CN1010425B - 沸腾炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于沸腾层燃烧的锅炉，它具有喷嘴座，在喷嘴座上部的燃料输入装置，在锅炉上端的废气通道以及换热器受热面。在这种用于沸腾燃烧的锅炉中应当减少由沸腾层卷走的颗粒进行再循环和对沸腾层调温的耗费。为此本发明提出，为了将未燃烧的固体颗粒分离并回流到沸腾层下部区域中去，锅炉具有圆柱形内径，在锅炉壁的上部区域中基本上是切向地并同时向下倾斜地安装二次气流喷嘴。

Description

本发明涉及一种沸腾层燃烧的锅炉，它具有喷嘴座、在喷嘴座上部的燃料输入装置、喷嘴座下部的一次气流输入装置、锅炉上端的废气通道以及换热器的受热面。

稳定的或流动的沸腾层燃烧均为已知的（VGB电厂技术，第8册，1963年8月，论文“杜伊斯堡股份有限公司大气流动沸腾燃烧的市内发电站1号热电站的设计和配置”，作者W.Wein）。在稳定的沸腾燃烧时，选择空气或气体的流动速度使沸腾层调整为上限;而在流动的沸腾燃烧时，选择较大的空气或气体的流动速度，使固体微粒的大部分从沸腾层中向上排出，在旋涡器中分离出来，然后或直接或通过一个灰冷却器引回沸腾层中去。通常沸腾燃烧的优点是能燃烧劣质燃料，如废料，而且在沸腾层中燃烧时可以通过添加石灰来达到使烟气脱硫的目的。

此外，由于和煤粉燃烧相比，在沸腾燃烧时燃烧温度较低，所以产生的氮氧化物较少。但和普通的稳定沸腾燃烧相比，流动的沸腾燃烧还有另外的优点，即由于固体颗粒的循环流动，使燃料和添加物的停留时间延长了，这对于完全燃烧和脱硫都起好的作用。由于充分地进行反应，在同样的脱硫情况下，有较小的钙与硫的比例就足够了。但与稳定的沸腾燃烧相比，流动的沸腾燃烧有一个缺点，即设备费要高得多。它需要有附加的多个旋涡器级，使与废气一起流动并要重新引回的固体颗粒从废气中分离出来，此外还需要有保持沸腾层中温度稳定的灰冷却器。

US    4，075，953公开了一种焚化炉，它具有一个喷嘴座，喷嘴座上部有燃料输入装置，喷嘴座下部有一次气流输入装置，其焚化炉具有圆柱 形截面，它垂直放置，在炉壁的上部基本上切向地并且同时向下倾斜地安装有二次气流喷嘴，气流沿壁螺旋状地向下流动，整个气流是一种绕锅炉对称轴的旋转流动。

本发明的目的是通过一种用于沸腾燃烧的锅炉来实现的，它具有喷嘴座、喷嘴座上部的燃料输入装置、喷嘴座下部的一次气流输入装置、在垂直放置的圆柱形锅炉上端的废气通道;为了将未完全燃烧的固体颗粒分离并回引到沸腾层下部区域，锅炉在锅炉壁的上部区域设有基本上是切向的、并且同时向下倾斜的二次气流喷嘴;气流及微粒流在锅炉的中心多数垂直地上升，并沿外壁螺旋状地下落;整个气流是一种环绕锅炉对称轴的、越向上越强烈的旋转流动，其特征在于，喷嘴座中的一次气流喷嘴相对于锅炉的对称轴，向着二次气流喷嘴的切向流入方向同向地倾斜;一次气流嘴和二次气流喷嘴既与废气通道又与新鲜空气导管相连;新鲜空气和废气的混合比可通过装在导管中的调整机构控制;锅炉壁设有换热器受热面。

本发明的详细设计可由以下描述得知：

（1）所述之锅炉，其特征为：在喷嘴座上固定了一个与锅炉对称轴同心的圆柱体。

（2）所述之锅炉，其特征为：圆柱体制成一个空心体。

（3）所述之锅炉，其特征为：为了支持沸腾层绕锅炉对称轴的旋转流动，圆柱体与进气导管相连接，并在其上端装有与其圆周方向大体相切的气流喷嘴。

（4）所述之锅炉，其特征为：圆柱体的气流喷嘴还同时向上倾斜地吹气。

（5）所述之锅炉，其特征为：圆柱体的长度至少为锅炉高度的三分之一。

（6）所述之锅炉，其特征为：圆柱体的壁作为换热器的受热面。

（7）所述之锅炉，其特征为：喷嘴座中的气流喷嘴相对于锅炉的对称轴向着二次气流喷嘴切向流入的方向同向地倾斜安装。

（8）所述之锅炉，其特征为：为了偏移在锅炉的对称轴区域中上升的燃料颗粒，装设一个气流喷嘴，使其气流横过锅炉中部高度处的锅炉对称轴。

（9）所述之锅炉，其特征为：二次气流喷嘴既与废气通道也和新鲜空气导管相连，而新鲜空气和废气的混合比可通过装在导管中的调整机构调整。

（10）所述之锅炉，其特征为：喷嘴座上的喷嘴与新鲜空气导管相连。

（11）所述之锅炉，其特征为：喷嘴座上的喷嘴既与废气通道也和新鲜空气导管相连，新鲜空气与废气的混合比可通过设在导管中的调整机构加以调整。

（12）所述之锅炉，其特征为：在喷嘴座和废气通道之间装有环形隔板，在锅炉壁上设有换转器受热面，在环形隔板和废气通道之间装设二次气流喷嘴，用于产生一个沿锅炉壁向下流动的二次气流流管，以及在环形隔板和炉壁之间设有用于固体颗粒在内部回流的缝形孔。

（13）按照权利要求14所述之锅炉，其特征为：二次气流喷嘴环形地装在锅炉的上盖上。

（14）所述之锅炉，其特征为：二次气流喷嘴装在一个环形地围绕在上盖中心的废气通道并供应二次气流的环形室的底部。

（15）所述之锅炉，其特征为：二次气流喷嘴配备有倾斜安装的导流片。

（16）所述之锅炉，其特征为：二次气流喷嘴具有一个与炉壁相切并同时向下倾斜的吹气方向。

（17）所述之锅炉，其特征为：环形隔板上装有切向地汇入隔板内孔的旋转喷嘴。

（18）所述之锅炉，其特征为：环形隔板构成一个环形腔，它至少与一根二次气流导管相连通，在它的内壁装有切向设置的用于二次气流的旋转喷嘴。

（19）所述之锅炉，其特征为：二次气流喷嘴至少与一个气体压缩机相连。

（20）所述之锅炉，其特征为：环形隔板的上端漏斗状地向着缝形孔方向倾斜。

（21）所述之锅炉，其特征为：漏斗状孔除了窄小的接片部分外，围绕着整个环形隔板。

（22）所述之锅炉，其特征为：环形隔板下面悬挂着一个圆柱形的几乎伸到喷嘴座的罩，它的外径比按缝形孔的内壁确定的直径稍小些。

（23）所述之锅炉，其特征为：锅炉壁通过焊接的换热器管来冷却。

（24）所述之锅炉，其特征为：炉壁设计成散热管壁的形式。

（25）所述之锅炉，其特征为：受热面设在环形隔板上部的空腔中。

（26）所述之锅炉，其特征为：受热面设在环形隔板下部的沸腾层中。

（27）所述之锅炉，其特征为：罩和炉壁之间的环形缝中置有换热器受热面。

（28）所述之锅炉，其特征为：作为环形隔板一部分罩使沸腾层 在环形隔板下部的区域中横截面变窄，这一横截面小于炉壁的横截面。

（29）所述之锅炉，其特征为：罩通过换热器管冷却。

（30）所述之锅炉，其特征为：燃料输入通道穿过锅炉壁和罩。

（31）所述之锅炉，其特征为：燃料的输入穿过锅炉底部。

（32）所述之锅炉，其特征为：环形隔板上部的锅炉有一个圆柱形横截面。

（33）所述之锅炉，其特征为：在环形隔板下部的锅炉具有一个多边形横截面。

按本发明在本文所提出的方案，从向上升的沸腾层中径向排出与之一起流动的固体颗粒是通过围绕锅炉对称轴的沸腾层强烈的旋转流动分量来实现的。旋转流动的形成是由于采用了对旋转流动阻力比较小的圆柱形截面的锅炉，并在锅炉上半部的炉壁外圆周上切向安装了二次气流的喷嘴，而这些喷嘴同时还产生一个向下的流动。离心分离出来的固体颗粒沿着锅炉的内壁运回锅炉的下部区域中。在这种情况下本发明的一个突出的优点是，在向下流动的外围气流和向上升的沸腾层边界区内较轻的基本上已烧完的固体颗粒进入沸腾层的中心，而较重的固体颗粒可以返回喷嘴座处。

在喷嘴座的中心固定一个圆柱体的结构形式有显著优点。这种与锅炉的对称轴和沸腾层同心的圆柱体使在沸腾层下部区域中的颗粒不能沿径向一直流动到中心。这样做的意义在于，沿锅炉对称轴的沸腾层的中心有效的离心力分量较小，因此沿锅炉对称轴上升的颗粒将会随着废气经过废气排气通道逸出。这一结构也正是本发明其他设计方案的指导思想。

当采用在喷嘴座中心设置圆柱体时，可将它设计成空心体并与进 气通道相连，即与一次气流相连，在它的上端与其圆周近似成切向并向上倾斜地设有气流喷嘴。因此在流动沸腾层的中心不仅可以送入新鲜空气，而且可以附加地传递给沸腾层以扭矩或旋转脉冲，因此改善了从锅炉的废气中分离出未完全燃烧的固体颗粒和添加物。

采用环形隔板使沸腾层在锅炉上半部变窄，所以沸腾层和锅炉壁分开，并在炉壁和变窄了的沸腾层之间形成一个围绕后者的环形回流腔，被一起捲走的颗粒可经过此腔重新引回沸腾层的下部区域中去。为了支持这一回流并同时能进行进一步的补充燃烧，所以在环形隔板的上面喷入二次气流。通过在环形隔板和炉壁之间设置缝式的孔，可以使引回的颗粒一直输送到沸腾层的下部区域中去。

本发明的一种富有优点的设计是将二次气流喷嘴环状地安装在锅炉顶上。二次气流可以从那里直接沿着炉壁向下吹。炉壁上可以不加工大的穿孔。向下流动的较冷的二次气流同时还减小了炉壁的热负荷。较好的做法是将二次气流喷嘴设在一个围绕着废气通道的供应二次气流的环形室的底上。在该室的整个底上倾斜地安装导流喷嘴，其优点是可通过它们将二次气流均匀和螺旋状地向下吹。

如果按本发明富有优点的改进设计，在环形隔板上切向地安装汇入环形隔板内孔的二次气流喷嘴，则可非常有效地加强传递给沸腾层的扭矩。同时还可以通过二次气流冷却环形隔板。

本发明的进一步细节借助于附图中的几个实施例来加以说明。其中：

图1    物质进出本发明带沸腾燃烧和内部灰再循环的锅炉的流程示意图，

图2    本发明锅炉的纵剖视图，

图3    图2中之Ⅱ-Ⅱ剖视图，

图4    带有装在喷嘴座上的圆柱体的本发明锅炉的纵剖视图，

图5    图4中之Ⅳ-Ⅳ剖视图，

图6    图1中锅炉纵剖视图，

图7    图6中之Ⅲ-Ⅲ剖视图，

图8    另一种带沸腾燃烧和内部灰再循环的锅炉的纵剖视图，进气喷嘴放在围绕废气通道的环形室底部，

图9    图8中之Ⅴ-Ⅴ剖视图，

图10    图8锅炉受热外壁之截面放大图，

图11    另一种带沸腾燃烧和内部灰再循环的锅炉纵剖视图，冷却面设在灰的回输途中。

图1示意表示了在一个能量转换装置2中本发明带沸腾燃烧的锅炉1的配置。从图中可以看出，离开锅炉1的热废气经过废气通道3通往换热器4中生产蒸汽，并紧接着导入过滤器5中除尘。在实施例中过滤器5和锅炉的烟囱6之间的废气通道3中装有一个排烟吸风机7。

锅炉1通过燃料输入通道8供入掺有石灰的燃料。此外新鲜空气通过空气压缩机9和被冷却了的烟气经烟气压缩机10供入锅炉，在本实施例中烟气取自通往烟囱的废气通道3。各进气导管11、12既和新鲜空气导管13也和烟气导管14相连。为了独立调整在这两根进气导管11、12中的新鲜空气和烟气的混合比例，在新鲜空气进气导管的分路15、16和烟气进气导管的分路17、18中装有节流阀19、20、21、22。

图2所示是本发明锅炉110的纵向剖视图。锅炉的横截面是圆柱形的。下底通过喷嘴座111来封闭。在喷嘴座上等距地装有气体喷 嘴112。进气导管113通到喷嘴座下面的空腔中。进气导管113既与新鲜空气导管114相接，亦与烟气导管115相连。通过设在这两根导管中的调整装置116、117可以将新鲜空气-烟气混合气调整到一定的比例。燃料输入通道118的出口位于紧挨着喷嘴座111上面的炉壁119上。锅炉上部三分之一处的炉壁上在不同的高度沿圆周互相错开90°地安装了二次气流喷嘴120至127。如图2和3所示，这些二次气流喷嘴均沿切向并略向下倾斜地进入锅炉。和通往喷嘴座111的进气导管113一样，这些二次气流喷嘴121至127也既与新鲜空气导管114相连，亦和烟气导管115相连。此处也在连接导管中设置了调整新鲜空气-烟气混合气的调整装置128、129。在锅炉上装有换热管130，它们与一个在图上未表示的水蒸气回路相连。

锅炉110工作时，新鲜空气-烟气混合气作为所谓的一次气流经过与新鲜空气导管和烟气导管相连的进气导管113送入喷嘴座111下的空腔133中。新鲜空气-烟气混合气的比例可以通过设在新鲜空气导管114和烟气导管115中的调整装置116、117按照需要加以调整。这些通过进气导管113进入的一次气流从喷嘴座111上的气体喷嘴112向上吹入锅炉，并使经过燃料和石灰输入通道118所供入的燃料和石灰微粒打旋。随着一次气流的上升将这些燃料微粒一起向上捲走，打旋，并在所存在的温度条件下和一次气流中的氧气不完全燃烧。

将气流喷嘴112倾斜地装在喷嘴座111上可以使沸腾层除它的垂直运动外，另外还得到一个绕锅炉对称轴131的旋转运动。由二次气流喷嘴切向倾斜地向下送出的用来燃尽剩余部分的二次气流， 将径向地向外散布的燃料微粒沿炉壁螺旋状地向下输送，使它与从在喷嘴座111上部的燃料输入通道118流入的新鲜燃料和添加物混合之后引回沸腾层中去。与此同时，沿外壁循环的二次气流流管将旋转脉冲传递给沸腾层的上部，并在那里将固体颗粒通过离心力逐渐向外甩。这些固体颗粒最终到达炉壁119附近并进入该处螺旋状向下流动的二次气流中。所产生的充满轻的灰微粒的烟气从锅炉中心向上通过废气通道132送出。为了防止未充分燃烧的固体微粒沿着燃烧室的对称轴131，亦即在离心力很小的区域向上升并排入废气通道，可以这样来安排一个未在这里进一步表示的喷嘴，即使它的喷气流横向吹过锅炉的对称轴131。由此便使得在这一区域上升的固体微粒被输送到沸腾层的外部区域中，并因此完全被旋转气流所吞没。

图4表示了本发明锅炉134的另一种实施例。在这里也有一个喷嘴座135位于锅炉下部，在喷嘴座135下面的空腔中引入进气导管137。在喷嘴座上面有一个燃料输入通道138，它被引至锅炉134的炉壁139中。在锅炉上部三分之一处的不同高度上安装有二次气流喷嘴140至147，它们与炉壁139切向地并略微向下倾斜地安装。与锅炉134的对称轴148同心地在喷嘴座135上设有一个几乎耸起到锅炉134中央的空心圆柱体149。这一空心圆柱体通过其空心内腔与喷嘴座135下面的空腔136并从而与进气导管137相连通。它的上端是封闭的。邻近其上端的下面，沿圆周设有孔150至155，它们基本上与空心圆柱体149的外壁156成切向，并向上倾斜。炉壁上二次气流喷嘴140至147的安排和在空心圆柱体上的孔150至155的安排均亦可由图4看出。

在炉壁139上装有换热管158，它们是图上未进一步表示的水蒸气回路的一部分。也可以在空心圆柱体149内表面用未在图中进一步表示的方式设换热管，通过这些与图中未表示的水蒸气回路相连接的换热管使空心圆柱体149冷却。

和图2和3所示之锅炉110的工作情况相类似，经过燃料输入通道138供入的燃料颗粒受到从喷嘴座135的气流喷嘴157送出的一次气流的影响而强烈打旋，并在那里所存在的温度条件下燃料颗粒部分地和一次气流的氧气进行燃烧。剩余部分则与二次气流实现完全燃烧。

在空心圆柱体149上端孔150至155处的中心沸腾层区中，不只是附加地供入了一次气流，而且由于一次气流的流入方向，还给了沸腾层一个绕锅炉134对称轴148的旋转脉冲。这一旋转脉冲由于切向汇入锅炉的二次气流喷嘴140至147以及通过它们流入的二次气流而进一步得到加强。由于这一围绕锅炉对称轴的旋转脉冲，使较重的还没有完全烧尽的颗粒如同在图2和图3所示的实施例中的情况那样逐渐向外驱动，并进入螺旋形向下流动的二次气流的区域中去。二次气流带着这些颗粒和经过燃料输入通道138供入的燃料颗粒一起回输到沸腾层的下部区域中去。此外，空心圆柱体149还能阻止燃料微粒沿燃烧室对称轴上升，从而使其到达向下的旋转气流中去。由于在空心圆柱体149上端流出的一次气流而加强了的传递给在锅炉134上部区域中沸腾层的转矩脉冲，以及由于没有在对称轴中心的上升的沸腾层区，因而导致更好地从燃烧气体中离析出不完全燃烧或未燃烧的燃料颗粒。

图6所示是图1中锅炉1的纵剖面放大图。锅炉具有圆柱形截面， 在其下部有一个喷嘴座23。在喷嘴座23上等距地装有气体喷嘴24至32。在喷嘴座23的下面引入进气导管11，它既和新鲜空气导管13，也和烟气导管14相通。

锅炉1由隔板33分开。锅炉顶部与废气通道3相连。燃料输入通道8装在隔板33以下喷嘴座23以上的炉壁上。在本实施例的环形隔板33上部的三个不同高度，在炉壁44上各装四个互相错开90°的二次气流喷嘴34至43。如图7之截面图所示，二次气流喷嘴34至43与锅炉1的外壁44成切向安装。此外，如图6清楚地表明的那样，它们是相对于水平面倾斜的，所以流入的二次气流旋转地并螺旋状地沿炉壁向下流动。如图1所示，此二次气流喷嘴既与新鲜空气导管13亦与烟气导管14相通。环形隔板在锅炉1的外壁44处有几乎占整个炉壁周长的窄缝45、46、47、48，它们仅仅通过固定隔板用的小接片49、50、51、52互相分开。在炉壁上焊有换热管53，它们与一个水蒸气回路相连。

当此锅炉工作时，所谓一次气流的新鲜空气-烟气混合气经过新鲜空气导管13和烟气导管14以及装在这些导管中的压缩机9、10从喷嘴座23下部流入。气流从喷嘴座23上的气流喷嘴24至32向上吹，并捲着经过燃料输入通道8供入的固体微粒打旋。通过向上升的一次气流，这些固体微粒被一起向上带走，这时燃料燃烧。在沸腾层上部区域中设有一块隔板33。通过这一环形隔板在沸腾层和锅炉1的外壁44之间构成了一个用于向下回流的空腔。由于切向吹入二次气流，因而这一回流经过二次气流喷嘴34至43后被加速并处于旋转状态。旋转脉冲还通过这一二次气流罩传递给上升的沸腾层并使之旋转。于是这些被一起带走的微粒径向地从上升着的沸腾层中被 离心分离出来，并沿锅炉1的外壁被那里的螺旋状向下旋转的二次气流带走和向下拉扯。这时，这些微粒经过环形隔板33和锅炉1外壁44之间的缝45至48一直到达位于隔板下部的沸腾层中。这些颗粒和烟气将热量传给被换热管53冷却了的锅炉1的外壁。

二次气流喷嘴34至43通过新鲜空气导管13的分路16和烟气导管14的分路18供入在这里作为二次气流的混合气体，混合气体经过接在分路中的节流阀20、22后含有可事先调整好的氧气量。通过这种分层次地供氧可达到分层燃烧的目的，这样做起到了在现有的燃料含氮量的情况下减少氮氧化物的生成。此外通过固体微粒的再循环延长了其停留时间。因此与燃料一起供入的石灰可以充分地和硫进行反应，这样能显著减少废气中二氧化硫的含量和所要求的钙硫比。

图8和9表示了另一种带沸腾层燃烧的锅炉54的纵剖面和横截面，相对于图1和6中之实施例而言它在一些方面有了进一步发展。不过在这里仍在锅炉54的下端设有一个喷嘴座55，在锅炉中部有一块环形隔板56，在锅炉上端中心设有废气通道57以及紧挨着喷嘴座55的上部有燃料输入通道58。但是与图1和6不同，二次气流是经过一个装在锅炉54上端的环状地围绕废气通道57的环形室59进入的，环形室59经过倾斜放置的导流片60与锅炉54内腔相沟通。在本实施例中，环形隔板56上装了一个与它有同样内径的管座61，旋转喷嘴62、63、64、65切向地装在管座上。在环形隔板56之下，有一个圆柱形罩66固定在锅炉中，它几乎伸到喷嘴座55。在罩66和锅炉54外壁67之间保留一个足够宽的环形缝隙，以便使经过环形隔板56的缝68、69（图中只能看到两个）回流的颗粒进一步向下部沸腾层区流动。在燃料输入通道58处 的罩66部分要除去，以免影响燃料的供入。

在喷嘴座55中的所有气流喷嘴70至78朝要传递给沸腾层的旋转脉冲的方向对称于锅炉54的对称轴79相对于垂直线按同一角度倾斜。此外，装在喷嘴座边缘区的气流喷嘴70、71还要向里倾斜。附加地在紧邻被悬挂在环形隔板上的罩66口的下面还另外装有基本上径向往里吹的气流喷嘴80、81。在环形隔板56上的旋转喷嘴60至65以及就在喷嘴座上面的炉壁上的气流喷嘴80、81如图1所示那样既与新鲜空气导管13也与烟气导管14相连。通过图1中所表示的导管各分路15至18中所置入的可调整节流阀19至22，可以使各喷嘴组有不同的进气量。

图9表示二次气流输入导管12的各分路82切向地进入环形室59的情况。由此产生了旋转，这一旋转运动通过装在环形室底部的斜置导流片60使它有一些向下移动。在图9中还清楚地表明了环形隔板56中的孔和装在环形隔板上的旋转喷嘴62至65，旋转喷嘴同样也是切向地汇入环形隔板的中心孔中的。

图10中放大表示了锅炉54的外壁67以及挂在环形隔板56上的罩66的断面。从图中可以看出，壁的结构设计成气体密封的焊接散热管壁的形式。

锅炉54工作时，经过新鲜空气压缩机9和烟气导管14中的压缩机10以及节流阀19至22，向进气导管11输入可调整氧气含量的混合气体。这一混合气从锅炉喷嘴座55上的气流喷嘴和下端外壁上的气流喷嘴中出来，并在锅炉中造成一个向上的螺旋状流动。经由燃料输入通道58进入的并按其含硫量充填以石灰的磨碎了的燃料被这一气流向上拉扯，在沸腾层中均匀分布并燃烧。这一沸腾层经过环 形隔板56使之在锅炉54的上部的横截面变窄。在锅炉54的喷嘴座55上倾斜安装的气流喷嘴70至78引起的使上升沸腾层围绕锅炉对称轴79的旋转运动在环形隔板上面由于从切向安装的旋转喷嘴62至65中流出的二次气流而进一步加强。于是导致各个细小的微粒从上升的沸腾层流管中径向地离心分离出来，到达锅炉54的壁面区，并被那里螺旋形向下流动的二次气流一起捲走。它们流过锅炉54的外壁67和环形隔板56之间的缝68、69，并在罩66和锅炉炉壁67之间向下流动，直至到达锅炉底部。在那里它们被从气流喷嘴70至78、80、81流出的混合气所席捲，并被重新向上吹。这时主要是从未被燃烧的微粒中释放出来的烟气经过废气通道57流入接在它后面的换热器4中。

如图10所示，锅炉54和罩66的管壁可设计成散热管壁，并可用来作为受热面。这一结构很大的优点在于，锅炉54的外壁67受到罩66和沿其壁面向下流动的较冷的二次气流的保护而免受沸腾层直接影响。这种结构的另一个优点是，通过固体颗粒自锅炉54上部区域回流到沸腾层的下部区域中，使沸腾层中的各个微粒得到较长的停留时间，从而改善了完全燃烧以及硫和与燃料一起供入的石灰的结合。在这种情况下，当燃料中的硫含量一定时加入较少量的石灰就够用了。由于供入含氧量较少的二次气流因而可以实行分层燃烧，即首先和减少了的大气含量进行燃烧，并因此生成较少的氮氧化物。采用这种锅炉还可以避免一般在流动沸腾层燃烧中所要求的旋涡器级和灰冷却器，因为灰的冷却可以通过与较冷的、重新循环的烟气相混合来达到。此外通过由旋转喷嘴所产生的沸腾层强烈的转动加速度使环形隔板上面达到了一个良好的固体微粒的分离程度，所以无需再有其他 的旋涡器级。与带流动的沸腾层燃烧、两个旋涡器级和一个灰冷却器以及将它们互相连接起来的热导管的设备相比，热辐射的损失大大减小了。由于锅炉是圆柱形的，所以即使用于充满沸腾层的工作条件下也可以有足够的强度。锅炉的散热管壁毫无疑问可以与水蒸气回路相连通。

图11表示了带沸腾燃烧的锅炉84的另一种结构形式，在锅炉84中废气通道85和二次气流喷嘴86至94和锅炉外壁95的连接情况与图6和7中所描述的情况完全相同。然而环形隔板96设计成用于二次气流的环形通道，并在它的内直径上朝内部横截面切向地装有旋转喷嘴97、98、99（图中只表示了三个）。装在环形隔板下面的罩100与图8和图9中的实施例相比，它的直径减小到几乎和环形隔板96的内径相同。在罩100和锅炉84的外壁95以及环形隔板96之间的环形缝隙105中装有用于灰冷却的换热管101。燃料输入通道102一直通到罩100上。喷嘴座104的边缘103与图6至图9的实施例不同是制成漏斗状倾斜的。

与图6至图9的实施例中所示的锅炉1、54相比，锅炉84的优点是，为了保持温度稳定，只需向沸腾层中回流较少量的冷烟气，因为热量已被装在罩100和外壁95之间的换热管101带走了。

Claims (30)

1、用于沸腾燃烧的锅炉，它具有喷嘴座、喷嘴座上部的燃料输入装置，喷嘴座下部的一次气流输入装置、在垂直放置的圆柱形锅炉上端的废气通道；为了将未完全燃烧的固体颗粒分离并回引到沸腾层下部区域，锅炉(1、54、84、110、134)在锅炉壁(44、67、95、119、139)的上部区域设有基本上是切向的、并且同时向下倾斜的二次气流喷嘴(34至43、60、86至94、120至127、140至147)；气流及微粒流在锅炉的中心多数垂直地上升，并沿外壁螺旋状地下落；整个气流是一种环绕锅炉对称轴的、越向上越强列的旋转流动，其特征在于，

喷嘴座(@3、55、104、111)中的一次气流喷嘴(24至32、70至78、112、157)相对于锅炉(1、54、84、110)的对称轴(79、131)，向着二次气流喷嘴(34至43、86至94、120至127)的切向流入方向同向地倾斜；

一次气流嘴(24至32、70至78、112、157)和二次气流喷嘴(34至43、60、86至94、120至127、140至147)既与废气通道(3、57、85、132、159)又与新鲜空气导管(13、114)相连；

锅炉壁(44、67、95、119、139)设有换热器受热面。

2、按照权利要求1所述之锅炉，其特征为：在喷嘴座（135）上固定了一个锅炉（134）对称轴（148）同心的圆柱体（149）。

3、按照权利要求2所述之锅炉，其特征在于：圆柱体（149）制成一个空心体。

4、按照权利要求2所述之铟炉，其特征为：为了支持沸腾层绕锅炉（134）对称轴（148）的旋转流动，圆柱体（149）与进气导管（137）相连接，并在其上端装有与其圆周方向大体相切的气流喷嘴（150至155）。

5、按照权利要求4所述之锅炉，其特征为：圆柱体（149）的气流喷嘴（150至155）还同时向上倾斜地吹气。

6、按照权利要求2所述之锅炉，其特征为：圆柱体（149）的长度至少为锅炉（134）高度的三分之一。

7、按照权利要求2所述之锅炉，其特征为：圆柱体（149）的壁（156）作为换热器的受热面。

8、按照权利要求1所述之锅炉，其特征为：为了偏移在锅炉（110）的对称轴（131）区域中上升的燃料颗粒，装设一个气流喷嘴，使其气流横过锅炉中部高度处的锅炉对称轴。

9、按照权利要求1所述之锅炉，其特征为：喷嘴座（111、135）上的喷嘴（112、157）与新鲜空气导管（114）相连。

10、按照权利要求1所述之锅炉，其特征为：喷嘴座上的喷嘴（112、157）既与废气通道（132、159）也和新鲜空气导管（114）相连，新鲜空气与废气的混合比可通过设在导管中的调整机构（116、117、128、129）加以调整。

11、按照权利要求1所述之锅炉，其特征为：在喷嘴座（23、55）和废气通道（3、57、85）之间装有环形隔板（33、56、96），在锅炉壁（44、67、95）上设有换热器受热面（53、67、101），在环形隔板和废气通道之间装设二次气流喷嘴（34至43、60、86至94），用于产生一个沿锅炉壁向下流动的二次气流流管，以及在环形隔板和壁之间设有用于固体颗粒在内部回流的缝形孔（45至48、68至69、105）。

12、按照权利要求11所述之锅炉，其特征为：二次气流喷嘴（60）环形地装在锅炉（54）的上盖上。

13、按照权利要求12所述之铟炉，其特征为：二次气流喷嘴（60）装在一个环形地围绕在上盖中心的废气通道（57）并供应二次气流的环形室（59）的底部。

14、按照权利要求11或13所述之锅炉，其特征为：二次气流喷嘴配备有倾斜安装的导流片（60）。

15、按照权利要求11或12所述之锅炉，其特征为：二次气流喷嘴（34至43，86至94）具有一个与炉壁（44、95）相切并同时向下倾斜的吹气方向。

16、按照权利要求11所述之锅炉，其特征为：环形隔板（56、96）上装有切向汇入隔板内孔的旋转喷嘴（62至65、97、98、99）。

17、按照权利要求16所述之锅炉，其特征为：环形隔板（96）构成一个环形腔，它至少与一根二次气流导管相连通，在它的内壁装有切向设置的用于二次气流的旋转喷嘴（97、98、99）。

18、按照权利要求1所述之锅炉，其特征为：二次气流喷嘴（34至43、60、86至94、120至127、140至147）至少与一个气体压缩机（9、10）相连。

19、按照权利要求11所述之锅炉，其特征为：环形隔板（33、56）的上端漏斗状地向着缝形孔（45至48、68、69）方向倾斜。

20、按照权利要求1所述之锅炉，其特征为：漏斗状孔（45至48、68、69）除了窄小的接片部分（49、50、51、52）外，围绕着整个环形隔板（33、56、96）。

21、按照权利要求1所述之锅炉，其特征为：环形隔板（56、96）下面悬挂着一个圆柱形的几乎伸到喷嘴座（55）的罩（66、100），它的外径比按缝形孔（68、69、105）的内壁确定的直径稍小些。

22、按照权利要求1所述之锅炉，其特征为：锅炉壁（119、139）通过焊接的换热器管（130、158）来冷却。

23、按照权利要求11所述之锅炉，其特征为：炉壁（67、95）设计成散热管壁的形式。

24、按照权利要求11所述之锅炉，其特征为：受热面设在环形隔板上部的空腔中。

25、按照权利要求11所述之锅炉，其特征为：受热面设在环形隔板下部的沸腾层中。

26、按照权利要求21所述之锅炉，其特征为：罩（100）和炉壁（95）之间的环形缝中置有换热器受热面（101）。

27、按照权利要求21所述之锅炉，其特征为：作为环形隔板（56、96）一部分的罩（66、100）使沸腾层在环隔板下部的区域中横截面变窄，这一横截面小于炉壁（67、95）的横截面。

28、按照权利要求21所述之锅炉，其特征为：罩（66）通过换热器管冷却。

29、按照权利要求21所述之锅炉，其特征为：燃料输入通道（102）穿过锅炉壁（95）和罩（100）。

30、按照权利要求21所述之锅炉，其特征为：燃料的输入穿过锅炉底部。

Images