CN101545676A - 高效节能减排循环流化床有机热载体锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效节能减排循环流化床有机热载体锅炉，包括锅炉底座、煤斗和热媒循环泵，锅炉底座的上面由外到内依次设有钢架和保温耐火层构成的炉体，炉体内平行设有顶部连通的炉膛和烟道；炉膛的上部由上到下依次设有顶部受热面、方盘辐射受热管束，盘管间隙设有二次风喷嘴，炉膛的下部设有布风板、风帽和等压风箱；烟道由上到下依次设有出口集箱、旋风分离器、高温对流管束、低温对流管束和空气预热器，烟道经空气预热器与设置在下面的烟气出口连通；旋风分离器通过管道经返料器与炉膛连通；高温对流管束通过中间联箱与方盘辐射受热管束连通；低温对流管束与热媒循环泵连通；受热面经出口集箱与用热设备连通。本发明环保、节能、使用寿命长。
Description
技术领域
本发明属于有机热载体锅炉技术领域，涉及一种高效节能减排循环流化床有机热载体锅炉。
背景技术
目前，我国有机热载体锅炉以燃煤为主，采用层状燃烧方式，燃烧设备以固定手烧炉、链条炉、往复炉和振动炉等形式，现有技术的循环流化床锅炉是在炉膛出口处加了一个分离器，用来收集部分烟灰返回炉膛燃烧，这种结构的锅炉存在循环烟灰浓度大、受热面磨损严重、煤燃烧率低、燃煤煤种要求高、环境污染严重、除尘设备投资高、运行成本高、余热利用率低等技术问题。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术有机热载体锅炉存在受热面磨损严重、煤燃烧率低、燃煤煤种要求高、环境污染严重、除尘设备投资高、运行成本高、余热利用率低等技术问题，提供一种高效节能减排循环流化床有机热载体锅炉，以克服现有技术的不足。
本发明高效节能减排循环流化床有机热载体锅炉，包括锅炉底座、煤斗和热媒循环泵，锅炉底座的上面由外到内依次设有钢架和保温耐火层构成的炉体，其要点是炉体内平行设有顶部连通的炉膛和烟道；炉膛的上部由上到下依次设有顶部受热面、方盘辐射受热管束，盘管间隙设有二次风喷嘴，炉膛的下部设有布风板，布风板上设有风帽，炉膛通过给煤管与煤斗连通，炉膛的底部设有等压风箱；所说烟道由上到下依次设有出口集箱、旋风分离器和相互连通的高温对流管束与低温对流管束，烟道底部设有与炉膛底部等压风箱连通的空气预热器，烟道经空气预热器与设置在下面的烟气出口连通；所说旋风分离器通过管道经返料器与炉膛的下部连通；高温对流管束通过中间联箱与方盘辐射受热管束的下部连通；低温对流管束与热媒循环泵连通；顶部受热面经出口集箱与用热设备连通。
所说炉膛和烟道由旋风分离器连通，旋风分离器内设叶片与分离筒呈整体结构；所说旋风分离器位于方盘辐射受热管束和高温对流管束之间，这种设置方式提高了分离温度130～150℃，使进入分离器烟气的温度达到755℃以上，有利于飞灰燃尽，降低了飞灰的含碳量，提高了燃烧率由原来的热效率70％提高到85％，大大降低了成本。
所说低温对流管束的外侧设有与热媒循环泵连通的进口集箱。
所说空气预热器为两级管式空气预热结构，位于上面的一级为一次空气预热管，下面的为二次空气预热管，空气分别经一次风机和二次风机送入；烟气在空气预热器内自上而下流动，空气在管内横向流动，一次空气通过一次风道经等压风箱和布风板进入炉膛助燃，二次空气通过二次风道经设置在盘管间隙处的二次风喷嘴和给煤管进入炉膛助燃；为使空气预热器在热状态下能自由伸胀，在空气预热器上部装有伸缩节；所说二次风喷嘴为上、中、下三层布设。
所说方盘辐射受热管束位于炉膛下部布风板的距离为2.5～3m，因为低速循环流化床只有在距离布风板1.5m以下才有磨损，这种布置方式不可能对受热面造成磨损。
所说煤斗内装燃料与石灰石混合物，在燃料燃烧过程中直接脱硫，节省了脱硫设备的投资。
本发明采用循环流化床燃烧方式，可以燃用各类烟煤、贫煤，燃烧效率达95％～99％，尤其是含硫量较高的燃料可通过添加少量石灰石就能大大降低二氧化硫的排放；同时由于锅炉的燃烧温度只有900℃左右，可以有效地控制NOx的排放。可降低硫化物对设备的腐蚀和NOx对环境的污染。它的炉灰由于活性好，可以做水泥等建筑材料的掺合料。这样就能够解决燃煤冒黑烟，燃煤不充分问题，实现节约能源、保护环境、废物综合利用的目的。解决了现有技术有机热载体锅炉存在受热面磨损严重、煤燃烧率低、燃煤煤种要求高、环境污染严重、除尘设备投资高、运行成本高、余热利用率低等技术问题。由于循环流化床燃烧煤种适应性广、燃烧效率高，不仅仅应用于有机热载体锅炉上，也广泛应用于工业的蒸汽锅炉、化工的焙烧锅炉、热风炉、水泥烘干炉、陶瓷热风炉等。用这种燃烧方式，可以解决燃料种类单一问题，更重要的是采用本技术后节煤可达15％～30％，烟气黑度小于林格曼I级，一年内即可回收全部投资。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明有机热载体循环系统流程方框图；
图3为本发明燃烧系统流程方框图；
图4为本发明空气预热系统流程方框图
图中1、锅炉底座 2、等压风箱 3、布风板 4、给煤管 5、风帽 6、炉膛 7、煤斗 8、盘管间隙 9、二次风喷嘴 10、方盘辐射受热管束 11、保温耐火层 12、钢架 13、顶部受热面 14、出口集箱 15、烟道 16、旋风分离器 17、高温对流管束 18、中间联箱 19、低温对流管束 20、进口集箱 21、返料器 22、空气预热器 23、烟气出口 24、热媒循环泵 25、用热设备 26、一次风机 27、二次风机 28、一次空气预热管 29、二次空气预热管 30、一次风道 31、二次风道
具体实施方式
参照图1、图2、图3和图4，本发明包括锅炉底座1、煤斗7和热媒循环泵24，锅炉底座1的上面由外到内依次设有钢架12和保温耐火层11构成的炉体，炉体内平行设有顶部连通的炉膛6和烟道15；炉膛6的上部由上到下依次设有顶部受热面13、方盘辐射受热管束10，盘管间隙8设有二次风喷嘴9，炉膛6的下部设有布风板3，布风板3上设有风帽5，炉膛6通过给煤管4与煤斗7连通，炉膛6的底部设有等压风箱2；烟道15由上到下依次设有出口集箱14、旋风分离器16和相互连通的高温对流管束17与低温对流管束19，烟道15底部设有与炉膛6底部等压风箱2连通的空气预热器22，烟道15经空气预热器22与设置在下面的烟气出口23连通；旋风分离器16通过管道经返料器21与炉膛6的下部连通；高温对流管束17通过中间联箱18与方盘辐射受热管束10的下部连通；低温对流管束19与热媒循环泵24连通；顶部受热面13经出口集箱14与用热设备25连通；炉膛6和烟道15由旋风分离器16连通，旋风分离器16内设叶片与分离筒呈整体结构；旋风分离器16位于方盘辐射受热管束10和高温对流管束17之间；低温对流管束19的外侧设有与热媒循环泵24连通的进口集箱20；空气预热器22为两级管式空气预热结构，位于上面的一级为一次空气预热管28，下面的为二次空气预热管29，空气分别经一次风机26和二次风机27送入；烟气在空气预热器22内自上而下流动，空气在管内横向流动，一次空气通过一次风道经等压风箱2和布风板3进入炉膛6助燃，二次空气通过二次风道经设置在盘管间隙8处的二次风喷嘴9和给煤管4进入炉膛6助燃；空气预热器22上部装有伸缩节，二次风喷嘴9为上、中、下三层布设；方盘辐射受热管束10位于炉膛下部布风板3的距离为2.5～3m；煤斗7内装燃料与石灰石混合物。
本发明的工作原理：按其循环方式来分，可分为：有机热载体循环系统、燃烧系统和空气预热系统。
有机热载体循环系统：参照图2，有机热载体经热媒循环油泵24输入进口集箱20，进口集箱20与低温对流管束19相连通，经过低温对流管束19与烟气热交换后进入高温对流管束17继续与烟气进行热交换，最后经中间联箱18进入方盘辐射受热管束10在炉膛6内充分的吸收热量，最后经过顶部受热面13从出口集箱14送入用热设备25，继而再返回重新加热。
燃烧系统：参照图3，该系统主要由锅炉底座1、炉膛6、旋风分离器16、返料器21、空气预热器22组成，炉膛6的下部是密相料层，最底部是布风板3，布风板3上均匀布置风帽5，经过空气预热器22的一次空气由等压风箱2经过布风板3从风帽5均匀进入炉膛6，燃料与石灰石混合物经螺旋给煤机送至煤斗7，二次风约占总空气量的40％，分别由盘管间隙8处的二次风喷嘴9和给煤管4进入炉膛6，二次风喷嘴9分上、中、下三层布置，以利燃烧和炉温控制，降低NOx的排放，当Ca/S比在1.5～2.5时脱硫效率通常可达90％，整个燃烧是在低流化风速下进行，炉温控制在900℃，烟气从炉膛6出来以后，夹带了大量的颗粒物料进入高温旋风分离器16，旋风分离器16由磷酸盐耐火砖和浇注料砌筑而成，被分离的颗粒经返料器21返回炉膛循环再燃烧；离开旋风分离器16的烟气进入竖直烟道15，随烟气排走的微细颗粒可由锅炉后部的除尘器设备收集。
空气预热系统：参照图4，空气预热器22为两级布置管式结构，上面一级为一次空气预热管28，下面为二次空气预热管29，空气分别由一次风机26和二次风机27送入，分别进入一次风道30和二次风道31，预热温度分别达到180℃和120℃。
Claims (5)
1、一种高效节能减排循环流化床有机热载体锅炉，包括锅炉底座、煤斗和热媒循环泵，锅炉底座的上面由外到内依次设有钢架和保温耐火层构成的炉体，其特征是炉体内平行设有顶部连通的炉膛和烟道；炉膛的上部由上到下依次设有顶部受热面、方盘辐射受热管束，盘管间隙设有二次风喷嘴，炉膛的下部设有布风板，布风板上设有风帽，炉膛通过给煤管与煤斗连通，炉膛的底部设有等压风箱；所说烟道由上到下依次设有出口集箱、旋风分离器和相互连通的高温对流管束与低温对流管束，烟道底部设有与炉膛底部等压风箱连通的空气预热器，烟道经空气预热器与设置在下面的烟气出口连通；所说旋风分离器通过管道经返料器与炉膛的下部连通；高温对流管束通过中间联箱与方盘辐射受热管束的下部连通；低温对流管束与热媒循环泵连通；顶部受热面经出口集箱与用热设备连通。
2、根据权利要求1所述的高效节能减排循环流化床有机热载体锅炉，其特征是所说炉膛和烟道由旋风分离器连通，旋风分离器内设叶片与分离筒呈整体结构；所说旋风分离器位于方盘辐射受热管束和高温对流管束之间。
3、根据权利要求1所述的高效节能减排循环流化床有机热载体锅炉，其特征是所说低温对流管束的外侧设有与热媒循环泵连通的进口集箱。
4、根据权利要求1所述的高效节能减排循环流化床有机热载体锅炉，其特征是所说空气预热器为两级管式空气预热结构，位于上面的一级为一次空气预热管，下面的为二次空气预热管，空气分别经一次风机和二次风机送入；一次空气通过一次风道经等压风箱和布风板进入炉膛助燃，二次空气通过二次风道经设置在盘管间隙处的二次风喷嘴和给煤管进入炉膛助燃；所说空气预热器上部装有伸缩节；所说二次风喷嘴为上、中、下三层布设。
5、根据权利要求1所述的高效节能减排循环流化床有机热载体锅炉，其特征是所说方盘辐射受热管束位于炉膛下部布风板的距离为2.5～3m。
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