一种原态秸秆移动床锅炉的制作方法

本发明涉及清洁燃烧设备，具体涉及一种原态秸秆移动床锅炉。

背景技术：

众所周知，我国年产作物秸秆在7亿吨以上，其综合利用率较低。除用于造纸、饲料加工和沼气等产业外，还有的地区进行深埋处理，并且各地均有大量在田间地头焚烧的现象，产生雾霾殃及城市。

秸秆属于可再生清洁燃料，其氮、硫的含量远远低于煤炭，每吨秸秆的热值相当于半吨标准煤，燃烧后二氧化碳的排放属于自然界的碳循环，不形成污染。目前市场上为了使秸秆实现清洁化燃烧，对秸秆进行二次加工，加工成压块或颗粒燃料，广泛应用于生产和生活中。

但是现有秸秆锅炉的发展遇到一定瓶颈，主要体现在以下几个方面

1、燃料方面

(1)、秸秆发电锅炉属于大容量锅炉，秸秆需要进行粉碎送入锅炉燃烧，辅助设备多，工艺流程复杂，需要庞大的储货场和很高的运费；

(2)、建设秸秆成型厂，生产压块和颗粒燃料，增加了二次加工费用。

2、燃烧方面

(1)、燃烧设备普遍采用固定炉排和旋转炉排两种形式，共同特点是锅炉容量小，一般在四吨/小时以下，在高温下火床灰渣易发生板结，不易清除，使锅炉无法运行；

(2)、锅炉空气供给采用单一的炉底送风方式，不能根据燃料特性合理地组织空气动力场，造成可燃物不能充分燃烬。

因此现有秸秆锅炉具有如下缺陷：

1、锅炉容量两极分化，没有大中型工业和民用锅炉产品；

2、炉排灰渣板结化严重，受热面上挂烟垢；

3、压块或颗粒密度较大，不易烧透，燃料热损失增加；

4、锅炉配风单一，不能很好地组织供氧，燃烧不均匀、不充分。

综上所述，目前需要设计一种新型的原态秸秆锅炉，实现清洁燃烧和充分燃烬的目的，并且不结焦，灰渣少。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是现有的秸秆锅炉设计不合理，成本高，燃烧不充分，易结焦的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种原态秸秆移动床锅炉，包括由上至下布置的锅炉本体和炉膛结构，所述炉膛结构的内部由下至上依次设有：

支撑并运送秸秆捆包的链条炉排，其设置于所述炉膛结构的底部；

布置于所述链条炉排燃料入口处上方的前拱，其由左至右逐渐向上倾斜；

布置于所述链条炉排相对于所述燃料入口处另一侧上方的后拱，其由右至左逐渐向上倾斜，所述后拱布置于所述炉膛结构的中后部，所述前拱与所述后拱的顶部之间形成豁口，所述链条炉排上从所述前拱至所述后拱区域依次为预热区、主燃区和燃烬区；

布风系统，依次包括沿所述链条炉排的底部向上生成一次助燃风的第一风机及其风道、沿所述主燃区的两侧分别相对水平生成二次助燃风的第二风机及其风道、沿所述前拱上端由左向右水平生成三次助燃风的第三风机及其风道。

在上述方案中，所述炉膛结构的左端下部开设有容纳秸秆捆包进入的锅炉给料装置，其包括铰接于所述链条炉排头部的旋转门。

在上述方案中，所述一次助燃风朝向所述预热区、主燃区以及燃烬区分布。

在上述方案中，所述第一风机、第二风机及其风道设置于所述炉膛结构的外部或者内部，所述第三风机及其风道设置于所述前拱及所述前拱上方的炉壁中或者所述炉膛结构的外部。

在上述方案中，所述二次助燃风分别由上至下水平平行布置三排。

在上述方案中，所述第一风机、第二风机和第三风机的风量可调节。

在上述方案中，所述二次助燃风由所述主燃区的两侧壁面分别向中心对吹，并且所述二次助燃风的风向垂直于所述链条炉排的运行方向。

本发明，在链条炉排上燃用原态秸秆捆包，实现清洁燃烧，广泛应用于工业生产及供热采暖等行业大中型锅炉设备。

附图说明

图1为本发明的内部结构及风向示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做出详细的说明。

本发明公开了一种原态秸秆移动床锅炉，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。需要特别指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明，并且相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围的基础上对本文所述内容进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

在发明中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。

本发明锅炉设计燃料选择原态捆包秸秆，因此不需要对秸秆进行二次加工。

所谓原态捆包秸秆，就是指收割机在田间直接收割并打成捆包，无需再进行二次加工成压块或颗粒。捆包秸秆的热值一般在3500大卡左右，挥发分在60％以上，灰分在10％左右，平均含硫量不超过0.4％，含水量在10％左右。综合因素显示，秸秆的燃料特性，完全适合做锅炉燃料。

有过农村生活经验的人都知道，火炕的炉灶烧原态秸秆并不产生结焦现象，燃烧后的灰都是松散的。因为生物质燃料燃烧结焦的真正原因是燃料里混有土或者建材等杂质，杂质越多，结焦越明显，成型生物质燃料尤其严重。

如图1所示，本发明提供的一种原态秸秆移动床锅炉，包括由上至下布置的锅炉本体8和炉膛结构，炉膛结构的内部由下至上依次设有链条炉排7和炉拱，炉拱包括前拱3和后拱6。链条炉排7用于支撑并运送秸秆捆包2，其内置于炉膛结构的底部，本发明选择链条炉排，一是因为链条炉排本身具有良好的破焦能力，调速范围宽，适合秸秆燃烧；二是现有燃煤层燃锅炉配套的链条炉排，均可设计成燃烧原态秸秆锅炉，大大地扩展了秸秆锅炉的范围。

在链条炉排7与整个炉拱之间，并且从前拱3至后拱6的区域顺次分为预热区9、主燃区11和燃烬区10，前拱3布置于链条炉排7燃料入口处上方，其由左至右逐渐向上倾斜，前拱3与链条炉排7之间的区域包括预热区9和部分主燃区11；后拱6布置于链条炉排7的中后部上方，其由右至左逐渐向上倾斜，后拱6与链条炉排7之间的区域包括部分主燃区11和燃烬区10，前拱3与后拱6的顶部之间相互间隔形成豁口，高温的烟气可以从豁口向上排进炉膛再进行充分燃烧，豁口与链条炉排7之间的区域包括部分主燃区11。

“人”字形炉拱可起到加强炉内气流的混合，合理地组织气流的流动和热辐射，从而达到适时着火、持续稳定地燃烧和充分燃烬的目的。

炉膛结构的左端下部开设有容纳秸秆捆包2进入的锅炉给料装置1，其包括铰接于链条炉排头部的旋转门，可沿图中的虚线旋转打开。秸秆捆包2(以圆柱体玉米捆包秸秆为例，直径1.2米，高1.25米。)由货场用叉车或自动输送机送到锅炉给料装置1，然后进入链条炉排7上燃烧。

布风系统依次包括第一风机、第二风机和第三风机及各自风道，第一风机、第二风机和第三风机的风量可根据燃烧情况而调节，第一风机、第二风机及其风道依据实际的设计使用情况可设置于炉膛结构的外部或者内部，第三风机及其风道可设置于前拱3以及前拱3上方的炉壁中或者炉膛结构的外部。

如图1所示，第一风机通过其风道可生成沿链条炉排7的底部向上吹的一次助燃风12，第二风机通过其风道可生成沿主燃区11的两侧分别相对水平吹的二次助燃风5，也就是说二次助燃风5由主燃区11的两侧壁面分别向中心对吹，并且二次助燃风5的风向垂直于链条炉排7的运行方向(即垂直于图纸平面方向)，第三风机通过其风道可生成沿前拱3上端由左向右水平吹的三次助燃风4。其中优选的，一次助燃风12朝向预热区9、主燃区11以及燃烬区10差别分布，使风量按需供给。二次助燃风5由上至下水平平行布置三排，三次助燃风4由左至右水平平行布置，使可燃物充分燃尽。

本发明中的布风系统原理和效果如下：

(1)、炉排一次风

由第一风机控制，预热区、主燃区、燃烬区的风量均可调节，完成捆包燃料底部的供氧燃烧。

(2)、双侧二次风

由第二风机控制，在锅炉两侧主燃区内，布置上、中、下三排二次风，风量可调节，完成捆包燃料中上部的供氧燃烧。

(3)、豁口三次风

由第三风机控制，在锅炉前拱上端，风量也可调节，为拱区以外未燃烬的可燃物提供氧气。

由于捆包秸秆的厚度都在一米以上，比较密实，上述多级组合进风的方式，形成的高压风力能吹松捆包，把高温烟风混合气送进捆包内部，保证了整个燃料层进风均匀，从而达到了趋近完全燃烧。

本发明的技术效果：

1、该发明使用原态秸秆捆包，不需二次加工，大幅度降低燃料综合成本。

2、链条炉排的应用，可使锅炉大型化，填补了工业锅炉燃烧秸秆的空白。

3、多级组合配风，大水冷度炉膛设计，实现了低温燃烧控制方式，抑制了氮氧化物的生成。

4、采用低温燃烧技术和链条炉排，秸秆燃烧后，不结焦，形成松散的灰渣。

5、炉排片无需选用耐热铸铁，大大降低了链条炉排的成本。

6、秸秆灰渣俗称草木灰，富含有丰富的氮、磷、钾，是良好的农田肥料，可就地还田，肥沃土壤。

本发明的应用案例

本发明设计制造了一台10.5mw常压热水锅炉，在吉林省公主岭市大岭镇于2018年～2019年使用一个采暖期，取得了良好的效果。

该台锅炉供热面积14万平方米，包括岭东家园、岭东公寓、养老社区等。锅炉采用间断运行，热网采用间接供热方式，设置换热站。锅炉点火方便，操作简单灵活，启动升温快，灰渣少，炉排不结焦。采暖期后，检查受热面和管壁，挂在上面的少量灰垢，用压缩空气吹扫，即可除去，特别方便。

整个采暖期，锅炉燃用3万包玉米秸秆，共计7500吨，直接燃料费用135万元。若采用燃煤锅炉，至少消耗煤炭3700吨，直接燃料费用在200万元以上，从燃料上对比，经济效益十分显著。

本发明，在链条炉排上燃用原态秸秆捆包，实现清洁燃烧，广泛应用于工业生产及供热采暖等行业大中型锅炉设备。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

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