一种可以快速大范围改变热出力的生物质燃烧系统技术方案

本发明专利技术涉及一种可以快速大范围改变热出力的生物质燃烧系统，根据本发明专利技术可以以整捆包作物秸秆(1)等生物质为燃料通过可变出力调节由本发明专利技术系统构成的能源系统的发电量或产热量等。本发明专利技术系统包含若干个不同类型、不同大小的生物质气化模块，这些生物质气化模块将产出的燃气都送入末端布置了包含若干个根据热出力需要可以提起或落下的缩径小孔(11)、缩径中孔(12)、缩径大孔(13)的横截面减缩装置(10)的一个共用燃气通道(9)。通过缩径孔的工位变化实现本发明专利技术系统的快速启动和快速停止的伺服状态并且使得本发明专利技术系统在热出力仅为最大热出力的1％的时候仍然能够实现几乎与热出力100％时一样的恒定参数和清洁燃烧。100％时一样的恒定参数和清洁燃烧。100％时一样的恒定参数和清洁燃烧。

【技术实现步骤摘要】
一种可以快速大范围改变热出力的生物质燃烧系统


[0001]本专利技术涉及一种生物质气化燃烧系统，旨在实现气化燃烧热出力在100％和趋近0％之间快速切换且不产生不良尾部烟气排放，本专利技术的气化燃烧系统通过将若干个带有或不带有横截面减缩装置的烟气通道将来自不同类型气化装置的燃气送入一个末端带有横截面减缩装置的共用燃气通道，并且保持气化燃烧系统的灰渣做为农作物种植肥料的价值和减少对热烟气下行设施及管路的粉尘和结焦污染等。本专利技术系统通常可广泛用于产出蒸汽或热风等，特别适用于分散式供热或用于满足电网“填峰平谷”的生物质发电系统中。

技术介绍

[0002]由于风能、太阳能和核能的发电量几乎无法调控，因此调节入网发电量则只有在生物质发电是可能的，特别是可以产生廉价电力、低或零CO2排放并可起到稳定电网供给电量作用的农作物秸秆发电。但目前尚未知可通过快速启动或停止运行调节入网发电量并可用于供热等的以生物质为燃料的热力系统，也没有可以让大型链条炉排和秸秆燃烧系统快速启动运行达到满负荷运行，并且可以在不产生不良排放的情况下快速停止运行的技术解决方案。
[0003]已知的长时间低温进行秸秆气化的整捆秸秆气化系统虽能做到快速启动运行但却无法随时快速停止运行，因为没有合适的方法实现随时可以清洁的处理消化掉来自气化系统的燃气。
[0004]燃烧散料秸秆的循环流化床生物质锅炉可以相对较快地启动和停止，但这种类型生物质锅炉中的烟气中非常高的粉尘含量要么会给发电等设备带来结焦风险从而影响系统热效率，要么就会严重影响秸秆燃料的充分燃烧和利用。
[0005]而且循环流化床生物质锅炉的高温热化学反应还会导致作物秸秆中对作物生长特别重要的矿物质等烧结结焦，因此灰渣很大程度上将会失去作为植物生长所需的肥料的价值，从长远看会影响循环利用作物秸秆闭环的形成。
[0006]目前尚未见能够实现热出力在1％到100％之间变化的生物质气化燃烧系统，根据专利CN.201811655101.7的烟气横截面减缩装置也无法实现秸秆热力系统从100％热出力快速的降低到1％的热出力。
[0007]当热出力低于15％时就无法稳定运行，因为这个时候的低气化温度虽可以保持热解继续但游离态的碳将不再能够被气化，所以当系统重新快速启动时那些没有被气化的、集聚的炭就会快速升温从而导致气化室内的灰分熔化。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是专利技术一种以生物质低温慢速气化为基础的，适用于快速启动运行和快速停止运行并且不会导致不良排放的，可以快速大范围改变热出力的生物质气化燃烧系统，可以实现在系统快速停止运行后只留存少量生物质燃料炭，而且即使热出力减低到最大设计热出力的1％时系统仍然可以实现生物质燃料的清洁燃烧并且随时准备好重新快
速启动。
[0009]本专利技术的目的是通过一定数量的、具有不同燃烧功率的生物质气化模块将它们分别产出的燃料气体送入一个在末端布置了横截面减缩装置的共用燃气通道来实现的。
[0010]在共用燃气通道的顶端起点有一个天然气/燃油火焰喷射器用于启动系统并将火焰喷入共用燃气通道中，系统还可以根据需要在一定数量的生物质气化模块另外配置带火焰控制功能的天然气/燃油火焰喷射器用于快速启动生物质燃料的燃烧过程。
[0011]共用燃气通道中的横截面减缩装置包含若干个可调整横截面积的孔，这些可调整横截面积的孔是各自独立的，并且可以沿垂直于共用燃气通道燃气流动的方向抬起或者落下。
[0012]这些可调整横截面积的孔都包含有沿烟气流动方向逐渐收窄的、陶瓷燃烧喷嘴，燃烧喷嘴可以使燃烧气体形成逐渐收窄横截面的火焰。燃烧喷嘴的形状和尺寸可以改变燃烧气体的聚集度、流动速度和温度。即使热出力仅为设计出力的1％，通过改变燃烧喷嘴的形状和尺寸也可以实现几乎与100％热出力相同的燃烧参数，因此仅用1％热出力也可以可获得几乎与100％热出力相同的燃烧结果。
[0013]沿燃气流动方向上的最后一个可调整横截面积的缩径小孔包含的是一个最小的燃烧喷嘴，在这个最小的燃烧喷嘴之前部的侧面有一个燃烧通道开口穿过可调整横截面积的孔。这个位于最小的燃烧喷嘴之前部侧面的燃烧通道连接一个小型气化模块，通过这个燃烧通道的前端可引入二次风，这样在这个燃烧通道中总是有明火存在并且做为进入到最后一个可调整横截面积的孔的未燃烧气体的引燃点。
[0014]本专利技术系统的快速启动是在所有天然气/燃油火焰喷射器的支持下实现的，快速启动时的总给风量λ值是系统最大热出力理论总给风量λ值的2.5倍，这个总给风量值λ值有助于实现快速启动时燃料的清洁燃烧。系统的快速停止是通过立即完全停止大的生物质气化模块的一次风来实现的，但此时的小型生物质气化模块的一次风仍然正常供给。为保证系统能够实现快速停止，系统的气化模块和上料系统均采用密闭设计和构造。
[0015]本专利技术系统需要一个热水储能缓冲罐做为辅助组件用于满足调节发电量、产出蒸汽量或供热等。
附图说明
[0016]图1示出了本专利技术的带有涡流后燃烧模块和蒸汽发生模块的系统的俯视图。
[0017]图2示出了本专利技术系统的部分俯视图的详图。
[0018]图3示出了本专利技术系统的横截面减缩装置的侧视图。
[0019]图4以侧视图进一步示出了本专利技术系统横截面缩小装置，其中包含一个抬起的缩径孔。
[0020]图中：1
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整捆包作物秸秆，2
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多回程烟管蒸汽换热模块，3
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一级涡流后燃烧模块，4
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二级涡流后燃烧模块，5
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带火焰控制功能的天然气/燃油火焰喷射器，6
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9兆瓦气化模块，7
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6兆瓦气化模块，8
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120千瓦气化模块，9
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共用燃气通道，10
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横截面减缩装置，11
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缩径小孔，12
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缩径中孔，13
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缩径大孔，14
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冷却水管，15
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外封体，16
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冷水抽入管，17
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密封垫圈，18
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压力垫盘，19
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绞盘，20
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燃烧喷嘴A，21
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燃烧通道，22
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二次风，23
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气化室，24
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热烟气通道，25
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过热蒸汽管，26
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耐火砖，27
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燃气，28
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热烟气，29
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天然气/燃油火焰喷射器，30
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燃烧
喷嘴B，31
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蛭石层，32
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燃气入口，33
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陶瓷喷嘴构件，34
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冷却水软管。
具体实施方式
[0021]图1给出了可以快速大范围改变热出力的生物质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可以快速大范围改变热出力的生物质燃烧系统，包含生物质气化系统、出灰渣系统、控制系统、带有集成了过热蒸汽管的涡流后燃烧系统、多回程烟管蒸汽换热器、带火焰控制功能的天然气/燃油火焰喷射器和天然气/燃油火焰喷射器：其特征在于，9兆瓦气化模块(6)、6兆瓦气化模块(7)、120千瓦气化模块(8)将产生的燃气(27)送入共用燃气通道(9)，在该共用燃气通道(9)的末端布置有横截面减缩装置(10)。2.根据权利要求1所述的一种可以快速大范围改变热出力的生物质燃烧系统；其特征在于，在共用燃气通道(9)的起始处布置有一个天然气/燃油火焰喷射器(5)可以将燃着的火焰喷入共用燃气通道(9)。3.根据权利要求1所述的一种可以快速大范围改变热出力的生物质燃烧系统，其特征在于，9兆瓦气化模块(6)、6兆瓦气化模块(7)配置的天然气/燃油火焰喷射器(29)可以将火焰喷入气化室(23)。4.根据权利要求1所述的一种可以快速大范围改变热出力的生物质燃烧系统，其特征在于，横截面减缩装置(10)包含若干个缩径小孔(11)、缩径中孔(12)、缩径大孔(13)，缩径小孔(11)、缩径中孔(12)、缩径大孔(13)可以沿垂直于共用燃气通道(9)的燃气(27)流动的方向各自独立抬起或者落下。5.根据权利要求4所述的一种可以快速大范围改变热出力的生物...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安，
申请(专利权)人：黑龙江赫尔特生物质能源发展有限公司，
类型：发明
国别省市：