一种生物质锅炉的水冷型高位给料装置的制作方法

本实用新型属于生物质燃料锅炉技术领域，尤其涉及一种生物质燃料锅炉的给料装置。

背景技术：

作为清洁的可再生能源，生物质能的利用已成为全世界的共识。用生物质代替矿物燃料，是减少co2排放，减少温室气体排放的理想方式。出于对环境及能源结构方面的考虑，国家在利用生物质能方面给予了政策扶持和推广，限制了燃煤小机组的建设，审批了很多生物质燃料电厂，这就使生物质锅炉拥有了很大的市场。过去生物质电厂锅炉大多采用单一的振动炉排、链条炉排或者是往复炉排，这些燃烧形式对生物质燃料有着特殊的要求，如对燃料的水分、灰分有一定限制，要求水分、灰分不能太高，但生物质燃料的特点就是燃料水分高、热值低，特别是随季节变化，国内燃料收购市场常常是高水分燃料，甚至多种燃料混合形式，这使得生物质燃料锅炉在实际运行过程中导致燃料燃烧不充分，未燃尽燃料便由落渣口排出，利用率低；有些生物质燃料在燃烧过程中不仅影响正常燃烧，热利用率低，而且还会导致锅炉在使用当中产生冒黑烟的现象。为此，本申请人提出了201910060578.9号发明专利申请，该技术方案中，炉排由前段的固定炉排和后段的水冷振动炉排组成，固定炉排高于水冷振动炉排；前墙膜式壁包括上段前墙膜式壁和下段前墙膜式壁，上段前墙膜式壁和下段前墙膜式壁之间设置所述的固定炉排和至少一个给料口；给料口位于固定炉排的上部，抬高了给料口的位置，为了延长燃料在炉排上的停留时间，固定炉排、水冷振动炉排均为倾斜式固定炉排，沿燃料的运动方向向后、向下倾斜；生物质燃料由炉前给料机强制给料进入炉膛，通过重力作用垂直下落，生物质燃料在下降过程中受到炉内高温烟气的辐射对燃料进行预热、干燥、蒸发水分；生物质燃料落在倾斜式固定炉排上，由固定炉排的高端逐步向固定炉排的低端翻滚、运动，在此过程中，燃料受到来自炉膛内的辐射热和来自固定炉排底部的高温一次风的烘干作用，燃料中的水分逐渐析出。燃料在向下、向后翻滚的同时，将抱团的燃料逐步打散，增加燃料的透气性。当燃料运动到固定炉排的下端时，借助此处与水冷振动炉排的高度落差，燃料有一个翻滚下落的过程，由于下段前墙膜式壁上设有弯折段，燃料受到弯折段的阻挡，顺着弯折段向下掉落，可以保证所有燃料全部掉落到水冷振动炉排上而不至于掉落到炉排底部，在掉落过程中延长燃料在空中停留时间，进一步预热、干燥，同时增加燃料的透气性能，充分混合助燃氧，进一步增加燃料在整个炉膛布料的均匀性。燃料掉落到水冷振动炉排的高端后着火燃烧，水冷振动炉排驱动机构以一定频率做间歇性运动，随着水冷振动炉排驱动机构的运动，带动整个水冷振动炉排震动，同时带动炉排上的燃料边燃烧边向下运动，而新的燃料则不断由固定炉排掉落补充，最终燃尽的燃料灰渣等由水冷振动炉排下端的排渣口掉落进捞渣机，完成整个燃烧过程。

该技术方案能适应高水分燃料、多种燃料的燃烧，这是因为前段炉排采用倾斜固定炉排，燃料由高处向下推进，以及两个炉排之间的高度差,这个过程有利于燃料的烘干，并且燃料在向下滚动中使燃料透气性加大，能充分的预热、干燥，更加有利于生物质燃料燃烧，使燃烧充分，提高了生物质燃料的燃烬率和设备的燃烧效率。但仍有尚待改进之处，如给料形式与目前生物质电厂锅炉大体相同，都是采用炉前螺旋给料+水冷套的形式给料；由于燃料本身的特殊性，其密度小、体积大，因此，燃生物质锅炉需要专用的给料装置，即螺旋给料机送入锅炉炉膛，这种炉前给料形式的缺点是水冷套处磨损速度很快，经常发生泄漏，造成锅炉非计停次数增加，更换的成本很高。同时还需要耗用大量的软化水来冷却，影响系统的运行。同时也消耗太多的自用电，影响电厂的经济效益。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适应国内高水分生物质燃料及多种混合生物质燃料，能降低给料口处的烟气温度，延长给料口的使用寿命、提高燃烧效率的生物质锅炉的水冷型高位给料装置。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种生物质锅炉的水冷型高位给料装置，包括炉排、膜式壁、给料口和给料机，膜式壁包括前墙膜式壁、后墙膜式壁和侧墙膜式壁；炉排由前段的固定炉排和后段的水冷振动炉排组成，固定炉排高于水冷振动炉排；前墙膜式壁包括上段前墙膜式壁和下段前墙膜式壁，上段前墙膜式壁和下段前墙膜式壁之间设置所述的固定炉排和给料口；给料口包括给料口上集箱、给料口下集箱及连接管，连接管的上端与给料口上集箱相连，下端与给料口下集箱相连，组成至少一个给料口；固定炉排位于给料口下部，上端与给料口下集箱相连、下端与固定炉排下集箱相连；上段前墙膜式壁的下端与给料口上集箱相连，上端与前墙上集箱相连，其特征在于：所述给料口的上方设置水冷密封装置，水冷密封装置为膜式壁，前端与水冷密封装置出口集箱相连，后端与给料口上集箱相连，水冷密封装置出口集箱上连接有引出管，引出管与水冷系统相连。

通过采用上述技术方案，给料口上部为水冷密封装置，两侧为侧墙膜式壁，前后为给料口上集箱、给料口下集箱，中间由连接管相连，均与锅炉中的水冷系统连接起来，能降低给料口处的烟气温度，防止燃料着火、回火。

为了延长燃料在炉排上的停留时间，固定炉排为倾斜式固定炉排，沿燃料的运动方向向后、向下倾斜；固定炉排上设置通风孔，固定炉排下方布置风室和灰斗。

同样，所述的水冷振动炉排为倾斜式水冷振动炉排，沿燃料的运动方向向后、向下倾斜。

上述的一种生物质锅炉的水冷型高位给料装置中，所述的给料口为倾斜式给料口，给料口包括给料口上集箱、给料口下集箱及连接管；给料口上集箱在上、给料口下集箱在下，给料口下集箱在前、给料口上集箱在后；连接管的上端与给料口上集箱相连，下端与给料口下集箱相连，组成一个或多个给料口；可以根据锅炉容量的大小，设置连接管的数量，分成几个小的给料口。

所述的固定炉排位于给料口下部，固定炉排为水冷膜式壁，上端与给料口下集箱相连、下端与固定炉排下集箱相连；

上述的一种生物质锅炉的水冷型高位给料装置中，所述的给料机与给料口之间设置燃料密封装置，燃料密封装置前端与给料机相连，后端与水冷密封装置出口集箱、侧墙膜式壁、给料口下集箱相连。

进一步地，燃料密封装置为钢板卷制而成的截面呈腰圆形的筒体。

通过采用上述技术方案，由螺旋给料机送入的燃料进入燃料密封装置的筒体后堆积形成料封，可以防止烟气返窜。

上述的一种生物质锅炉的水冷型高位给料装置中，所述的水冷密封装置上部设置有密封风进风管和检修门。

通过采用上述技术方案，设置检修门方便检查、维修，设置密封风进风管可以利用高速喷出空气实现给料口密封，进一步防止燃料着火、回火，防止烟气返窜。

本实用新型的有益效果：

与现有技术相比，本实用新型设置水冷密封装置，比原来采用的水冷套结构后移，同时在水冷密封装置前部设置燃料密封装置，水冷密封装置与锅炉中水冷系统相连接，能充分利用此部分余热，提高锅炉效率，延长使用寿命。燃料通过给料机进入燃料密封装置，然后进入给料口，由于给料口上部为水冷密封装置，两侧为侧墙膜式壁，前后为给料口上集箱、给料口下集箱，中间由连接管相连，均与锅炉中的水冷系统连接起来，能降低给料口处的烟气温度，防止燃料着火、回火。由螺旋给料机送入的燃料进入燃料密封装置的筒体后堆积形成料封，可以防止烟气返窜。由于固定炉排布置在一定的高度上且沿燃料的运动方向向后、向下倾斜，燃料通过自由落体运动直接落到倾斜式固定炉排上，在下落的过程中燃料充分地散开，同时通过炉膛内高温烟气的辐射干燥预热燃料，为后续的充分燃料奠定了基础，并起到均料的作用。在水冷密封装置的上部布置了高压密封风，防止锅炉的高温烟气返窜。本实用新型与现有技术相比，能减少因水冷套带来的非计划停炉次数，降低给料口处的烟气温度、防止堵料，延长给料口的使用寿命，使燃料均匀布置在后边的炉排上，同时使燃料在高位给料装置中充分的干燥预热，提高锅炉的燃烧效率，也减少了锅炉的运行成本。

附图说明

图1是本实用新型一种生物质锅炉的水冷型高位给料装置的示意图。

图中：1-给料机，2-水冷密封装置，3-燃料密封装置，4-固定炉排，5-炉膛，6-给料口下集箱，7-固定炉排下集箱，8-侧墙膜式壁，9-密封风进风管，10-给料口上集箱，11-连接管，12-侧墙膜式壁上集箱，13-引出管,14-水冷密封装置出口集箱，15-侧墙膜式壁下集箱，16-检修门，17-侧墙膜式壁引出管,18-上段前墙膜式壁，19-下段前墙膜式壁。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过非限定性的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的说明。

本实用新型所述的前、后、左、右方向是依据附图所示前、后、左、右方向进行的描述。为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例有关的部分。

请参阅图1，一种生物质锅炉的水冷型高位给料装置，包括炉排、膜式壁、给料口和给料机，膜式壁包括前墙膜式壁、后墙膜式壁和侧墙膜式壁；炉排由前段的固定炉排和后段的水冷振动炉排组成，固定炉排高于水冷振动炉排；前墙膜式壁包括上段前墙膜式壁和下段前墙膜式壁，上段前墙膜式壁和下段前墙膜式壁之间设置所述的固定炉排和给料口；给料口包括给料口上集箱、给料口下集箱及连接管，连接管的上端与给料口上集箱相连，下端与给料口下集箱相连，组成至少一个给料口；固定炉排位于给料口下部，上端与给料口下集箱相连、下端与固定炉排下集箱相连；上段前墙膜式壁的下端与给料口上集箱相连，上端与前墙上集箱相连；所述给料口的上方设置水冷密封装置，水冷密封装置为膜式壁，前端与水冷密封装置出口集箱相连，后端与给料口上集箱相连，水冷密封装置出口集箱上连接有引出管，引出管与锅筒相连。

所述的固定炉排为倾斜式固定炉排，沿燃料的运动方向向后、向下倾斜；固定炉排上设置通风孔，固定炉排下方布置风室和灰斗。

同样，所述的水冷振动炉排为倾斜式水冷振动炉排，沿燃料的运动方向向后、向下倾斜。

所述的给料口为倾斜式给料口，给料口包括给料口上集箱、给料口下集箱及连接管；给料口上集箱在上、给料口下集箱在下，给料口下集箱在前、给料口上集箱在后；2根连接管与给料口上集箱、给料口下集箱组成一个矩形给料口，连接管的上端与给料口上集箱相连，下端与给料口下集箱相连；根据炉子的规格，可以设置多个给料口。

所述的固定炉排位于给料口下部，固定炉排为水冷膜式壁，上端与给料口下集箱相连、下端与固定炉排下集箱相连，

上段前墙膜式壁的下端与给料口上集箱相连，上端与前墙上集箱相连，

下段前墙膜式壁的上端与固定炉排下集箱相连，下端通过前墙下集箱与左侧水冷集箱和右侧水冷集箱相连。

所述的水冷振动炉排为水冷膜式壁，上端与水冷炉排出口集箱相连、下端与水冷炉排进口集箱相连；所述的水冷炉排出口集箱通过上部挠性管与固定炉排下集箱相连接，水冷炉排进口集箱通过下部挠性管与底部连接管相连接，底部连接管与左侧水冷集箱和右侧水冷集箱相连；固定炉排下集箱与水冷炉排出口集箱之间的下段前墙膜式壁上设有向水冷振动炉排倾斜的弯折段。

给料机与给料口之间设置燃料密封装置，燃料密封装置前端与给料机相连，后端与水冷密封装置出口集箱、侧墙膜式壁、给料口下集箱相连。

本实施例中燃料密封装置为钢板卷制而成的截面呈腰圆形的筒体。

水冷密封装置上部设置有密封风进风管和检修门。

本实施例的给料流程如下：

生物质燃料由炉前给料机强制给料进入燃料密封装置的筒体后堆积形成料封，可以防止烟气返窜；随着给料机的不断给料，生物质燃料进入给料口，由于给料口上部为水冷密封装置，两侧为侧墙膜式壁，前后为给料口上集箱、给料口下集箱，中间由连接管相连，均与锅炉中的水冷系统连接起来，能降低给料口处的烟气温度，防止燃料着火、回火。随着给料机的进一步给料，生物质燃料进入炉膛，通过重力作用垂直下落，生物质燃料在下降过程中受到炉内高温烟气的辐射对燃料进行预热、干燥、蒸发水分；生物质燃料落在倾斜式固定炉排4上，由固定炉排4的高端逐步向固定炉排4的低端翻滚、运动，在此过程中，燃料受到来自炉膛内的辐射热和来自固定炉排4底部的高温一次风的烘干作用，燃料中的水分逐渐析出。燃料在向下、向后翻滚的同时，将抱团的燃料逐步打散，增加燃料的透气性。当燃料运动到固定炉排4的下端时，借助此处与水冷振动炉排的高度落差，燃料有一个翻滚下落的过程，由于下段前墙膜式壁19上设有弯折段，燃料受到弯折段的阻挡，顺着弯折段向下掉落，可以保证所有燃料全部掉落到水冷振动炉排上而不至于掉落到炉排底部，在掉落过程中延长燃料在空中停留时间，进一步预热、干燥，同时增加燃料的透气性能，充分混合助燃氧，进一步增加燃料在整个炉膛布料的均匀性。燃料掉落到水冷振动炉排的高端后着火燃烧，水冷振动炉排驱动机构以一定频率做间歇性运动，随着水冷振动炉排驱动机构的运动，带动整个水冷振动炉排震动，同时带动炉排上的燃料边燃烧边向下运动，而新的燃料则不断由固定炉排4掉落补充，最终燃尽的燃料灰渣等由水冷振动炉排下端的排渣口掉落进捞渣机，完成整个燃烧过程。

本实施例中，炉排及管道中的水的流程如下：

水通过下降管由锅筒进入左、右侧水冷集箱，左、右侧水冷集箱中间由前墙下集箱和底部连接管相连，水由左、右侧水冷集箱分别进入底部连接管和前墙下集箱，进入底部连接管的水通过与底部连接管相连的下部挠性管进入水冷炉排进口集箱，再通过水冷振动炉排进入水冷炉排出口集箱，然后通过上部挠性管进入固定炉排下集箱7，之后依次通过固定炉排4、给料口下集箱6、连接管11进入给料口上集箱10，然后分为两路，一路经过上段前墙膜式壁18进入前墙上集箱；另一路依次通过水冷密封装置的膜式壁、水冷密封装置出口集箱、引出管进入锅筒；进入前墙下集箱的水向上通过下段前墙膜式壁19进入固定炉排下集箱7，两路水在固定炉排下集箱7合并、混合，完成整个炉排部分的水流程。

以上所列举的实施方式仅供理解本实用新型之用，并非是对本实用新型所描述的技术方案的限制，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。

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