CN206656338U - 一种废纺燃料棒热力循环锅炉设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种废纺燃料棒热力循环锅炉设备，是以DZL系列燃煤蒸汽锅炉为原型改造：将炉膛内前膛燃烧区设置的炉膛前拱上仰角提高至45‑70°之间；将后膛燃烧区设置的炉膛后拱末端制成90°下弧弯曲，同时所述炉膛后拱的长度比原型缩短；将所述炉膛后拱上部设置的炉膛隔烟墙向炉膛后壁方向后移，后移距离是原炉膛隔烟墙到炉膛后壁距离的20‑30％；在炉膛内增设二次送风***。本实用新型通过对工业燃煤锅炉改造，用于高热值废纺燃料棒燃料，实现了废纺物再生过程中的废纺粉尘环保处置、废纺燃料棒再生、锅炉发电发热、废纺物消毒的综合利用。

Description

一种废纺燃料棒热力循环锅炉设备

技术领域

本实用新型涉及一种锅炉设备，特别是涉及利用废旧纺织物的再生技术，适用于利用废纺粉尘制作的燃料棒作为燃料的一种热力循环工业锅炉设备。

背景技术

我国在推动废旧纺织物垃圾环保处置，并作为纺织再生资源的工业化再生过程中，需要随时解决和弥补这一再生领域的应用技术和新型设备。例如：其一，针对废旧服装垃圾，在进行加工和再生之前，应满足和符合国家民用服装卫生标准，需要对废旧纺织物进行工业化消毒，这就需要大量的能源来解决消毒问题。其二，废旧纺织物在再生过程中，如除扣、除固体异物、废纺物机械开松、混合废纺纤维的分离、去微尘、去杂以及纤维束梳理等生产过程中将连带伴生大量的废旧纺织物粉尘和短纤维，在获得再生纤维、再生资源的同时，又带来废纺粉尘和混合短纤维需要环保处置的问题。废纺粉尘和混合短纤维与废旧纺织物是同一属性材质，深埋地下同样百年不能降解。只有逐步解决废旧纺织物再生工业链中的每个技术和新型设备，将废纺物再生，转换成为再生资源才能成为可能。

废纺粉尘可以转化成可燃烧的燃料棒。废纺燃料棒经权威机构对来样检测，其最低燃值达到4800大卡。废纺燃料棒属于非矿物质燃料，在一定条件下(大于临界820℃无二噁英排放)，无磷、硫、碳等有害气体排放，属于清洁燃料。

目前现行各类燃料能源，例如：煤碳、焦炭、电力、汽油、柴油、重油、液化气、生物质燃料等，都对应有相对的燃烧锅炉。或者说，针对不同燃烧介质、不同发热条件，具有不同类型、不同工作原理的燃烧锅炉。现有各类燃烧锅炉如燃煤锅炉(各类型)、燃气锅炉、柴油锅炉、重油锅炉、电力锅炉，包括生物质燃料锅炉等，都不能使用和适合废纺燃料棒充分燃烧，发挥其最大热效率转换。我们需要寻找一种新型锅炉，或对现有锅炉改制后，可以适用并发挥最大效能、最大热交换效率，可供废纺燃料棒热力循环的新型锅炉设备。

实用新型内容

在参照废纺燃料棒与现有各类燃料进行类比后，例如：燃料物理状态、燃料燃烧热值、燃料燃烧工作原理等，或燃料固态、液态不同，对有害物排放和废纺燃料棒可能产生二噁英临界值820℃温度等因素分析，本实用新型提出了一种新型适用于废纺燃料棒燃烧的热力循环工业锅炉设备，该锅炉能够使废纺燃料棒充分燃烧，无毒排放。

本实用新型解决以上技术问题采取的技术方案如下：一种废纺燃料棒热力循环锅炉设备，是以DZL系列燃煤蒸汽锅炉为原型改造：

将炉膛内前膛燃烧区设置的炉膛前拱上仰角提高至45-70°之间；将后膛燃烧区设置的炉膛后拱末端制成90°下弧弯曲，同时所述炉膛后拱的长度比原型缩短；将所述炉膛后拱上部设置的炉膛隔烟墙向炉膛后壁方向后移，后移距离是原炉膛隔烟墙到炉膛后壁距离的20-30％；在炉膛内增设二次送风***。

进一步讲，在原有设备上增设废纺燃料棒输送带和料斗，所述料斗衔接在所述输料带的运送末端，所述料斗下方设置链式炉排；所述废纺燃料棒输送带、炉排与炉膛隔火门三者相互感应联动。

进一步讲，扩大原炉膛内设置的一次送风区域。

进一步讲，增设的所述二次送风***，包括在前膛燃烧区设置的前膛递级二次送风管道和在后膛燃烧区设置的后膛递级二次送风管道；所述前膛递级二次送风管道设置在炉膛前拱顶部，对着前膛燃烧区吹风；所述后膛递级二次送风管道设置在炉膛后拱下方的炉膛底部，对着后膛燃烧区吹风。

进一步讲，增设的所述二次送风***给氧总量等同于所述一次送风***给氧总量。

进一步讲，将原炉渣电动刮板改为人工刮板。

进一步讲，在原锅炉尾烟排管至锅炉主风机之间增设锅炉给水热交换器、烟尘过滤器、尾烟水幕净化器。

本实用新型通过对工业燃煤锅炉改造，将高热值废纺燃料棒作为新型生物质提供燃料，用废纺燃料棒锅炉产生的高温高压蒸汽可以为废纺物再生基地提供工业热力、发电、取暖和生活用热，同时可以对废旧纺织物在再生加工之前进行热力消毒。实现废纺物再生过程中的废纺粉尘环保处置、废纺燃料棒再生、锅炉发电发热、废纺物消毒的综合利用。

与已有技术相比，本实用新型显著的有益效果体现在：

1、设置独立的燃料棒料斗和输送机构，避免了在传送、转移、装卸过程中易破碎、分解、粉末化，易造成二次污染等问题。

2、通过改造炉膛前拱和后拱、炉膛隔烟墙后移，加大炉膛容积，同时适时调整炉排进行速度(链式炉排可调整速度)，使其适应燃烧反应(废纺燃料棒检测燃烧最低值达4800大卡，低于标准煤碳燃烧热值(4800～5500 大卡)，但高于秸秆、木屑、稻壳类生物质燃料棒燃烧热值(2600～2800大卡))。

3、扩大了一次送风区域，增加了二次送风，使废纺燃料棒加速和充分燃烧，完成释放热值过程。

4、对前膛扩大区域后利用流体力学原理，一次送风管进行不等距离、不等管径、配置不等径风口，实现炉膛一次送风的等压给氧送风量，确保前膛燃烧区扩大区域后的一次送风为均布、等量。

5、改造锅炉的后膛燃烧区域，可以续前膛燃烧区的燃渣、燃末、燃烟、燃气，二次燃烧。

6、尾烟排放中加入热交换器和净化器，可以充分回收利用尾烟热量，以及烟气净化处理。

7、拆除炉渣电动刮板，扩大炉排底部空间，减少后膛密闭通道泄漏，提高了锅炉尾烟、尾气的燃烧和净化。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为设备主剖视图；

图2为炉膛前拱仰角及前膛递级二次送风管道位置图；

图3为二次送风***布置图。

1-废纺燃料棒输送带，2-炉排，3-料斗，4-炉膛隔火门，5-前膛燃烧区，6-炉膛观火口，7-炉膛前拱，8-炉膛一次送风管道，9-前膛递级二次送风管道，10-炉膛隔烟墙，11-炉膛后拱，12-后膛燃烧区，13-后膛递级二次送风管道，14-锅炉出渣口，15-锅炉尾烟排管，16-锅炉给水热交换器，17-烟尘过滤器，18-尾烟水幕净化器，19-锅炉主风机，20-锅炉烟囱，21-二次送风风机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型。但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本实用新型技术方案作的唯一限定，凡是在本实用新型技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型提供的废纺燃料棒热力循环锅炉设备，是在 DZL系列燃煤蒸汽锅炉基础上改造的，DZL系列燃煤蒸汽锅炉采用：单锅筒、纵量式、水火管、锅壳式锅炉，链条炉排(平行进)式燃烧室，给水循环、上进上出、自然循环加引射(水冷壁过热交换器)，有省煤器、空气预热器等。炉膛内左、右侧水冷壁式辐射受热，炉膛两翼为对流受热，锅筒内布置给水螺纹烟管对流热交换(蒸汽泡)。

本实用新型在此基础上对送料***、炉膛、炉排、送风***、排烟***等进行改造、扩容、增加配置，能满足废纺粉尘燃料棒燃烧的热力循环生物质锅炉的供热。

具体措施如下：

1、设备增设废纺燃料棒输送带1和料斗3，料斗3衔接在输料带的运送末端，料斗3下方设置链式炉排2，炉膛前方设置炉膛隔火门4。废纺燃料棒输送带1、炉排2、炉膛隔火门4三者相互感应联动，只要废纺燃料棒输送带1运行，炉排2就动，炉膛隔火门4就打开，链式炉排2穿过炉膛隔火门4进入炉膛。此设置提供了自动连续供料，废纺燃料棒输送带 1将燃料棒连续送入料斗3，燃料棒不堆压，由料斗3直落入炉排2。

2、设备在炉膛内区分前膛燃烧区5和后膛燃烧区12，在前膛燃烧区 5设置炉膛前拱7，炉膛前拱7自炉门口向内上拱，此处改进点在于提高了炉膛前拱7的上仰角α，如图2所示，使其与炉排2之间的夹角达到45 °以上，范围大约在45-70°之间，使前膛燃烧区变大。

3、在后膛燃烧区12设置炉膛后拱11，炉膛后拱11由炉膛尾部向内部延伸，此处炉膛后拱11也做了改进，将其改制成前端呈90°下弧弯曲，形成“喉管窝形”二次燃烧区，同时，还缩短了炉膛后拱11的长度，使后膛燃烧区变大。

4、在炉膛后拱11上部设置炉膛隔烟墙10，炉膛隔烟墙10的位置相对于现有技术后移，炉膛隔烟墙10后移的距离大约是原炉膛隔烟墙10到炉膛后壁距离的20-30％，扩大燃烧区，减小尾烟区。

5、伴随着燃烧区的扩大，在原有基础上改善送风***：其一，扩大原炉膛底部设置的一次送风管道8送风区域和送风量，采用流体力学原理，一次送风管进行不等距离、不等管径、配置不等径风口，实现炉膛一次送风的等压给氧送风量，确保前膛燃烧区扩大区域后的一次送风为均布、等量；其二，如图3所示，增设二次送风***，在前膛燃烧区5增设前膛递级二次送风管道9，具体讲是设置在炉膛前拱7顶部，对着前膛燃烧区5 吹风；在后膛燃烧区12增设后膛递级二次送风管道13，具体讲是设置在炉膛后拱11下方的炉膛底部，对着后膛燃烧区12吹风；二次递级送风给氧总量(前膛二次送风+后膛二次送风)等同于前膛燃烧区一次送风给氧总量。前膛和后膛的二次送风可均由同一个二次送风风机21供风。

6、拆除原炉渣电动刮板***，在锅炉出渣口14处改用人工刮板清渣，简化机构后可大大简化炉排底部空间后膛二次送风管道布置。因为废纺燃料棒在正常燃烧后，燃渣、燃末为完全灰粉，此不同于煤渣和其它形式生物质燃料炉渣，只有在锅炉正常启动、停机、故障、检修时尚在炉排中存有少量渣料，这可通过人工刮板清渣不必使用电动刮板。简化和减少炉渣电动刮板***，对减少后膛燃烧区密闭通道泄漏，可大大提高锅炉尾烟、尾气燃烧效率和锅炉整体的热效率。

7、原锅炉尾烟排管15至锅炉主风机19之间增设锅炉给水热交换器 16、烟尘过滤器17、尾烟水幕净化器18，确保废纺粉尘燃料棒热力循环锅炉的环保排放，同时也是尾气热量的循环再利用，热的尾烟经过锅炉给水热交换器16发生热交换，热水做循环利用。尾烟水幕净化器18出口端设置锅炉主风机19，风机连接锅炉烟囱20。

此外，作为通用设施，设备外设置炉膛观火口6，大约位于炉膛中间位置，前后炉膛均可观察。

在正常生产状态下，废纺燃料棒输送带1将燃料棒经料斗3自由落入炉排2，炉膛隔火门4与废纺燃料棒输送带1、炉排2为联动，料斗3不堆压燃料棒，炉膛隔火门4开启，燃料棒随炉排行进，并以一定进行速度进入前膛燃烧区5。炉膛隔火门4至前膛燃烧区5直线距离短，燃料棒自引燃到炉膛内高温燃烧，跨越临界温度(820℃)时间短，产生二噁英有害气体可能性小，即使存在微量有害气体，将在前膛燃烧区5和后膛燃烧区12超过1000℃温度而燃尽和净化。

堆积一定厚度的废纺燃料棒随炉排行进，在前膛燃烧区5容积扩大、炉膛一次送风、前膛递级二次送风的综合助力下，以及炉膛前拱7夹角加大，锅炉两侧射面受热增大的情况下，燃料棒获得充分燃烧和热交换。

炉膛内燃料棒在燃烧过程中呈现五个基本燃烧状态区，如图1所示，前膛燃烧区5包括三个燃烧状态区，即Ⅰ区为升温着燃区，燃料棒开始升温并着燃。Ⅱ区为高温燃烧区，燃料棒加速并充分燃烧，温度迅速升至1000 ℃以上高温。Ⅲ区为辐射高温区，燃料棒充分并完全燃烧，炉膛温度接近辐射高温。后炉膛燃烧区12包括两个燃烧状态区，即Ⅳ区为尾焰燃烧区，随燃料棒燃尽，尚存棒料残渣在后膛递级二次送风、锅炉尾烟气流搅拌下，形成“喉口窝形”气流。Ⅲ区与Ⅳ区之间为炉膛“喉口”，可燃残渣、可燃气流、可燃灰粉形成“α”形火焰和尾焰燃烧状。Ⅴ区为尾烟降温区，燃尽后灰粉、粉尘因着燃点、着火点消失，温度骤降，气流随锅炉尾烟负压脱离锅炉。

废纺粉尘燃料棒因其混合短纤维和粉尘特性，在充分、完全燃烧状态下，燃尽后残渣所剩无几，仅残存极少量灰粉。锅炉出渣口14几乎没有排出的“炉渣”现象。锅炉出渣口14保留只供锅炉机组启动、停车、检修、检查口使用。

废纺粉尘燃料棒在前、后炉膛中的燃烧状态、热交换效率，由废纺燃料棒输送带1送料速度、炉排2行进速度、炉膛一次送风给氧风量、前膛递级二次送风给氧风量、后膛递级二次送风给氧风量、锅炉主风机19和锅炉烟囱20负压风力以及管系密封状态等因素的综合控制和调整来完成。同时，炉膛观火口6和原蒸汽锅炉配置的仪器、仪表运行参数，如：前膛燃烧区5温度值、后膛燃烧区12温度值、锅炉尾烟温度值、锅炉空气预热温度值、锅炉给水温度值、给水压力值、锅炉蒸汽压力值、蒸汽温度值，以及锅炉相关电机电压、电流值等参数为依据进行综合调整和控制，来逐步总结经验并达到锅炉运行最佳状态。

锅炉尾烟排管15尾烟温度尚达140～180℃余温，增设锅炉给水热交换器16，进一步提高锅炉给水温度。尾烟中灰粉、残粉和飞尘通过两级布袋式烟尘过滤器17充分净化，尾烟中的更细微飞尘和尾烟异味、异烟，最后经过尾烟水幕净化器18，依靠水幕中水分子对尾烟的异味、异烟分子进行分解和充分吸收，达到锅炉尾烟净化，最后由锅炉主风机19、锅炉烟囱20向大气环保排放。

本实用新型对现有锅炉进行改造，使其适应废旧纺织粉尘、废旧纺织混合短纤维、废旧纺织不可再生混合短纤维等一系列废旧纺织物再生过程中伴生的废纺垃圾的回收再利用，既保证了燃料的再利用，又保证了环境卫生。然后再次转换成热力循环锅炉的高温高压蒸汽，供生产实践中工业供热、发电、废纺服装和废纺物原料消毒。

Claims (7)

1.一种废纺燃料棒热力循环锅炉设备，其特征在于：是以DZL系列燃煤蒸汽锅炉为基础，

将炉膛内前膛燃烧区设置的炉膛前拱上仰角提高至45-70°之间；

将后膛燃烧区设置的炉膛后拱末端制成90°下弧弯曲，同时所述炉膛后拱的长度比原型缩短；

将所述炉膛后拱上部设置的炉膛隔烟墙向炉膛后壁方向后移，后移距离是原炉膛隔烟墙到炉膛后壁距离的20-30％；

在炉膛内增设二次送风***。

2.根据权利要求1所述的废纺燃料棒热力循环锅炉设备，其特征在于：增设废纺燃料棒输送带和料斗，所述料斗衔接在所述废纺燃料棒输料带的运送末端，所述料斗下方设置链式炉排。

3.根据权利要求1所述的废纺燃料棒热力循环锅炉设备，其特征在于：扩大原炉膛内设置的一次送风区域。

4.根据权利要求1所述的废纺燃料棒热力循环锅炉设备，其特征在于：增设的所述二次送风***，包括在前膛燃烧区设置的前膛递级二次送风管道和在后膛燃烧区设置的后膛递级二次送风管道；所述前膛递级二次送风管道设置在炉膛前拱顶部，对着前膛燃烧区吹风；所述后膛递级二次送风管道设置在炉膛后拱下方的炉膛底部，对着后膛燃烧区吹风。

5.根据权利要求1或3或4所述的废纺燃料棒热力循环锅炉设备，其特征在于：增设的所述二次送风***给氧总量等同于原锅炉一次送风***给氧总量。

6.根据权利要求1所述的废纺燃料棒热力循环锅炉设备，其特征在于：将原炉渣电动刮板改为人工刮板。

7.根据权利要求1所述的废纺燃料棒热力循环锅炉设备，其特征在于：在原锅炉尾烟排管至锅炉主风机之间增设锅炉给水热交换器、烟尘过滤器、尾烟水幕净化器。