[发明专利]一种应用于燃生物质流化床锅炉中的密相区底渣平衡及生物质燃料欠氧气化布风结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃生物质锅炉布风结构，是一种应用于燃生物质流化床锅炉中的密相区底渣平衡及生物质燃料欠氧气化布风结构。

背景技术

生物质作为可再生能源，符合目前低碳环保的能源政策，近年来在我国得到大力推广。而我国可开发的生物质能资源总量近期约为5亿吨标准煤，生物质发电可满足中国能源消费量的20%以上的电力，年可减少排放二氧化碳近3.5亿吨，二氧化硫、氮氧化物、烟尘减排量近2500万吨。因此，必须加快生物质能的开发与利用。

生物质燃料具有挥发分高、比重轻、含水率高，氯，及钾、钠等碱金属含量高、热值低、灰熔点低等特点。目前，国际上较为成功的生物质燃料锅炉，大多采用炉排式结构，该类锅炉系统投资高，核心技术都掌握在国外公司。而国内纯烧生物质锅炉的技术还刚起步，已投运的流化床与循环流化床生物质锅炉存在易结焦、流化不良、锅炉燃料适应性差、运行不稳定，以及过热器腐蚀严重等技术难题，制约了生物质锅炉的大规模推广。

发明内容

     本发明的目的在于提供一种应用于燃生物质流化床锅炉中的密相区底渣平衡及生物质燃料欠氧气化布风结构，该装置可实现锅炉纯烧或掺烧生物质时密相区内的底渣平衡，并为生物质气化提供一个高温欠氧气环境，重点解决生物质受热面结渣、堵灰、碱金属腐蚀、流化不良、物料混合差，燃烧不稳定以及生物质燃料中掺杂大块惰性物料所引起的燃料适应性差、排渣不畅等问题，同时提高燃料的燃烧效率与减少受热面的磨损等问题。

     本发明包括高速床、低速床及布置有间断节流阻气梗的欠氧气化布风结构、浸泡受热面、负压给料器、多层布置二次风入口、惰性物料等。

     本发明内容是：

     1、生物质燃料密度小、挥发份高，水分高。因其固定碳少，挥发份高决定生物质燃烧性质为气相燃烧为主。采用流化床燃烧时，因生物质燃料密度小，体积大，受热后可燃物大部分以气态型式析出，在炉膛上部燃烧，为保证有足够的气化面积，并保证炉膛下部气化区在燃烧份额很低时仍能保持较高的床温，使气化得以高效实现，通常采用较宽大炉膛，较小的风量和较低的床面流化风速。在常规流化床锅炉中燃烧生物质时，如果床面风速小，则作为载体的物料（沙子）易发生流化不良，燃料混合差，局部易结焦等问题，且燃料带入炉内的大颗粒惰性物质（如泥块、石头、铁屑等）难以移动，会在床面沉积形成流化死区；如果床面风所取速较高，则意味着要采用较小床面，因气化面积变小，生物质燃料在炉膛下部无充分气化时间，而且生物质密度小，燃料难于固定着床，会大量扬析到炉膛上部燃烧，造成过热器及尾部受热面挂焦，且炉膛下部则因燃烧份额低，造成床温过低，使燃烧不稳定。大量研究及实践均表明，流化床燃烧生物质燃料时，流化风速不宜取高。根据生物质燃料密度小、挥发份高，水分高、固定碳少的特性，为满足其在流化床中正常应用，必须实现的几个前提条件是：一方面，在燃料入炉口附近设置合理的区域，保证密度较小的生物质燃料能够落入床面，并在床面停留适当的时间；其二，保证生物质燃料停留在床面期间有足够高的温度场，使其干燥并气化，这就要尽量减少床面风量，降低流化风速，以提高下部燃烧份额并减少冷风给入过多使床温降低；第三，产生的可燃气体不能在炉膛内蓄积，能随烟气进入炉膛上部，在二次风的作用下着火并燃烬，而剩余的焦炭（即生物质当中含量较小的固定碳）则进入流化区域，在较低的流化风速下，在密相区完成着火及燃烬过程，放出的热量用以维持床区物料温度，实现燃烧稳定。