽底部的靠近生物质燃料进口部分。

所述锁烟风系统由一级布风板、一级风室和锁烟风入口组成，其中，一级布风板开有锁烟风小孔，小孔直径为1～1.5mm，开孔率为2～3％，小孔风速达v1＝20～30m/s；一级风室布置在一级布风板的下面，进口处逐渐收缩，与锁烟风入口相接。