具有侧吹装置的鼓泡流化床锅炉的制作方法

1.本实用新型涉及鼓泡流化床锅炉技术领域，特别涉及一种具有侧吹装置的鼓泡流化床锅炉。


背景技术：

2.能源及能源所引发的环境问题已经受到全世界的广泛重视，很多国家都在努力尝试重新构筑能源安全与环境保护之间的新型平衡关系。随着能源利用技术的不断进步和居民对生态环境的日趋重视，更加需要建立一个广泛依靠新能源的电力生产方式，在满足社会用电需求的同时，解决当前遇到的环境问题。我国的生物质能的主要来源通常包括农林作物以及农林畜牧业的废弃物等，每年农作物秸秆可收集量每年约6.9亿吨，生物质能源丰富，直接燃烧或堆肥会对水质、空气等环境产生严重破坏，而生物质能源的综合利用不仅能降低污染、净化环境，还能回收能源创造经济效益，符合国家节能减排、废弃物资源化利用和可持续发展的基本国策。
3.将生物质秸秆固化成型后燃烧发电，在我国已经发展多年，我国首台秸秆混燃发电机组已于2005年底在华电国际十里泉发电厂投运，该机组每年可燃烧10万吨秸秆。工业中使用的生物质燃烧炉效率较高，现在主流的直接燃烧技术为流化床锅炉技术，燃烧效率基本接近化石燃料的燃烧效率，并且支持多种形态的生物质燃烧。
4.流化床锅炉是利用生物质燃料燃烧释放的热能驱动发电机进行发电，是我国常见的燃烧生物质的锅炉。流化床锅炉是利用气固流态化燃烧方式生产蒸汽的装置，以所应用的流化状态分为鼓泡流化床锅炉(以鼓泡流态化状态燃烧，称作鼓泡床锅炉或沸腾燃烧炉)和循环流化床锅炉(其燃烧室上部为快速床，下部为鼓泡床。循环流化床锅炉设备装置比鼓泡流化床锅炉复杂很多，燃烧效率比鼓泡流化床锅炉高很多)。
5.循环流化床锅炉与鼓泡流化床锅炉相比：运行流化风速高，性能参数更为优异，在世界范围成为了工业化程度最高的洁净燃烧技术，在生物燃料利用方面发挥了重要作用。而鼓泡流化床锅炉由于结构简单、燃烧效率低，投入使用率比循环流化床锅炉低很多。所以，对于如何提高鼓泡流化床锅炉的燃烧效率是当今的一个技术难题。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种具有侧吹装置的鼓泡流化床锅炉，通过侧吹风装置使鼓泡流化床锅炉的燃烧效率大幅提高，与循环流化床锅炉趋于相同。
7.本实用新型提供一种具有侧吹装置的鼓泡流化床锅炉，包括：
8.侧吹风管，设置于鼓泡流化床锅炉的中下部与所述鼓泡流化床锅炉连通，所述侧吹风管的出风口与所述鼓泡流化床锅炉连通；
9.鼓风机，设置于所述侧吹风管的进风口处，用于向所述侧吹风管吹风。
10.进一步的，所述鼓泡流化床锅炉包括下煤口和\或溢煤口；
11.所述侧吹风管的进风口与鼓泡流化床锅炉的下煤口和\或溢煤口呈90度安装设
置。
12.进一步的，所述鼓泡流化床锅炉包括布风板，所述侧吹风管位于所述布风板上的1米至2米处设置。
13.进一步的，所述侧吹风管的直径为所述溢煤口二分之一。
14.进一步的，所述侧吹风管内设置有外压力传感器，所述外压力用于检测所述侧吹风管内的压力并输出外压力数据。
15.进一步的，所述鼓泡流化床锅炉内设置有内压力传感器，所述内压力用于检测所述鼓泡流化床锅炉内的压力并输出内压力数据。
16.进一步的，所述侧吹风管处设置有进风阀门，所述进风阀门用于控制所述出风口和所述进风口连通或不连通。
17.进一步的，还包括处理装置，分别与所述外压力传感器、内压力传感器、进风阀门以及鼓风机电连接，用于将所述外压力数据与所述内压力数据进行比较控制所述进风阀门以及鼓风机工作。
18.进一步的，所述鼓泡流化床锅炉包括炉膛以及风室，所述风室内设置有风帽以及放渣管；
19.所述炉膛的上部设置有上出口。
20.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
21.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
22.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
23.图1为具有侧吹装置的鼓泡流化床锅炉的正式示意图；
24.图2为具有侧吹装置的鼓泡流化床锅炉的侧视示意图；
25.图3为内压力传感器和外压力传感器的连接结构示意图。
26.附图标记：
27.1、侧吹风管；2、鼓风机；3、进风阀门；4、炉膛；5、溢煤口；6、下煤口；7、风室；8、放渣管；9、风帽；10、上出口。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应
该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
30.应当理解，在本实用新型的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本实用新型实施例的实施过程构成任何限定。
31.应当理解，在本实用新型中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
32.应当理解，在本实用新型中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含a、b和c”、“包含a、b、c”是指a、b、c三者都包含，“包含a、b或c”是指包含a、b、c三者之一，“包含a、b和/或c”是指包含a、b、c三者中任1个或任2个或3个。
33.应当理解，在本实用新型中，“与a对应的b”、“与a相对应的b”、“a与b相对应”或者“b与a相对应”，表示b与a相关联，根据a可以确定b。根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其他信息确定b。a与b的匹配，是a与b的相似度大于或等于预设的阈值。
34.取决于语境，如在此所使用的“若”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。
35.本实用新型实施例提供了一种具有侧吹装置的鼓泡流化床锅炉，其如图1和图2所示，本实用新型专利主要包括在鼓泡流化床锅炉的下煤口6或溢煤口5成90度处，安装一根侧吹风管1(这样设计既利于加工制造，又能使侧吹风风口位于燃烧层的中下方，斜上方向对炉膛4吹风，满足本实用新型的效果需求)，风管口径尺寸为溢煤口5口径的二分之一。经侧吹风管1对鼓泡流化床锅炉炉膛4的斜上方向对炉膛4吹风，风速约为炉膛4内燃料流动速度的1.1倍，即侧吹风压力略大于炉膛4压力(需要在炉膛4和侧吹风管1上安装传感器监测相应的压力值)，从而使侧吹进风越过炉膛燃烧室中部即衰减，侧吹风上下部的压力偏差和风速，扰动了炉膛4内燃料的燃烧平衡，从而使鼓泡流化床锅炉原有的稀相区燃料翻滚、密相区的燃料向上腾起，达到与循环流化床锅炉同样的燃烧效率。
36.其中，鼓泡流化床锅炉包括炉膛4以及风室7，所述风室7内设置有风帽9以及放渣管8，所述炉膛4的上部设置有上出口10。
37.本实用新型为在鼓泡流化床锅炉炉体外侧设计并安装侧吹风管1，侧吹风管1的风口与鼓泡流化床锅炉的下煤口6或溢煤口5成90度，侧吹风管1的风口位于鼓泡流化床锅炉布风板上的1米至2米处(具体尺寸视炉体的外径尺寸定)，侧吹风管1的风口最佳位置处于燃烧层的中下方。侧吹风管1口径为溢煤口5径的二分之一(视炉体尺寸即可锁定侧风管尺寸)。由于鼓泡流化床锅炉炉体尺寸有多种，为提高本实用新型的应用范围，将侧吹风管1的安装位置与口径与炉体主要部件尺寸锁定，通过不同炉体的部件尺寸即可得出本实用新型的侧吹风管1尺寸和安装角度。
38.侧吹风管1斜上方向对炉膛4吹风(斜上角度与下煤口6和溢煤口5的角度相同，即
可锁定侧吹风管1斜上角度)，风速为炉膛4内燃料流动速度的1.1倍，即使侧吹风的风压略大于炉膛4内压力，随着炉膛4压力的变化，可与溢煤口5现成微弱对流。在炉膛4内由于斜向上方向的侧吹，使侧吹气流的下方气体压力小于底层密相区上方的压力，从而使炉膛4底层密相区的燃料向上腾起，激发这些燃料进入原来的稀相区燃烧，从而使原有稀相区的燃料翻滚、密相区的燃料向上腾起，以使燃料悬浮炉膛4燃烧且能吸收足够的侧吹风中的氧气，增加燃烧速度和流化速度，由于额外的氧气注入和燃烧层斜上方气体的流动，消除了鼓泡流化床锅炉原有的燃烧层密相区和稀相区以及沿炉膛4高度分布的气固流场和温度场的突变拐点，解决了鼓泡流化床锅炉原有的料层温差大的结构性缺陷，最终消除了燃烧的密相区和稀相区之分。
39.侧吹风管1内设置有外压力传感器，所述外压力用于检测所述侧吹风管1内的压力并输出外压力数据。
40.在一个实施例中，如图3所示，鼓泡流化床锅炉内设置有内压力传感器，内压力用于检测所述鼓泡流化床锅炉内的压力并输出内压力数据。通过内压力数据可以掌握鼓泡流化床锅炉内的压力数据。
41.侧吹风管1处设置有进风阀门3，所述进风阀门3用于控制所述出风口和所述进风口连通或不连通，可以防止倒灌。通过进风阀门3可以控制侧吹风管1与鼓泡流化床锅炉之间的连通关系，并根据侧吹风管1以及鼓泡流化床锅炉分别的压力数据进行相应的吹风调整。还包括处理装置，分别与所述外压力传感器、内压力传感器、进风阀门3以及鼓风机2电连接，用于将所述外压力数据与所述内压力数据进行比较控制所述进风阀门3以及鼓风机2工作。在本实用新型的实施例中，侧吹风管1斜上方向对炉膛4吹风，使得侧吹风管1内的风速为炉膛4内燃料流动速度的1.1倍，此时炉膛4内的燃烧效率达到最高。
42.侧吹风管1风速为炉膛4内燃料流动速度的1.1倍，即侧吹风压力略高于炉膛4压力，使得侧吹风进风达到炉膛燃烧室中后部即衰减，而不使炉膛4内热风倒灌入风管。
43.在侧吹风管1上设置风压检测装置外压力传感器，检测侧吹风管1管内压力。与风管上的阀门配合使用，防止炉膛4内热风倒灌入侧吹风管1。
44.处理装置，可以根据以下情况或步骤调整进风阀门3以及鼓风机2，包括：
45.1、通过内压力传感器进行检测，得知鼓泡流化床锅炉炉膛4内的内压力达到额定值且稳定时，启动鼓风机2对侧吹风管1供风并同时检测外压力。
46.2、在侧吹风管1内风压的外压力数据d约为炉膛4内压力数据e的1.1倍时，即侧吹风管1风压d略大于炉膛4压力时，开启侧吹风管1阀门，对炉膛4吹风。
47.3、实时监测炉膛4内压力数据和侧吹风管1的外压力数据，并调整侧吹风管1的鼓风机2，维持侧吹风压略大于炉膛4压力，比率约为1.1。
48.综上所述，本项发明产生如下燃烧效果：由于斜向上方向的侧吹风进入炉膛4，使侧吹气流的下方气体压力小于底层密相区上方的压力，从而使炉膛4底层密相区的燃料向上腾起，激发这些燃料进入原来的稀相区燃烧。即侧吹风使原有稀相区的燃料翻滚、密相区的燃料向上腾起，以使燃料悬浮炉膛4燃烧且能吸收足够的侧吹风中的氧气，增加燃烧速度和流化速度。由于额外的氧气注入和燃烧层斜上方气体的流动，消除了鼓泡流化床锅炉原有的燃烧层密相区和稀相区以及沿炉膛4高度分布的气固流场和温度场的突变拐点，解决了原有的料层温差大的结构性缺陷，最终消除了燃烧的密相区和稀相区之分，使鼓泡流化
床锅炉的燃烧效率与循环流化床锅炉等同，且结构简单的多，提高了鼓泡流化床锅炉的应用性。
49.本实用新型仅通过增加了一根侧吹的风管，就使鼓泡流化床锅炉的燃烧效率与循环流化床锅炉等同，而不用再增加像循环流化床锅炉那样的大量附加机械设备，就可将烟气中加带的灰分和未燃尽物，吹回炉膛燃烧室内翻转、继续燃烧，不仅改变了燃烧室内的热量平衡，大大增加了气固流动状态，使固体颗粒停留在炉膛4内的时间大大增强。本实用新型提高了燃料燃烧效率和脱硫催化剂的利用率，达到了循环流化床锅炉的燃烧效率。
50.本实用新型提供的技术方案，以燃烧农作物秸秆的鼓泡流化床锅炉为实用新型针对实体。不仅使鼓泡流化床锅炉的燃烧效率与循环流化床锅炉趋于相同，还因鼓泡流化床锅炉设备成本低、灵活适应不同空间场地的特性而得到市场的占有率，实用性较强。
51.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。