燃煤锅炉改造为生物质锅炉的方法

摘要

本发明公开了一种燃煤锅炉改造为生物质锅炉的方法，该方法包括以下步骤，第一步，在前拱后方、主燃烧室前方设置裂解燃烧室；第二步，在主燃烧室的后方设置二次燃烧室；第三步，在炉体的后方设置烟气余热利用装置，将用于向锅筒中注水的第一水管道从所述烟气余热利用装置中穿过，以利用烟道中排出的烟气对第一水管道中的水预加热；第四步，在烟气余热利用装置上连接除尘器。通过对现有的燃煤锅炉进行改造，使其变成燃烧生物质燃料的生物质锅炉，采用生物质燃料低碳环保、节能；设置烟气余热利用装置对第一水管道进行预加热，热交换效率高，充分利用烟气余热，可以节省燃料。而且不用对现有的燃煤锅炉整体进行替换，投资成本低。

说明书

技术领域

本发明涉及供热锅炉领域，具体涉及燃煤锅炉改造为生物质锅炉的方法。

背景技术

现有的锅炉，大部分采用的是煤作为燃料，利用燃煤产生的高温烟气提供热能。燃烧室内的火焰燃烧的时候，燃烧室中心温度要高于周围温度，并且火焰在随着烟排出时，会带有大量的热量，这样就会造成燃烧产生的热量大量的浪费，并且热交换效率较低。燃煤锅炉能耗大、烟尘污染严重。例如中国专利CN102661604A(申请公布日为2012.09.12)公开了一种具有节能减排功能的链条锅炉，该锅炉包括内设炉膛的炉体、锅筒、链条炉排，锅筒设于炉膛的顶部，链条炉排设于炉膛的底部。炉膛内前后设有前拱和后拱，前拱的前部设有进煤料斗。炉膛的底部连接有除渣沟。链条炉排下方设有一次风室，给炉膛燃料供氧。燃煤锅炉由于二氧化硫、氮化物排放浓度高，难以达到国家日益严格的环保要求，脱硫、脱硝改造的投资和运行成本高，且不能从根本上解决污染问题。生物质能源属于清洁可再生能源，资源量大，且挥发分高、着火点低、二氧化碳排放接近零，是煤的理想替代能源。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃煤锅炉改造为生物质锅炉的方法，以解决现有的燃煤锅炉污染严重、烟气热量不能充分利用的技术问题。

为了实现以上目的，本发明燃煤锅炉改造为生物质锅炉的方法的技术方案如下：该方法包括以下步骤，第一步，在前拱后方、主燃烧室前方设置裂解燃烧室，裂解燃烧室位于链条炉排的上方；第二步，在主燃烧室的后方设置二次燃烧室，二次燃烧室由后拱、烟墙、侧拱形成；第三步，在炉体的后方设置烟气余热利用装置，烟气余热利用装置与锅炉的烟道连通，将用于向锅筒中注水的第一水管道从所述烟气余热利用装置中穿过，以利用烟道中排出的烟气对第一水管道中的水预加热；第四步，在烟气余热利用装置上连接除尘器，换热后的烟气进入除尘器进行除尘。

在前拱、后拱上安装二次配风管，以促进生物质燃料燃烧。

在所述裂解燃烧室的两侧炉墙中的至少一个上安装变压吸附富氧喷头，以提高裂解燃烧室中的氧含量。

在所述主燃烧室的后拱上安装变压吸附富氧燃烧喷头。

所述烟气余热利用装置包括前后布置的高温腔室、低温腔室，所述第一水管道从高温腔室中穿过，高温腔室中的高温烟气对第一水管道中的水进行间断加热，低温腔室设置有第二水管道，所述第二水管道的进水口、出水口均与同一个水箱连接，利用低温腔室中烟气热量对水箱中的水持续加热。

所述第一水管道的进水口连接在所述水箱上。

在裂解燃烧室的前方设置水冷进料调节板，所述水冷进料调节板具有中空的储水腔，所述储水腔与第二水管道连通。

所述除尘器采用脉冲袋式除尘器。

本发明的有益效果：通过对现有的燃煤锅炉进行改造，使其变成燃烧生物质燃料的生物质锅炉，采用生物质燃料低碳环保、节能；设置烟气余热利用装置对第一水管道进行预加热，热交换效率高，充分利用烟气余热，可以节省燃料。而且不用对现有的燃煤锅炉整体进行替换，投资成本低。

附图说明

图1是本发明实施例中生物质锅炉的结构示意图；

图2是图1中锅炉的烟气余热利用示意图；

图3是图1中的局部示意图；

图4是图1中的二次配风支管的结构示意图。

具体实施方式

本发明燃煤锅炉改造为生物质锅炉的方法的实施例：如图1-4所示，保持燃煤锅炉承压部件基本不动，通过改造锅炉的上料系统、燃烧系统、风烟系统、给水系统、除渣系统，将燃煤链条锅炉改造为生物质成型燃料锅炉，利用现有锅炉设备，在保证不降低锅炉出力的前提下，将降排烟温度降到100℃以下，提高锅炉热效率，实现锅炉烟气达标排放，实现燃煤锅炉的清洁能源替代。

该方法主要包括以下步骤，第一步，前拱、侧拱、后拱形成主燃烧室4,主燃烧室4为一次燃烧室。在前拱后方、主燃烧室4前方设置裂解燃烧室19，裂解燃烧室19位于链条炉排的上方。锅炉的前拱与两侧炉拱围城裂解燃烧室19，前拱为平面结构，且与水平面呈45°夹角，用于向裂解燃烧室19反射主燃烧室热量，提高裂解速率。

第二步，在主燃烧室4的后方设置二次燃烧室6，二次燃烧室6由后拱、烟墙、侧拱形成；锅炉还包括位于主燃烧室4上方的锅筒7。前拱、后拱、烟墙各安装一组人字型二次配风管5，二次配风管5上沿其轴向方向交错布置有10个喷头。裂解燃烧室19两侧炉墙各安装一只变压吸附富氧燃烧喷头18，用于提高裂解燃烧室19氧含量，促进生物质裂解气燃烧，同时抑制氮氧化物生成。主燃烧室4后拱安装两只变压吸附富氧燃烧喷头，与裂解燃烧室19中未参与反应的富氧一同作用，提高主燃烧室4的氧含量，使空气、氧气形成涡流，促进生物质燃料充分富氧燃烧，同时抑制氮氧化物生成。

在现有锅炉的采用一次鼓风机25进行鼓风的基础上，增加变频二次风机26及二次配风管5，二次配风管5包括配风母管、二次配风支管28、喷头29，喷头29采用多角度高速喷射方式，出口速度不低于30米。配风母管与二次风机相连，二次配风支管安装风量调节蝶阀，喷头29采用耐高温不锈钢管(310S)，上下各5个间隔排列，喷头间距按近疏远密布置，喷头收口处理，且收口直径自始端自末端依次变小。安装时“人”字型二次配风喷口与炉拱平面基本平齐，其余在淹没在炉墙内。正常运行时，一、二次风量各占总风量的50％。根据系统烟气阻力变化，增大引风机功率,并采用变频控制，以确保锅炉微负压运行。

第三步，锅炉本体的右侧设有烟气余热利用装置11，烟气余热利用装置11与锅炉本体的烟道连通，烟道包括位于烟气余热利用装置左方的第一烟道9和位于烟气余热利用装置11右方的第二烟道13。第一烟道9的左端连通锅炉本体的排烟室8，第一烟道9的右端连通烟气余热利用装置11的进烟口。烟气余热利用装置11的右侧设有出烟口，出烟口与第二烟道13的左端连通。烟气余热利用装置11包括集烟室及穿设于集烟室的、用于向锅筒内注水的第一水管道24，集烟室具有用于连通烟道的进烟口。集烟室还穿设有第二水管道20，第二水管道20的进水口、出水口均与水箱22连接。集烟室具有沿锅炉烟道排烟方向布置的、相互连通的高温腔室10和低温腔室12，第一水管道24从高温腔室10穿过，第二水管道20从低温腔室穿过。

第四步，在烟气余热利用装置上连接除尘器，换热后的烟气进入除尘器进行除尘。第二烟道13的右端连接有布袋除尘器14，烟气中的颗粒物被布袋除尘器14出去后，烟气经过引风机15排向烟囱。布袋除尘器14的滤袋材质为208工业涤轮绒布，烟气进口温度≤120℃，瞬时可达280℃。采用PLC控制，如温度超过设定最高温度，烟气旁通式管线阀门自动打开，以保护滤袋。尾气排放指标小于30mg/Nm³，满足排放要求。

锅炉本体的左方设有自动进料仓1及下料仓2，锅炉本体的左侧设有用于水冷给料调节板3，水冷给料调节板3的位置与下料仓2的位置对应。水冷给料调节板3具有中空的储水腔。锅炉本体的下方设有一次鼓风机25，一次鼓风机25的下方设有框链式出渣机17。框链式出渣机17出渣口安装皮带输送设备，实现连续自动出渣。

在工作时，水箱22中的水经过增压泵23增压后进入第一水管道24，在高温腔室10利用烟气余热对第一水管道24中的水进行预加热，将90℃给水加热为100℃以上的高温高压热水，加热后的水进入到锅筒7中。高温腔室10中经过换热后烟气温度由500℃降低至200℃。水箱22中的水经过变频循环泵21进入第二水管道20，依次流经冷水进料调节板3、低温腔室12，最终流回到水箱22中。利用换热过一次的烟气热量对水箱22中的水进行持续加热，可以将水箱22中的水加热到90℃，经过低温腔室的烟气温度由200℃降低至90℃(最高不超过120℃)。低温腔室可以提高水箱水温、降低排烟温度，结合锅炉负荷状态实时调节变频输出控制参数。既避免锅炉间断给水导致排烟温度过高，又避免水箱温度过高导致水泵汽化现象。将第二水管道20穿过水冷给料调节板3不仅可以回收利用前拱辐射余热，也能降低水冷给料调节板3的温度，避免生物质回火到料仓，延长给料调节板3的使用寿命。

在其他实施例中，第一水管道、第二水管道可以不共用同一水箱，第二水管道可以单独设置一个水箱以利用烟气余热，加热后的水可以不向锅筒中注入，作为其他用途使用。

在其他实施例中，烟气余热利用装置的高温腔室与低温腔室可以并列设置而不是沿烟气流向依次设置，这样低温腔室实际上也是高温腔室；这样的布置方式同样可以降低排烟温度。在其它实施例中，可以设置只具有高温腔室的烟气余热利用装置。