一种用于燃煤锅炉的生物质燃气掺烧装置及工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于燃煤锅炉的生物质燃气掺烧装置及工艺，涉及到沼气及生物质气化燃气两种清洁燃料，生物质气化燃气从气化站经燃气管道输送到锅炉主燃烧器区，通过上层二次风喷口或燃气喷口，喷入炉膛内燃烧，燃气管道上设有热电偶、快关阀、压力变送器及阻火器等设备。沼气从沼气站经管道输送到气柜中，再经过增压风机输送到锅炉主燃烧器区，通过最下层二次风喷口或下层燃烧器燃气喷枪，喷入炉膛内燃烧。本发明专利技术可代替锅炉点火及低负荷稳燃时用燃油及天然气，可节约锅炉运行成本；气化燃气可与NOx反应，降低NOx的排放。

A Biomass Gas Mixing Device and Technology for Coal-fired Boiler

【技术实现步骤摘要】
一种用于燃煤锅炉的生物质燃气掺烧装置及工艺
本专利技术涉及一种用于燃煤锅炉的生物质燃气掺烧装置及工艺，涉及沼气及生物质气化燃气两种清洁燃料。
技术介绍
我国生物质能资源非常丰富，发展生物质发电产业前景广阔。一方面，中国农作物播种面积有18亿亩，年产生物质约7亿吨。相当于3.5亿吨标准煤。此外，农产品加工废弃物包括稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣和棉籽壳等，也是重要的生物质资源。另一方面，我国现有森林面积约1.95亿公顷，森林覆盖率20.36％，每年可获得生物质资源量约8亿至10亿吨。现阶段生物质发电技术主要包括：直燃发电、混合发电、气化发电、沼气发电等技术。目前，都存在着热利用率低、收集成本高、设备维护工作量大等一些问题。
技术实现思路
针对生物质发电技术存在的技术不足，提供一种生物质燃气在燃煤锅炉上的掺烧工艺，解决生物质热利用低，收集成本高等问题，同时，利用沼气代替化石能源(燃油、燃气)作为锅炉启动及低负荷稳燃时的燃料，降低运行成本。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于燃煤锅炉的生物质燃气掺烧装置，包括设置于燃煤锅炉内的主燃烧器；还包括沼气管路、气化燃气管路，所述主燃烧器设有燃气喷枪和沼气喷枪；所述沼气管路、气化燃气管路分别连通沼气喷枪和燃气喷枪；所述沼气喷枪和燃气喷枪分别连通燃煤锅炉的炉膛(16)。优选的，所述燃气喷枪安装于主燃烧器的上层二次风喷口或SOFA风下层喷口内。主燃烧器包括上层二次风喷口、下层二次风喷口或下一次风喷口。气化燃气热值比较低，但燃气成分中含有大量CO，可具有还原性，布置在上层二次风喷口或SOFA风下层喷口内，此区域炉膛还处于还原气氛下，可还原一部分燃烧产生的NOx。优选的，所述沼气喷枪安装于主燃烧器的下层二次风喷口或下一次风喷口内。优选的，所述燃煤锅炉的负荷在220t/h以上。优选的，所述沼气管路上依次设有快关阀Ⅰ、缓冲气柜、增压风机、快关阀Ⅱ、调节阀、压力变送器Ⅰ、阻火器Ⅰ，阻火器Ⅰ连接主燃烧器。优选的，所述气化燃气管路上依次设有热电偶、快关阀Ⅲ、压力变送器Ⅱ、阻火器Ⅱ，阻火器Ⅱ连接主燃烧器。基于上述掺烧装置的掺烧工艺，包括如下步骤：步骤1：沼气通过沼气管路，输送至主燃烧器，通过沼气喷枪喷入燃煤锅炉的炉膛内燃烧。一般情况下，锅炉点火或低负荷稳燃时，采用燃油或燃气。燃油或燃气的特点是热值高，易燃烧，燃烧稳定高等特点。燃煤不易燃烧，需其他燃料引燃。沼气热值在5000kcal/Nm3左右，属于高热值气体，而且易燃烧，满足作为引燃燃料的条件，因此可以替代锅炉传统的点火燃料。步骤2：生物质气化燃气通过气化燃气管路，输送到主燃烧器，通过燃气喷枪喷入燃煤锅炉的炉膛内燃烧。优选的，输入燃煤锅炉的炉膛内的沼气与气化燃气的体积比为1:3～1:10。优选的，所述生物质气化燃气喷口流速在20m/s～340m/s之间。沼气喷口流速在10m/s～150m/s之间优选的，掺烧总热量占燃煤锅炉热负荷的5％-15％之间。有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1、考虑到不影响锅炉的组织燃烧，一般掺烧比例占锅炉热负荷的5％-15％之间。生物质气化燃气热值在1000kcal/Nm3左右。为实现可观的经济效益，达到上述的掺烧比例，需要大量的燃气，因此，气化设备生产能力要求大，增大设备的初投资。燃气品质比较差，主要成分为N2，会增大炉膛出口烟气量，影响锅炉尾部受热面的吸热。生物质气化原料适用性差，一般优先农作物秸秆。当收集半径大于50km时，会增加收集成本，影响运行的经济性。沼气原料可以用农作物秸秆，可以用人畜粪便等。在原料使用上，不与生物质气化冲突，大大增大了整个系统的原料适应性。沼气热值在5000kcal/Nm3左右，远大于生物质气化燃气热值，在掺烧比例不变的情况下，沼气与气化燃气按照1:3～1:10的比例，可降低农作物收集成本。2、生物质气化燃气主要成分是CO、CH4等，含有CO约10％～30％，可作为还原剂，将燃烧产生的NOx还原成N2，降低NOx的排放。3、生物质气化燃气喷口流速在20m/s～340m/s之间，保证燃气与烟气充分混合。4、沼气热值在5000kcal/Nm3左右，可替锅炉传统的点火燃料，作为锅炉启动及低负荷稳燃的燃料。附图说明附图为生物质燃气在燃煤锅炉上的掺烧工艺的结构原理示意图；图中，1、沼气管路，2、快关阀Ⅰ，3、缓冲气柜，4、增压风机，5、快关阀Ⅱ，6、调节阀，7、压力变送器Ⅰ，8、阻火器Ⅰ，9、主燃烧器，10、气化燃气管路，11、热电偶，12、快关阀Ⅲ，13、压力变送器Ⅱ，14、阻火器Ⅱ，15、SOFA风喷口，16、锅炉炉膛。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。如图所示，沼气通过沼气管路1，输送到缓冲气柜3内，气柜出口设置增压风机4，将沼气以一定的压力送至主燃烧器9，在主燃烧器9的下层二次风喷口(或下一次风喷口)内部安装有沼气喷枪，通过喷枪喷入锅炉炉膛16内燃烧。在沼气管路上安装有快关阀Ⅰ2、快关阀Ⅱ5，用于在锅炉停炉(或紧急情况下)切断沼气来源；同时安装有调节阀6，调节进入锅炉的沼气流量，主要是作为点火燃料使用时，调节沼气用量；还在进入锅炉前设置阻火器Ⅰ8，防止燃烧器回火，造成前端设备损坏。气化燃气通过气化燃气管路10，输送到主燃烧器9(或SOFA风喷口15)，通过喷口内的燃气喷枪喷入锅炉炉膛16内燃烧。气化燃气中会含有大量的焦油，因此在气化燃气管路上安装热电偶11，监测燃气温度保持在150℃以上。还安装快关阀Ⅲ12，在锅炉停炉时(或紧急情况下)切断沼气来源，同时在进入锅炉前安装有阻火器Ⅱ14，防止燃烧器回火。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于燃煤锅炉的生物质燃气掺烧装置，包括设置于燃煤锅炉内的主燃烧器(9)；其特征在于，还包括沼气管路(1)、气化燃气管路(10)、燃气喷枪和沼气喷枪；所述沼气管路(1)、气化燃气管路(10)分别连通沼气喷枪和燃气喷枪；所述沼气喷枪和燃气喷枪分别连通燃煤锅炉的炉膛(16)。

【技术特征摘要】
1.一种用于燃煤锅炉的生物质燃气掺烧装置，包括设置于燃煤锅炉内的主燃烧器(9)；其特征在于，还包括沼气管路(1)、气化燃气管路(10)、燃气喷枪和沼气喷枪；所述沼气管路(1)、气化燃气管路(10)分别连通沼气喷枪和燃气喷枪；所述沼气喷枪和燃气喷枪分别连通燃煤锅炉的炉膛(16)。2.根据权利要求1所述的一种用于燃煤锅炉的生物质燃气掺烧装置，其特征在于，所述燃气喷枪安装于主燃烧器(9)的上层二次风喷口或SOFA风下层喷口内。3.根据权利要求1所述的一种用于燃煤锅炉的生物质燃气掺烧装置，其特征在于，所述沼气喷枪安装于主燃烧器(9)的下层二次风喷口或下一次风喷口内。4.根据权利要求1所述的一种用于燃煤锅炉的生物质燃气掺烧装置，其特征在于，所述燃煤锅炉的负荷在220t/h以上。5.根据权利要求1所述的一种用于燃煤锅炉的生物质燃气掺烧装置，其特征在于，所述沼气管路(1)上依次设有快关阀Ⅰ(2)、缓冲气柜(3)、增压风机(4)、快关阀Ⅱ(5)、调节阀(6)、压力变送器Ⅰ(7)、阻火器Ⅰ(8)...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙昌栋，高克迎，吕兆荣，郭艳坤，
申请(专利权)人：江苏蓝创环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32