專利名稱：一種綜合利用秸稈成型生物質(zhì)燃料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種綜合利用秸桿成型生物質(zhì)燃料的方法。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)能是由植物的光合作用固定于地球上的太陽能，是一種典型的可再生能源。利用生物質(zhì)能源替代石油、煤炭和天然氣等燃料生產(chǎn)電力，可減少對礦物能源的依賴，保護(hù)國家能源資源，減輕能源消費(fèi)給環(huán)境造成的污染。我國SO2排放空間有限，全國每年燃煤超過7億噸，SO2的排放量就已達(dá)到上限。由于SO2的污染,酸雨已危害30%的國土面積。2003年僅酸雨危害這一項(xiàng)使農(nóng)、林作物損失高達(dá)220億元，SO2的污染更危及人民身體健康。由于生物質(zhì)中硫的含量僅是煤的1/10左右，故利用農(nóng)林廢棄物(秸桿)發(fā)電可以大大減少SO2的排放。農(nóng)林廢棄物(秸桿)發(fā)電產(chǎn)生的CO2，在農(nóng)作物生長過程中通過光合作用又被農(nóng)作物吸收，循環(huán)使用。因此，利用農(nóng)林廢棄物(秸桿)發(fā)電CO2排放量可視為零，可以大量地減少溫室氣體CO2對環(huán)境的影響。目前我國大多生物質(zhì)能源以直接燃燒的利用方式為主，總的利用效率低于10%，造成了巨大的資源浪費(fèi)。隨著農(nóng)民生活水平的提高和新農(nóng)村建設(shè)的推進(jìn)，農(nóng)民逐步使用液化氣，作為燃料的秸桿被大量替代，形成大量剩余，被殘留在田間直接焚燒，焚燒產(chǎn)生大量煙霧影響交通安全，既浪費(fèi)了寶貴的資源，又嚴(yán)重地污染了環(huán)境，同時(shí)還會引起火災(zāi)和人身燒傷事故。通過生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)可以高效地利用生物質(zhì)能源，生產(chǎn)各種清潔燃料，替代煤炭、石油和天然氣等燃料產(chǎn)生電力，從而減少對礦物能源的依賴，保護(hù)國家能源資源，減輕能源消費(fèi)給環(huán)境造成的污染。生物質(zhì)發(fā)電工程是實(shí)現(xiàn)農(nóng)林廢棄物，特別是秸桿的工業(yè)化方式綜合利用的有效途徑，可實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)肥料的高品質(zhì)應(yīng)用，同時(shí)農(nóng)民將生物質(zhì)廢料出售給生物質(zhì)發(fā)電廠，還可增加收入，而生物質(zhì)燃料的運(yùn)輸、加工成品也能增加當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)機(jī)會。清潔、高效地利用廢棄生物質(zhì)發(fā)電、供熱，可以保護(hù)環(huán)境，減少污染，節(jié)約能源，對增加農(nóng)民收入和生活水平，改善當(dāng)?shù)氐耐顿Y環(huán)境都具有重要意義，是一項(xiàng)利國利民的措施，也是符合國家產(chǎn)業(yè)政策的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種安全、高效、經(jīng)濟(jì)的綜合利用秸桿成型生物質(zhì)燃料的方法。這種綜合利用秸桿成型生物質(zhì)燃料的方法為將由秸桿粉碎并擠壓成型而制得的成型生物質(zhì)燃料投入生物質(zhì)直燃鍋爐，成型生物質(zhì)燃料燃燒得到的渣和灰由加濕攪拌包裝機(jī)處理后作為鉀肥燃料使用，鍋爐產(chǎn)生的部分蒸汽通過汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)發(fā)電，所產(chǎn)生的電被輸入電網(wǎng)，而通過汽輪機(jī)做功后的部分低品位的蒸汽被抽出用于供熱，其余部分蒸汽繼續(xù)由汽輪機(jī)做功后通過冷凝器冷凝成凝結(jié)水后回鍋爐使用。
其中，生物質(zhì)直燃鍋爐采用M型多煙道爐型結(jié)構(gòu)，爐膛部分為三個爐室，第一爐室為燃燒室，在爐膛出口處設(shè)置了屏式過熱器，第二爐室為冷卻室，在冷卻室布置了高溫過熱器，第三爐室為中、低溫過熱器室，布置了中溫過熱器和低溫過熱器，屏式過熱器和高溫過熱器的結(jié)構(gòu)管束呈W形布置；爐膛下部的前墻的給料機(jī)上部和對應(yīng)的后墻設(shè)置了前拱和后拱，所述前拱的垂直高度比后拱高O. 2-0. 8m，前拱的上半段與水平方向夾角為30-70°，前拱的下半段與水平方向的夾角為20-60°，后拱的上半段與水平方向的夾角為15-60°，后拱的下半段與水平方向的夾角為35-75°，前拱和后拱均由膜式壁組成，并且在前拱和后拱以及給料器下設(shè)置了四層二次風(fēng)，直燃鍋爐的尾部采用光管式省煤器和管式空氣預(yù)熱器，爐膛底部設(shè)置水冷振動爐排，水冷振動爐排與水平呈25度的夾角，水冷爐排面上開有小孔，水冷振動爐排按照生物質(zhì)在爐膛深度方向的走向分成三個區(qū)干燥初始燃燒區(qū)、主燃區(qū)和燃盡區(qū)，整個爐排平均開孔率為a=2. 5-3%，三個區(qū)的平均開孔率分別為(O. 8-1) a、(1. 2-1. 6) a、(O. 5-0. 6) a ;爐排在物料移動方向上的長度為L，干燥初始燃燒區(qū)、主燃區(qū)和燃盡區(qū)在物料移動方向上的長度為(l/5-2/5)L、(2/5-3/5)L, (1/5-2/5)L ;爐排下方為一次風(fēng)室和出渣斗。煙氣從爐膛帶走的部分灰經(jīng)過冷卻室至過熱器室180°轉(zhuǎn)彎分離后，落入底部出灰口，落入出灰口的這部分灰通過灰斗和連接管也被接入冷渣機(jī)，煙氣攜帶的灰由吸風(fēng)機(jī)引入旋風(fēng)分離器和布袋除塵器進(jìn)行二級除塵，此后煙氣通過煙 排入大氣，收集的灰經(jīng)倉泵輸入灰?guī)?，渣和灰由加濕攪拌包裝機(jī)處理后作為鉀肥燃料使用。進(jìn)一步的，鍋爐用冷卻水為常溫低壓的除鹽水，并且冷卻后的水補(bǔ)入除氧器。進(jìn)一步的，同時(shí)干燥初始燃燒區(qū)在爐膛寬度方向上根據(jù)生物質(zhì)給料量的多少分成三個區(qū)，I區(qū)、II區(qū)和III區(qū)，最靠近給料口的I區(qū)的開孔率為(l-1.2)a，最遠(yuǎn)離給料口的III區(qū)開孔率為O. 3-0. 4a，II區(qū)開孔率為(O. 5-1.1) a。進(jìn)一步的，鍋爐配有火檢孔查看秸桿堆積、著火和燃燒情況；并配有熄火滅火保護(hù)。進(jìn)一步的，鍋爐配有爐膛工業(yè)電視檢查全爐膛火焰以及配有水位工業(yè)電視，檢測鍋筒水位。通過汽輪機(jī)做功后的部分低品位的蒸汽被抽出用于供熱，其余部分低品位的蒸汽繼續(xù)由汽輪機(jī)做功后通過冷凝器冷凝成凝結(jié)水后回鍋爐使用。爐膛出口煙溫為900°C以下。高溫過熱器采用高鉻高鎳耐腐蝕的合金鋼材料制成，型號為SA213-TP347H，中溫過熱器的材質(zhì)選用為12CrlMoWG。鍋爐采用兩副振動爐排，各配以獨(dú)立的驅(qū)動裝置；鍋爐出渣方式為干式或濕式。生物質(zhì)直燃鍋爐的選擇，是確保成型生物質(zhì)發(fā)電高效、經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵，生物質(zhì)燃料如稻殼、木屑、甘蔗渣等比較適合選用流化床鍋爐，因?yàn)槿紵耆?，雖然電耗高，總體經(jīng)濟(jì)性還比較合適。但是生物質(zhì)燃料如農(nóng)業(yè)秸桿、林業(yè)廢棄物等灰中K、Na和Cl含量較高時(shí)，采用流化床燃燒最大的難題就是床料選擇和給料問題，許多農(nóng)業(yè)廢物在流化床燃燒過程中，可能發(fā)生燒結(jié)現(xiàn)象。例如稻草、麥草的軟化溫度在800°C左右，玉米桿的軟化溫度在1050°C左右。砂子雖是最廉價(jià)的床料，但砂子主要成分是Si02，在床溫800°C以上時(shí)會與K、Na反應(yīng)生成低熔點(diǎn)的玻璃，很容易造成床料粘結(jié)，流化床一旦結(jié)渣，則床內(nèi)溫度梯度和床壓波動開始形成，隨著給料的繼續(xù)和結(jié)渣程度的加劇，最終將導(dǎo)致整個床層流化失敗。給料問題是最麻煩的問題，因?yàn)檠h(huán)流化床為正壓燃燒，給料點(diǎn)通常為微正壓，很容易出現(xiàn)回火現(xiàn)象，造成火災(zāi)安全隱患。此外，循環(huán)流化床還存在的另一個問題是出力較低，主要是因?yàn)榻Y(jié)焦風(fēng)險(xiǎn)使得運(yùn)行溫度較低。同時(shí)需經(jīng)常補(bǔ)充調(diào)換床料，影響熱效率。還有就是磨損問題和分離器內(nèi)出現(xiàn)結(jié)焦再燃現(xiàn)象也比較普遍。而由于秸桿揮發(fā)份很高，燃料中的灰份相對較少，燃燒后對爐排沒有保護(hù)，加上很多秸桿的易結(jié)焦性，對秸桿進(jìn)行燃燒時(shí)也不宜采用鏈條爐排式鍋爐。為了克服流化床和鏈條床的這些缺點(diǎn)，本發(fā)明使用水冷振動爐排鍋爐結(jié)構(gòu)，水冷振動爐排鍋爐形式，燃料適應(yīng)性強(qiáng)，秸桿只需簡單預(yù)處理即可入爐，而且磨損幾乎沒有(除非人為摻雜泥土雜質(zhì)，也可通過采取相應(yīng)的防磨措施解決)。高溫高壓生物質(zhì)直燃鍋爐為了確保較高的發(fā)電效率，對爐排鍋爐本體爐膛部分布言，隨著鍋爐參數(shù)(溫度、壓力)的提高，受熱面的膨脹量會相應(yīng)增加，爐膛與爐排間密封更難處理，對鍋爐的運(yùn)行影響很大，所以宜采用支撐式結(jié)構(gòu)鍋爐，以解決鍋爐密封問題。鍋爐采用M型多煙道爐型結(jié)構(gòu)，以布置足夠的受熱面，并將二、三煙道中積灰返回爐膛，防止尾部受熱面積灰。采用較小的爐膛斷面熱負(fù)荷和爐膛容積熱負(fù)荷，有利于秸桿的燃盡和防止水冷壁結(jié)焦。水冷振動爐排與水平呈25°的夾角，水冷爐排面上開有小孔，小孔的分區(qū)控制小孔開孔率的方式，能夠保證爐膛長度和寬度方向上燃燒均勻充分，其中寬度方向上的I區(qū)、II區(qū)和III區(qū)的劃分可由技術(shù)人員根據(jù)物料的技術(shù)情況而靈活掌握，并無特定的限制。在爐排上部的燃燒室上方采用前后拱結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)熱煙氣的擾動，有助于低負(fù)荷的穩(wěn)燃，同時(shí)有效地阻止飛灰上揚(yáng)，減輕尾部受熱面的積灰；前后拱的組合結(jié)合角度的設(shè)置，可以促進(jìn)前拱和后拱之間的氣體流動，使得氣流能夠充分混合，同時(shí)增加了燃料釋放的揮發(fā)份在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間，使得揮發(fā)份能夠在爐膛下方及時(shí)燃燒，提高了爐膛的溫度，也有利于爐排上方燃料的燃燒。選取較低的爐膛出口煙溫，控制在900°C以下，可防止?fàn)t膛出口結(jié)焦。在直燃爐燃燒過程中，燃燒溫度控制在870_1200°C，在該溫度范圍燃燒效率高，可提聞熱利用率。高溫過熱器采用寬節(jié)距布置，防止高溫過熱器積灰。過熱系統(tǒng)分三級布置，汽溫可靈活調(diào)節(jié)。由低溫段過熱器一經(jīng)一級噴水減溫一中溫段過熱器一經(jīng)二級噴水減溫一高溫段過熱器，屏式過熱器和高溫過熱器的結(jié)構(gòu)管束呈W形布置，這樣蒸汽在管內(nèi)僅為由上而下，再向上做二回程流動，這樣可有效減輕在受熱面上的結(jié)渣。高溫過熱器采用高鉻高鎳耐腐蝕的進(jìn)口合金鋼材料SA213-TP347H，中溫過熱器材質(zhì)選用 12 Cr IMoWG。為了防止低溫腐蝕的產(chǎn)生，在空氣預(yù)熱器冷段采用了搪瓷管，并且臥式布置便于吹灰。在爐膛和各級對流受熱面處布置足夠的吹灰設(shè)備，保證受熱面不積灰；鍋爐宜采用兩副振動爐排，配以獨(dú)立的驅(qū)動裝置，當(dāng)任何一側(cè)爐排發(fā)生故障時(shí)，可以不停爐使負(fù)荷在60%以上穩(wěn)定運(yùn)行?？刹捎酶墒交驖袷匠鲈绞?。鍋爐燃燒設(shè)備由爐前星形溜管給料機(jī)、水冷振動爐排、一、二次風(fēng)管等設(shè)備組成。成型生物質(zhì)燃料應(yīng)采用星形溜管給料設(shè)備，因?yàn)槠涿芊庑愿谩ｅ仩t選擇合適的一、二次風(fēng)配比及風(fēng)壓，根據(jù)不同的燃料選擇爐排的振動頻率和振動時(shí)間，合理組織鍋爐燃燒。在給料口設(shè)置一定量的密封風(fēng)，在給料機(jī)上部布置電動(或氣動)防火門，另有觀察孔、消防水龍頭等。由于成型生物質(zhì)燃料主要以秸桿為原料壓縮加工而成，含硫量為O. 12%左右，含氮量為O. 5%左右，燃燒產(chǎn)生的煙氣中的SO2和NOx濃度相對較低，不需處理能滿足《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB13223-2003第III時(shí)段標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此暫不考慮建設(shè)脫硫、脫硝裝置，煙氣只需設(shè)置高效的除塵裝置處理后即可通過煙囪排入大氣。又由于生物質(zhì)燃燒后產(chǎn)生的灰塵具有高比電阻，采用電除塵器收塵比較困難，應(yīng)采用布袋除塵裝置，同時(shí)考慮到燃燒生物質(zhì)燃料排煙溫度較高，為確保布袋除塵器使用安全和壽命，應(yīng)在布袋除塵器之前增設(shè)旋風(fēng)分離器?，F(xiàn)有生物質(zhì)直燃鍋爐均采用秸桿粉碎料直接作燃料，大多采用直噴懸浮燃燒方式，往往造成秸桿屑燃燒不充分，部分未燃盡的秸桿屑來不及燃燒就以原料和木碳的形式經(jīng)煙道排出，浪費(fèi)了燃料資源，影響了燃燒效率，也使煙氣灰濃度增加，造成省煤器堵灰，排煙溫度高等問題；本工藝采用層燃與懸浮燃燒相結(jié)合，以成型生物質(zhì)燃料在爐排面上層燃為主，成型生物質(zhì)經(jīng)過爐排面上三次翻動，燃燒更為充分，同時(shí)細(xì)小秸桿顆粒懸浮在爐膛中，在二次風(fēng)的撓動下充分燃燒，降低了排煙溫度，提高了熱效率，同時(shí)成型生物質(zhì)作燃料，有效改善衛(wèi)生條件?，F(xiàn)有采用水冷式振動爐排的生物質(zhì)直燃發(fā)電鍋爐，其冷卻水是采用鍋爐本體水系統(tǒng)的水作冷卻，往往是與省煤器相連，隨著大型生物質(zhì)直燃鍋爐參數(shù)的提高(往往采用高溫高壓)，這樣爐排冷卻水往往是150°C以上高壓水，這樣對爐運(yùn)行安全和穩(wěn)定構(gòu)成嚴(yán)重危險(xiǎn)。所以，本工藝水冷振動爐排采用常溫低壓的除鹽水作冷卻水，冷卻后的水補(bǔ)入除氧器，確保運(yùn)行安全，降低鍋爐造價(jià)。本發(fā)明的方法通過設(shè)備和工藝參數(shù)的選擇的綜合優(yōu)化達(dá)到了使得秸桿安全高效直燃發(fā)電，并用于供熱和合理回收，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)安全的技術(shù)效果，解決了鍋爐防腐、防焦、防積灰和防爐排燒損等問題，確保了系統(tǒng)的高效運(yùn)行。本發(fā)明首先將農(nóng)林廢棄物(秸桿)在產(chǎn)地壓縮加工成型燃料進(jìn)行收集、儲存、運(yùn)輸，保持了農(nóng)林廢棄物(秸桿)揮發(fā)性高，易燃燒等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)成型生物質(zhì)燃料的熱值得以長時(shí)間保存，解決了農(nóng)林廢棄物(秸桿)具有重量輕、體積大、分布面積廣、收獲具季節(jié)性等特點(diǎn)和存在收集、儲存、運(yùn)輸、防火等難題；成型后的生物質(zhì)燃料解決了入爐時(shí)容易蓬住、卡住等難題，燃燒性能得到了極大改善，利用效率得到提高，保證機(jī)組長期滿負(fù)荷穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本發(fā)明工藝系統(tǒng)中采用水冷振動爐排生物質(zhì)直燃鍋爐，操作方便，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)安全，有較全面的安全保護(hù)措施，燃料適應(yīng)性強(qiáng)，很好解決了鍋爐防腐、防焦、防積灰和防爐排燒損等問題，確保系統(tǒng)聞效運(yùn)行。如采用該工藝系統(tǒng)建設(shè)I臺25MW成型生物質(zhì)燃料發(fā)電項(xiàng)目，每年可綜合利用農(nóng)林廢棄物(秸桿)約25萬噸(折合標(biāo)煤約13. 5萬噸)，實(shí)現(xiàn)年減排CO2約27萬噸，同時(shí)增加農(nóng)民收入和擴(kuò)大農(nóng)民就業(yè)，是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的有效手段。


本發(fā)明現(xiàn)在在附圖中進(jìn)行更詳細(xì)地描繪，其中:圖1為綜合利用秸桿成型生物質(zhì)燃料的流程圖。圖2為生物質(zhì)燃料鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為冷渣機(jī)的結(jié)構(gòu)放大圖。圖4為水冷振動爐排干燥初始燃燒區(qū)的剖面示意圖。對附圖標(biāo)記作以下說明:13星形給料器 14生物質(zhì)直燃鍋爐 15碎渣機(jī)16冷渣機(jī)17旋風(fēng)分離器 18布袋除塵器 19倉泵 20吸風(fēng)器21煙囪22灰?guī)?3加濕攪拌包裝機(jī)24汽輪機(jī)25冷
凝器

26發(fā)電機(jī)141給料口A屏式過熱器B高溫過熱器C中溫過熱器 D低溫過熱器E前拱F后拱G 二次風(fēng)H光管式節(jié)煤器I空氣預(yù)熱器J水冷振動爐排 K 一次風(fēng)室 L出渣斗M推桿N驅(qū)動系統(tǒng)P出灰口Jk小孔
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖1-4，一種綜合利用秸桿成型生物質(zhì)燃料的方法，將由秸桿粉碎并擠壓成型而制得的成型生物質(zhì)燃料通過星形給料器13投入生物質(zhì)直燃鍋爐14的給料口 141，成型生物質(zhì)燃料燃燒得到的渣和灰由加濕攪拌包裝機(jī)23后作為鉀肥燃料使用，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽通過汽輪機(jī)24和發(fā)電機(jī)26發(fā)電，所產(chǎn)生的電被輸入電網(wǎng)，而通過汽輪機(jī)24做功后的部分低品位的蒸汽被抽出用于供熱，其余部分蒸汽繼續(xù)由汽輪機(jī)24做功后通過冷凝器25冷凝成凝結(jié)水后回鍋爐使用，其中生物質(zhì)直燃鍋爐14采用層燃和懸浮相結(jié)合的方式對由秸桿粉碎并擠壓成型的生物質(zhì)進(jìn)行燃燒，生物質(zhì)直燃鍋爐14為高溫高壓燃燒鍋爐，其采用M型多煙道爐型結(jié)構(gòu)，膛部分為三個爐室，其中第一爐室為燃燒室，在爐膛出口處設(shè)置了屏式過熱器A，第二室為冷卻室，在冷卻室布置了高溫過熱器B，第三室為中、低溫過熱器室，布置了中溫過熱器C和低溫過熱器D，屏式過熱器和高溫過熱器的結(jié)構(gòu)管束呈W形布置；爐膛下部的前墻的給料口 141上部和對應(yīng)的后墻設(shè)置了前拱E和后拱F。所述前拱E的垂直高度比后拱E高0.2-0.8m，優(yōu)選高出0.5m ;前拱E的上半段與水平方向夾角為30-70° (優(yōu)選為60° ;前拱E的下半段與水平方向的夾角為20-60°，優(yōu)選為50° ;后拱E的上半段與水平方向的夾角為15-60°，優(yōu)選為50° ;后拱E的下半段與水平方向的夾角為35-75°，優(yōu)選為60°。前拱E和后拱E均由膜式壁組成，并且在前拱E和后拱F以及給料器下設(shè)置了四層二次風(fēng)G，直燃鍋爐的尾部采用光管式省煤器H和管式空氣預(yù)熱器I，爐膛底部設(shè)置水冷振動爐排J，水冷振動爐排J與水平呈25度的夾角，水冷爐排面上開有小孔Jk，水冷爐排按照生物質(zhì)在爐膛深度方向的走向分成三個區(qū):干燥初始燃燒區(qū)、主燃區(qū)和燃盡區(qū)，整個爐排平均開孔率為a=2.5-3%，三個區(qū)的平均開孔率分別為(0.8-1) a、(1.2-1.6) a、(0.5-0.6)a ;爐排在物料移動方向上的長度為L，干燥初始燃燒區(qū)、主燃區(qū)和燃盡區(qū)在物料移動方向上的長度為(l/5-2/5)L、(2/5-3/5)L, (1/5-2/5)L ;同時(shí)干燥初始燃燒區(qū)在爐膛寬度方向上根據(jù)生物質(zhì)給料量的多少分成三個區(qū)，I區(qū)、II區(qū)和III區(qū)，最靠近給料口 141的I區(qū)的開孔率為(1-1. 2) a，最遠(yuǎn)離給料口 141的III區(qū)開孔率為(O. 3-0. 4) a, II區(qū)開孔率為(O. 5-1. l)a，爐排下方為一次風(fēng)室K和出渣斗L，成型生物質(zhì)燃料燃燒生成的渣從爐排后排渣口進(jìn)入碎渣機(jī)15，經(jīng)碎渣機(jī)15破碎后進(jìn)入冷渣機(jī)16，經(jīng)冷卻被送至包裝車間與灰一起包裝利用，鍋爐除渣方式可為干式，也可選擇為濕式，在直燃爐燃燒過程中，燃燒溫度控制在870-1200°C，鍋爐用冷卻水為常溫除鹽水，并且冷卻后的水補(bǔ)入除氧器。鍋爐配有火檢孔查看秸桿堆積、著火和燃燒情況；配有熄火滅火保護(hù)，并且配有爐膛工業(yè)電視檢查全爐膛火焰；還配備了水位工業(yè)電視，用于檢測鍋筒水位。煙氣從爐膛帶走的部分灰經(jīng)過冷卻室至過熱器室180°轉(zhuǎn)彎分離后，落入底部出灰口 P，落入出灰口 P的這部分灰通過灰斗和連接管也被接入冷渣機(jī)16，煙氣攜帶的灰由吸風(fēng)機(jī)20引入旋風(fēng)分離器17和布袋除塵器18進(jìn)行二級除塵，此后煙氣通過煙 21排入大氣，收集的灰經(jīng)倉泵19輸入灰?guī)?2，渣和灰由加濕攪拌包裝機(jī)處理后作為鉀肥燃料使用。鍋爐產(chǎn)生的蒸汽通主要過汽輪機(jī)24和發(fā)電機(jī)26發(fā)電，所產(chǎn)生的電被輸入電網(wǎng)；沒有被轉(zhuǎn)化為電能的蒸汽中，通過汽輪機(jī)24做功后的部分低品位的蒸汽被抽出用于供熱，其余部分低品位蒸汽則繼續(xù)由汽輪機(jī)24做功后通過冷凝器25冷凝成凝結(jié)水后回鍋爐使用。本實(shí)施例中，鍋爐中的生物質(zhì)燃料可以充分燃燒，冷渣機(jī)中的渣幾乎不含殘存的生物質(zhì)燃料和木碳等未未完全燃燒的產(chǎn)物。對比例I對比例I與實(shí)施例1的區(qū)別在于對比例I中水冷振動爐排(J)與水平呈22度的夾角，加入相同量的成型生物質(zhì)燃料，在水冷振動爐排(J)振動頻率相同的情況下，燃燒結(jié)束時(shí)，水冷振動爐排(J)上會積存薄薄一層的成型生物質(zhì)燃料燃燒生成的渣，而實(shí)施例1中幾乎沒有渣積存。對比例2對比例2與實(shí)施例1的區(qū)別在于對比例2中整個爐排平均開孔率為a=_l. 5-2%,三個區(qū)的平均開孔率分別為(O. 8-1) a、(1. 2-1. 6) a、(O. 5-0. 6) a ;相同重量的生物質(zhì)燃料的產(chǎn)生的電比實(shí)施例1減少3. 1%，經(jīng)檢測冷渣機(jī)里的灰渣中木碳的含量為6%，而實(shí)施例1中為O. 1%。
權(quán)利要求
1.一種綜合利用秸桿成型生物質(zhì)燃料的方法，其特征在于，將由秸桿粉碎并擠壓成型而制得的成型生物質(zhì)燃料投入生物質(zhì)直燃鍋爐(14)，成型生物質(zhì)燃料燃燒得到的渣和灰由加濕攪拌包裝機(jī)處理后作為鉀肥燃料使用，鍋爐(14)產(chǎn)生的部分蒸汽通過汽輪機(jī)(24)和發(fā)電機(jī)(26)發(fā)電，所產(chǎn)生的電被輸入電網(wǎng)，而通過汽輪機(jī)(24)做功后的部分低品位的蒸汽被抽出用于供熱，其余部分蒸汽繼續(xù)由汽輪機(jī)(24)做功后通過冷凝器冷凝成凝結(jié)水后回鍋爐(14)使用， 其中，生物質(zhì)直燃鍋爐(14)采用M型多煙道爐型結(jié)構(gòu)，爐膛部分為三個爐室，第一爐室為燃燒室，在爐膛出口處設(shè)置了屏式過熱器(A)，第二爐室為冷卻室，在冷卻室布置了高溫過熱器(B)，第三爐室為中、低溫過熱器室，布置了中溫過熱器(C)和低溫過熱器(D)，屏式過熱器(A)和高溫過熱器(B)的結(jié)構(gòu)管束呈W形布置；爐膛下部的前墻的給料口(141)上部和對應(yīng)的后墻設(shè)置了前拱(E)和后拱(F)，所述前拱(E)的垂直高度比后拱(F)高0.2-0.8m，前拱(E)的上半段與水平方向夾角為30-70°，前拱(E)的下半段與水平方向的夾角為20-60°，后拱(F)的上半段與水平方向的夾角為15-60°，后拱(F)的下半段與水平方向的夾角為35-75°，前拱(E)和后拱(F)均由膜式壁組成，并且在前拱(E)和后拱(F)以及給料器下設(shè)置了四層二次風(fēng)(G)，直燃鍋爐(14)的尾部采用光管式省煤器(H)和管式空氣預(yù)熱器(I )，爐膛底部設(shè)置水冷振動爐排(J)，水冷振動爐排(J)與水平呈25度的夾角，水冷爐排面上開有小孔(Jk)，水冷振動爐排按照生物質(zhì)在爐膛深度方向的走向分成三個區(qū):干燥初始燃燒區(qū)、主燃區(qū) 和燃盡區(qū)，整個爐排平均開孔率為a=2.5-3%，三個區(qū)的平均開孔率分別為(0.8-1) a、(1.2-1.6) a、(0.5-0.6) a ;爐排在物料移動方向上的長度為L，干燥初始燃燒區(qū)、主燃區(qū)和燃盡區(qū)在物料移動方向上的長度為(l/5-2/5)L、(2/5-3/5)L、(1/5-2/5)L ;爐排下方為一次風(fēng)室(K)和出渣斗(L)； 煙氣從爐膛帶走的部分灰經(jīng)過冷卻室至過熱器室180°轉(zhuǎn)彎分離后，落入底部出灰口(P)，落入出灰口(P)的這部分灰通過灰斗和連接管也被接入冷渣機(jī)(16)，煙氣攜帶的灰由吸風(fēng)機(jī)(20)引入旋風(fēng)分離器(17)和布袋除塵器(18)進(jìn)行二級除塵，此后煙氣通過煙囪(21)排入大氣，收集的灰經(jīng)倉泵(19 )輸入灰?guī)?22 )，渣和灰由加濕攪拌包裝機(jī)(23 )處理后作為鉀肥燃料使用。
2.如權(quán)利要求1所述的綜合利用秸桿成型生物質(zhì)燃料的方法，其特征在于，鍋爐(14)中使用常溫的除鹽水作為冷卻水，并且冷卻后的水補(bǔ)入除氧器。
3.如權(quán)利要求1-2任一所述的綜合利用秸桿成型生物質(zhì)燃料的方法，其特征在于，所述干燥初始燃燒區(qū)在爐膛寬度方向上根據(jù)生物質(zhì)給料量的多少分成三個區(qū)，I區(qū)、II區(qū)和III區(qū)，最靠近給料口(141)的I區(qū)的開孔率為(1-1.2)a，最遠(yuǎn)離給料口(141)的III區(qū)開孔率為(0.3-0.4) a, II區(qū)開孔率為(0.5-1.1) a。
4.如權(quán)利要求1-2任一所述的綜合利用秸桿成型生物質(zhì)燃料的方法，其特征在于，鍋爐(14)中配有火檢孔查看秸桿堆積、著火和燃燒情況，并配有熄火滅火保護(hù)。
5.如權(quán)利要求1-2任一所述的綜合利用秸桿成型生物質(zhì)燃料的方法，其特征在于，鍋爐(14)配有爐膛工業(yè)電視檢查全爐膛火焰。
6.如權(quán)利要求1-4任一所述的綜合利用秸桿成型生物質(zhì)燃料的方法，其特征在于，鍋爐(14)配有水位工業(yè)電視，檢測鍋筒水位。
7.如權(quán)利要求1-5任一所述所述的綜合利用秸桿成型生物質(zhì)燃料的方法，其特征在于，爐膛出口煙溫為900 °C以下。
8.如權(quán)利要求1-6任一所述的綜合利用秸桿成型生物質(zhì)燃料的方法，其特征在于，高溫過熱器(B)采用高鉻高鎳耐腐蝕的合金鋼材料制成，型號為SA213-TP347H，中溫過熱器的材質(zhì)選用為12CrlMoWG。
9.如權(quán)利要求1-7任一所述的綜合利用秸桿成型生物質(zhì)燃料的方法，其特征在于，鍋爐(14)采用兩副振動爐排，各配以獨(dú)立的驅(qū)動裝置。
10.如權(quán)利要求1-8任一所述 的所述的綜合利用秸桿成型生物質(zhì)燃料的方法，鍋爐(14)出渣方式為干式或濕式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種綜合利用秸稈成型生物質(zhì)燃料的方法。將由秸稈粉碎并擠壓成型而制得的成型生物質(zhì)燃料投入生物質(zhì)直燃鍋爐，成型生物質(zhì)燃料燃燒得到的渣和灰由加濕攪拌包裝機(jī)處理后作為鉀肥燃料使用，鍋爐產(chǎn)生的部分蒸汽通過汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)發(fā)電，所產(chǎn)生的電被輸入電網(wǎng)，而通過汽輪機(jī)做功后的部分低品位的蒸汽被抽出用于供熱，其余部分蒸汽繼續(xù)由汽輪機(jī)做功后通過冷凝器冷凝成凝結(jié)水后回鍋爐使用。本發(fā)明的生物質(zhì)直燃鍋爐使用水冷振動爐排鍋爐結(jié)構(gòu)，燃料適應(yīng)性強(qiáng)，秸稈只需簡單預(yù)處理即可入爐，而且磨損幾乎沒有，并且通過改進(jìn)鍋爐結(jié)構(gòu)達(dá)到了綜合利用高效、低成本、清潔的效果。
文檔編號F22B31/08GK103075723SQ20131003642
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者俞保云, 孟志浩, 章平衡, 計(jì)榮林, 莊建發(fā), 胡寧, 吳斌 申請人:嘉興新嘉愛斯熱電有限公司