本發(fā)明涉及一種秸稈燃燒鍋爐煙氣降灰除氮降溫一體機及實現(xiàn)方法。秸稈燃燒鍋爐除氮降溫一體機是一種使用植物秸稈和野草類生物質壓制成的高密度顆粒或軋制成小于一定尺寸碎料為燃料的熱能交換設備，屬于生物質燃燒鍋爐。

背景技術：

現(xiàn)有的秸稈燃燒鍋爐只有鍋爐本體，內部沒有煙氣轉向沉灰室，不是鍋爐頂置燃料送料結構，低溫除氮裝置及熱能交換裝置則布置在鍋爐本體之外，燃燒器與爐體用法蘭和螺栓連接。上述結構，對于鍋爐爐體會產(chǎn)生許多不利的因素。

1.秸稈燃燒鍋爐燃燒秸稈燃料時，會形成一定濃度的飛灰，這些飛灰較其它燃料的飛灰量要大，這就比較容易在對流受熱面上形成附著和堆積，影響受熱面的換熱和煙氣的流速，鍋爐的換熱性能差，飛灰對秸稈鍋爐管道的磨損較大，增加了鍋爐管道的維護成本。

2.以往燃燒器與本體連接，都是應用法蘭和螺栓連接，燃燒器整體懸吊在鍋爐本體底盤下部，整個重量都依附在鍋爐底盤上，給鍋爐底盤結構承重造成很大壓力。

4.燃料的輸送一般是在燃燒器下部頂推燃料進燃燒器，或者從側面輸送燃料進燃燒器，這樣都會使燃料產(chǎn)生堵塞和撒布不均。

3.低溫除氮裝置及熱能交換裝置（省煤器）布置在鍋爐本體之外，通過煙道連接，即占地面積較大、又浪費連接煙道的材料、還增加了安裝施工成本。

所以針對以上問題，需要在結構上進行改造和創(chuàng)新，需要我們技術人員進行研究解決。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術的狀況及存在的不足，本發(fā)明提供了一種秸稈燃燒鍋爐煙氣降灰除氮降溫一體機及實現(xiàn)方法，在鍋爐本體內部設立一個煙氣轉向沉灰室，減少了飛灰的濃度，極大地改善了秸稈鍋爐的換熱性能，減少了秸稈鍋爐管道的磨損。

低溫除氮易聯(lián)接裝置及尾部熱能交換裝置（省煤器）直接連接在鍋爐本體一側，節(jié)省了占地空間，提高了除氮、降溫的效果。

秸稈鍋爐頂置燃料送料機構，減少了占地面積，燃料從上向下墜落，燃料不會因為堵塞而不能送布到燃燒器燃燒盤上的情況發(fā)生。

使用現(xiàn)有技術的獨立燃燒裝置，即圓盤秸稈燃燒器，改變了連接方式，減輕了鍋爐底盤結構的承重量。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，所采用的技術方案是：一種秸稈燃燒鍋爐煙氣降灰除氮降溫一體機，包括秸稈鍋爐本體、低溫除氮裝置、熱能交換裝置、秸稈燃燒器，所述秸稈鍋爐本體爐膛內設有一道隔煙墻Ⅰ，隔煙墻Ⅰ一側與爐膛左側壁相接，另一側為進口通道Ⅰ，在隔煙墻Ⅰ與爐膛內的后墻之間，依次設有第一對流管束、第二對流管束、第三對流管束，在第一對流管束和第二對流管束之間設有一道煙氣隔墻Ⅱ，煙氣隔墻Ⅱ將進口通道Ⅰ和進出口通道Ⅰ隔開，在第二對流管束和第三對流管束之間設有一道煙氣隔墻Ⅲ，煙氣隔墻Ⅲ將進出口通道Ⅱ和出口通道Ⅱ隔開，在進口通道Ⅰ、進出口通道Ⅰ、進出口通道Ⅱ和出口通道Ⅱ底部分別設有沉灰漏斗Ⅰ；

其特征在于：還包括燃料送料裝置，所述燃料送料裝置包括送料管、環(huán)狀堵板、二次風道管、二次風盤、耐火混凝土；

所述二次風盤包括上環(huán)盤、下環(huán)盤、分風板，上環(huán)盤內徑大于下環(huán)盤內徑，數(shù)條分風板間隔的設置在上環(huán)盤和下環(huán)盤之間構成數(shù)個分風道；

所述送料管低端為直管，上端為斜管，在送料管外設有一根大于送料管外徑的二次風道管，在二次風道管上端設有環(huán)狀堵板，環(huán)狀堵板的內環(huán)面與送料管外管壁焊接，環(huán)狀堵板的外環(huán)面與二次風道管管口焊接，在二次風道管上端的管壁上設有二次風進風管，在二次風道管下端設置在爐膛內部分的管壁上設耐火混凝土，

所述二次風盤設置在送料管、二次風道管和耐火混凝土的低端，二次風盤下環(huán)盤內環(huán)面與送料管外管壁焊接，二次風盤上環(huán)盤內環(huán)面與二次風道管外管壁焊接；

所述秸稈鍋爐本體爐膛內設有一面隔煙墻Ⅳ，隔煙墻Ⅳ一側與爐膛右側壁相接，另一側為煙氣進口，隔煙墻Ⅳ與隔煙墻Ⅰ之間構成矩形轉向沉灰室，沉灰室與進口通道Ⅰ相通，沉灰室底部設有數(shù)個沉灰漏斗Ⅱ，在沉灰室內的隔煙墻Ⅳ上設有鍋爐管排，鍋爐管排、第一對流管束、第二對流管束、第三對流管束上的鍋爐管排分別與上下鍋筒相通；

所述低溫除氮裝置通過除氮裝置法蘭框固定在秸稈鍋爐本體后部外側的鍋爐法蘭盤上，所述熱能交換裝置固定在低溫除氮裝置上，秸稈鍋爐本體爐膛內的出口通道Ⅱ的出口與低溫除氮裝置的煙氣進口Ⅰ相通，低溫除氮裝置的煙氣出口Ⅰ與熱能交換裝置的煙氣進口Ⅱ相通，熱能交換裝置外側設有煙氣出口Ⅱ；

所述燃料送料裝置穿過秸稈鍋爐本體頂部與秸稈鍋爐本體固定的隔風套管，燃料送料裝置送料管斜管與鍋爐本體外置鋼架相固定，燃料送料裝置送料管直管出口置于秸稈燃燒器上方，在燃料送料裝置二次風道管與隔風套管之間間隙中填充有柔性耐火填料；

所述秸稈燃燒器的燃燒器密封面與秸稈鍋爐本體爐膛底部鋼架密封面緊配合，在燃燒器密封面與鋼架密封面之間設有一層耐火密封填料，在秸稈燃燒器四個立柱的支架上分別設有一個燃燒器彈性支撐。

一種秸稈燃燒鍋爐煙氣降灰除氮降溫一體機的實現(xiàn)方法，其特征在于：步驟如下，

將秸稈燃燒器設置在秸稈鍋爐本體鍋爐爐膛下端，用工具卡入四個燃燒器彈性支撐螺旋桿上端的矩形面，順時針旋轉螺旋桿，使秸燃燒器密封面與秸稈鍋爐本體爐膛底部鋼架密封面緊配合，在燃燒器密封面與鋼架密封面之間設有一層耐火密封填料，四個燃燒器彈性支撐的設置，一是為秸燃燒器密封面與秸稈鍋爐本體爐膛底部鋼架密封面提供頂力支持，另一個作用可減少由于熱脹冷縮造成螺旋桿及燃燒器支架受力變形，減少兩個密封面開裂造成煙氣泄露；

秸稈燃料進入送料管斜管，通過直管落入秸稈燃燒器的燃燒盤上，燃料不會因為堵塞而不能輸送到燃燒器的燃燒盤上，這樣的設置還可使掉落的燃料在下落過程中，受到高溫爐膛的輻射熱，使燃料受到干餾和引燃，燃料在掉在燃燒盤上時，燃料已處于燃燒或被引燃狀態(tài)，二次風道管和耐火混凝土形成兩層耐熱隔熱保護層，使送料管在高溫的秸稈鍋爐爐膛內順利地完成燃料的輸送任務；

秸稈燃燒鍋爐外置風機，將空氣通過二次風進風管進入二次風道管，再通過二次風盤的數(shù)個分風道，給秸稈燃燒器均勻供氧，使秸稈燃料燃燒充分；

秸稈燃料燃燒時的熱煙氣，會形成一定濃度的飛灰，熱煙氣通過煙氣進口轉向進入沉灰室的矩形空腔，通過轉向及流通截面積的擴大，使得熱煙氣失速，這樣鍋爐煙氣中的灰粒子就失去了絕大部分動能，靠重力使一部分飛灰塵自然沉降，另外一部分動能較大的灰塵粒子撞到煙氣進口對面的隔煙墻Ⅰ上，動能喪失，使灰塵自然沉降，沉降灰塵降到數(shù)個沉灰漏斗Ⅱ中；

沉降后的熱煙氣依次通過進口通道Ⅰ、第一對流管束、進出口通道Ⅰ、第二對流管束、進出口通道Ⅱ、第三對流管束、出口通道Ⅱ將熱煙氣又一次失速，沉降灰塵，沉降的灰塵降到數(shù)個沉灰漏斗Ⅰ中；

沉降后的熱煙氣通過煙氣進口Ⅰ直接進入低溫除氮裝置，熱煙氣依次通過低溫除氮裝置內的第一過濾層的數(shù)層金屬催化劑過濾層、檔板下端的煙氣轉向通道、第二過濾層數(shù)層金屬催化劑過濾層、除掉煙氣中的氮含量后從煙氣出口Ⅰ排出，通過煙氣進口Ⅱ又直接進入熱能交換裝置，熱能交換裝置將煙氣降溫后通過煙氣出口Ⅱ進入后序設備。

本發(fā)明的有益效果是：

1.在鍋爐本體內部設立一個煙氣轉向沉灰室，它是由設計中的鍋爐管排及砌筑圍成的一個矩形空腔，在鍋爐爐膛側開有煙氣進口，通過轉向及流通截面積的擴大，使得鍋爐煙氣失速，這樣鍋爐煙氣中的灰粒子就失去了絕大部分動能，靠重力使灰塵自然沉降，另外另一部分動能較大的灰塵粒子撞到煙氣入口對面的爐墻上，動能喪失，使灰塵自然沉降。它的結構簡單易布置。通過沉灰室的降塵，極大地改善秸稈鍋爐的換熱，減少秸稈鍋爐管道的磨損，減少鍋爐工人清除管道積灰的工作，使煙氣在管道換熱過程中流動通暢。

2.低溫除氮易聯(lián)接裝置及尾部熱能交換裝置（省煤器）都開發(fā)成法蘭式快連接結構，通過法蘭與鍋爐本體一側連接在一起。采用這種結構，有利于連接快速方便，使設備緊湊，密封效果好，節(jié)省了連接煙道，減少了占地面積，所以也就減少了原材料和人工費用發(fā)生，這樣既有利于用戶，也有利于設備的制造企業(yè)和設備的安裝企業(yè)。采用這種結構，在設備緊湊的情況下，能源既能高效利用又能減少污染物的排放。

3. 秸稈鍋爐頂安裝燃料送料裝置，是一種新型的輸送燃料方式，它是由預先安裝的鋼架來襯托住隔風套管，其燃料送料裝置穿過這一頂置的隔風套管，深入到秸稈鍋爐爐膛中。燃料送料裝置與鍋爐本體外置鋼架相固定或用法蘭連接，但此時隔風套管應有鋼性支架，燃料送料裝置也可以由鋼性支架進行支撐，穿過隔風套管，燃料送料裝置與隔風套管之間用柔性耐火填料進行填充并進行密封，秸稈鍋爐頂部布置，減少了占地面積，符合燃燒器供料需求，使燃料輸送便捷，減少了占地面積。由于該燃料送料裝置從斜管送料，通過直管落入秸稈燃燒器的燃燒盤上，燃料從上向下墜落，這樣燃料不會因為堵塞而不能輸送到燃燒器的燃燒盤上，這樣的設置還可使掉落的燃料在下落過程中，受到高溫爐膛的輻射熱，使燃料受到干餾和引燃，燃料在掉在燃燒盤上時，燃料已處于燃燒或被引燃狀態(tài)，這也是燃燒器所需的燃燒方式。

二次風道管和耐火混凝土形成兩層耐熱隔熱保護層，使送料管在高溫的秸稈鍋爐爐膛內順利地完成燃料的輸送任務。

二次風道管通過二次風盤給秸稈燃燒器均勻供氧，使秸稈燃料燃燒更充分。

4. 貼壁式密封型式的圓盤秸稈燃燒器與秸稈鍋爐連接。秸稈燃燒器為圓盤型獨立燃燒裝置，有別于其他燃燒設備。圓盤秸稈燃燒器法蘭與秸稈鍋爐底部燃燒口平面為貼壁型密封，四個燃燒器彈性支撐的設置，一是為秸稈燃燒器密封面與秸稈鍋爐本體爐膛底部鋼架密封面提供頂力支持，另一個作用可減少由于熱脹冷縮造成螺旋桿及支架受力變形，減少密封面開裂造成煙氣泄露。

宗上所述，秸稈鍋爐除氮降溫一體機能有效地使鍋爐系統(tǒng)小型化，是一款方便、快捷、高效的換熱設備。在減少大氣排放和能源消耗的同時能減少材料成本、制造成本、安裝成本、占地成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視圖；

圖2為圖1的A-A剖視圖；

圖3為圖1的C-C剖視圖；

圖4為本發(fā)明俯視剖視圖；

圖5為本發(fā)明連接有低溫除氮裝置的局部放大圖；

圖6為圖5的A-A剖視圖；

圖7為圖5的B-B剖視圖；

圖8為圖5的C-C剖視圖；

圖9為圖8D的放大圖；

圖10為圖9的E-E剖視圖；

圖11為本發(fā)明燃料送料裝置的結構示意圖；

圖12為本發(fā)明二次風盤的主視圖；

圖13為本發(fā)明二次風盤的俯視剖視圖；

圖14為本發(fā)明連接有秸稈燃燒器的局部放大圖；

圖15為圖1的4B放大圖；

圖16為本發(fā)明煙氣除氮流程圖。

具體實施方式

如圖1至圖15所示，一種秸稈燃燒鍋爐煙氣降灰除氮降溫一體機，包括秸稈鍋爐本體1、低溫除氮裝置2、熱能交換裝置3、秸稈燃燒器4，還包括燃料送料裝置5。

燃料送料裝置5包括送料管5-1、環(huán)狀堵板5-2、二次風道管5-3、二次風盤5-4、耐火混凝土5-5。

二次風盤5-4包括上環(huán)盤5-41、下環(huán)盤5-42、分風板5-43，上環(huán)盤5-41內徑大于下環(huán)盤5-42內徑，數(shù)條分風板5-43間隔的設置在上環(huán)盤5-41和下環(huán)盤5-42之間構成數(shù)個分風道。

送料管5-1低端為直管，上端為斜管，在送料管5-1外設有一根大于送料管5-1外徑的二次風道管5-3，在二次風道管5-3上端設有環(huán)狀堵板5-2，環(huán)狀堵板5-2的內環(huán)面與送料管5-1外管壁焊接，環(huán)狀堵板5-2的外環(huán)面與二次風道管5-3管口焊接，在二次風道管5-3上端的管壁上設有二次風進風管5-31，在二次風道管5-3下端設置在爐膛內部分的管壁上設耐火混凝土5-5。

二次風盤5-4設置在送料管5-1、二次風道管5-3和耐火混凝土5-5的低端，二次風盤5-4下環(huán)盤5-42內環(huán)面與送料管5-1外管壁焊接，二次風盤5-4上環(huán)盤5-41內環(huán)面與二次風道管5-3外管壁焊接。

秸稈鍋爐本體1爐膛內設有一道隔煙墻Ⅰ1-1，隔煙墻Ⅰ1-1一側與爐膛左側壁相接，另一側為進口通道Ⅰ1-1-1，在隔煙墻Ⅰ1-1與爐膛內的后墻之間，依次設有第一對流管束1-2、第二對流管束1-3、第三對流管束1-4，在第一對流管束1-2和第二對流管束1-3之間設有一道煙氣隔墻Ⅱ1-5，煙氣隔墻Ⅱ1-5將進口通道Ⅰ1-1-1和進出口通道Ⅰ1-6隔開，在第二對流管束1-3和第三對流管束1-4之間設有一道煙氣隔墻Ⅲ1-7，煙氣隔墻Ⅲ1-7將進出口通道Ⅱ1-8和出口通道Ⅱ1-9隔開，在進口通道Ⅰ1-1-1、進出口通道Ⅰ1-6、進出口通道Ⅱ1-8和出口通道Ⅱ1-9底部分別設有沉灰漏斗Ⅰ1-10。

秸稈鍋爐本體1爐膛內設有一面隔煙墻Ⅳ1-11，隔煙墻Ⅳ1-11一側與爐膛右側壁相接，另一側為煙氣進口1-11-1，隔煙墻Ⅳ1-11與隔煙墻Ⅰ1-1之間構成矩形轉向沉灰室1-12，沉灰室1-12與進口通道Ⅰ1-1-1相通，沉灰室1-12底部設有數(shù)個沉灰漏斗Ⅱ1-12-1，在沉灰室1-12內的隔煙墻Ⅳ1-11上設有鍋爐管排1-11-2，鍋爐管排1-11-2、第一對流管束1-2、第二對流管束1-3、第三對流管束1-4上的鍋爐管排分別與上下鍋筒相通。

低溫除氮裝置2通過除氮裝置法蘭框2-8固定在秸稈鍋爐本體1外側的鍋爐法蘭盤1-13上，熱能交換裝置3固定在低溫除氮裝置2上，秸稈鍋爐本體1爐膛內的出口通道Ⅱ1-9的出口1-91與低溫除氮裝置2的煙氣進口Ⅰ2-2-1相通，低溫除氮裝置2的煙氣出口Ⅰ2-3-1與熱能交換裝置3的煙氣進口Ⅱ3-1相通，熱能交換裝置3外側設有煙氣出口Ⅱ3-2。

燃料送料裝置5穿過秸稈鍋爐本體1的頂部與秸稈鍋爐本體1固定的隔風套管6，燃料送料裝置5送料管5-1斜管與鍋爐本體外置鋼架相固定，燃料送料裝置5送料管5-1直管出口置于秸稈燃燒器4上方，在燃料送料裝置5二次風道管5-3與隔風套管6之間間隙中填充有柔性耐火填料。

秸稈燃燒器4的燃燒器密封面4-1與秸稈鍋爐本體1爐膛底部鋼架密封面1-14緊配合，在燃燒器密封面4-1與鋼架密封面1-14之間設有一層耐火密封填料，在秸稈燃燒器4四個立柱4-2的支架上分別設有一個燃燒器彈性支撐4-3。

燃燒器彈性支撐4-3包括螺旋桿4-3-1、螺旋桿套4-3-2、彈簧套4-3-3、彈簧4-3-4，燃燒器支架的四個立柱4-2上分別焊接一個螺旋桿套4-3-2，每個螺旋桿套4-3-2內螺接一根螺旋桿4-3-1，螺旋桿4-3-1上端為矩形面4-3-11，螺旋桿4-3-1下端分別設置在彈簧套4-3-3內的彈簧4-3-4上。

低溫除氮裝置2包括中框2-1、前蓋板2-2、后蓋板2-3、檔板2-4、金屬催化劑過濾層2-5，所述中框2-1前后框架上設有法蘭框2-8，在中框2-1內設有檔板2-4構成第一過濾區(qū)2-6、第二過濾區(qū)2-7，在檔板2-4下端設有煙氣轉向通道，在第一過濾區(qū)2-6和第二過濾區(qū)2-7內分別設有數(shù)層金屬催化劑過濾層2-5，數(shù)層金屬催化劑過濾層2-5間隔設置，所述前蓋板2-2和后蓋板2-3分別固定在中框2-1的前后框架上，在前蓋板2-2上設有煙氣進口2-2-1，在后蓋板2-3上設煙氣出口2-3-1。

金屬催化劑過濾層2-5為長方形板狀，在金屬催化劑過濾層2-5板上間隔排列數(shù)個矩形孔2-5-1。

金屬催化劑過濾層2-5由MnOx/TiO2、V2O5和燒結粘結劑燒制構成。

一種秸稈燃燒鍋爐煙氣降灰除氮降溫一體機的實現(xiàn)方法，步驟如下：

將秸稈燃燒器4設置在秸稈鍋爐本體1鍋爐爐膛下端，用工具卡入四個燃燒器彈性支撐4-3螺旋桿4-3-1上端的矩形面4-3-11，順時針旋轉螺旋桿4-3-1，使秸稈燃燒器密封面4-1與秸稈鍋爐本體1爐膛底部鋼架密封面1-14緊配合，在燃燒器密封面4-1與鋼架密封面1-14之間設有一層耐火密封填料，四個燃燒器彈性支撐4-3的設置，一是為秸稈燃燒器密封面4-1與秸稈鍋爐本體1爐膛底部鋼架密封面1-14提供頂力支持，另一個作用可減少由于熱脹冷縮造成螺旋桿4-3-1及燃燒器支架受力變形，減少兩個密封面開裂造成煙氣泄露。

秸稈燃料進入送料管5-1斜管，通過直管落入秸稈燃燒器4的燃燒盤上，燃料不會因為堵塞而不能輸送到燃燒器的燃燒盤上，這樣的設置還可使掉落的燃料在下落過程中，受到高溫爐膛的輻射熱，使燃料受到干餾和引燃，燃料在掉在燃燒盤上時，燃料已處于燃燒或被引燃狀態(tài)，送料管5-1、二次風道管5-3、耐火混凝土5-5的結構，二次風道管5-3和耐火混凝土5-5形成兩層耐熱隔熱保護層，使送料管5-1在高溫的秸稈鍋爐爐膛內順利地完成燃料的輸送任務。

秸稈燃燒鍋爐外置風機，將空氣通過二次風進風管5-31進入二次風道管5-3，再通過二次風盤5-4的數(shù)個分風道，給秸稈燃燒器4均勻供氧，使秸稈燃料燃燒充分。

秸稈燃料燃燒時的熱煙氣，會形成一定濃度的飛灰，熱煙氣通過煙氣進口1-11-1轉向進入沉灰室1-12的矩形空腔，通過轉向及流通截面積的擴大，使得熱煙氣失速，這樣鍋爐煙氣中的灰粒子就失去了絕大部分動能，靠重力使一部分飛灰塵自然沉降，另外一部分動能較大的灰塵粒子撞到煙氣進口1-11-1對面的隔煙墻Ⅰ1-1上，動能喪失，使灰塵自然沉降，沉降的灰塵降到數(shù)個沉灰漏斗Ⅱ1-12-1中。

沉降后的熱煙氣依次通過進口通道Ⅰ1-1-1、第一對流管束1-2、進出口通道Ⅰ1-6、第二對流管束1-3、進出口通道Ⅱ1-8、第三對流管束1-4、出口通道Ⅱ1-9將熱煙氣又一次失速，沉降灰塵，沉降的灰塵降到數(shù)個沉灰漏斗Ⅰ1-10中。

沉降后的熱煙氣通過煙氣進口Ⅰ2-2-1直接進入低溫除氮裝置2，熱煙氣依次通過低溫除氮裝置2內的第一過濾層2-4的數(shù)層金屬催化劑過濾層2-5、檔板2-4下端的煙氣轉向通道、第二過濾層2-5數(shù)層金屬催化劑過濾層2-5、除掉煙氣中的氮含量后從煙氣出口Ⅰ2-3-1排出，通過煙氣進口Ⅱ3-1又直接進入熱能交換裝置3，熱能交換裝置3將煙氣降溫后通過煙氣出口Ⅱ3-2進入后序設備。

低溫催化劑反應層主要成分由MnOx/TiO2及V2O5等燒制構成，在模塊化蜂窩式反應器中，催化劑作用下，氨與NOx發(fā)生化學反應，實現(xiàn)進一步的脫氮，如圖16所示。