CN101865457B - 循环流化床锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锅炉技术领域，特别涉及循环流化床锅炉，它包括锅炉，锅炉具有一次风入口和二次风入口，一次风入口和二次风入口均配设有加湿、加氧装置，该加湿、加氧装置包括过氧化氢通道、蒸汽通道，过氧化氢通道、蒸汽通道均与风入口连通；本发明可以在锅炉环境内，提供富氧水蒸汽来营造富氧水煤气发生的必要条件，实现现场、即时、连续稳定的完成加湿、加氧等任务，为循环流化锅炉的燃烧创造出一个富氧、炽热的水蒸汽环境，创造了循环流化床锅炉所不具备的水煤浆燃烧和富氧燃烧以及水煤气燃烧的综合优越条件，使锅炉的热效率得到超值提高环保效果显著。

Description

循环流化床锅炉

技术领域：

本发明涉及锅炉技术领域，特别涉及循环流化床锅炉。

背景技术：

国内现有锅炉燃煤的三大成熟先进的燃烧技术，即水煤浆技术、富氧燃烧技术、水煤气制造燃烧技术，此三大技术在实际运行中的应用效果都非常理想，存在的巨大的不足之处是制造设备庞大、复杂，资金投入量大。

水煤浆技术的应用，可以替代石油，使煤燃烧达到环保要求，已经为国家和企业认可，但由于其设备的庞大、复杂性，加之操作上的复杂性，还有让企业难以接受的巨额投入，都使企业望而却步。由于水煤浆中含30％的水先于煤气化吸热，对水煤浆的燃烧过程有延迟着火的影响，带走部分热量；从运输、保管、燃烧，均需动态管理和投入大量的设备做保证，燃烧设备也较复杂，而且水煤浆燃烧只环保不节能。

富氧燃烧技术是目前世界公认的节省燃料和环保的技术，但也存在设备庞大、价格昂贵的缺点，加之也会产生安全问题，致使大多数企业放弃使用这一技术。富氧燃烧设备还需要远离火源以防爆炸。

水煤气技术源自于炼钢生产焦炭产生的水煤气可以燃烧，其燃烧热值为2559.87大卡/立方米-3514.93大卡/立方米，也是目前国内公认的成熟技术，用于城市和工业燃料具有燃烧热值高、燃烧尾气环保的特点。这一能源逐渐被开发应用，水煤气替代天然液化气燃料已进入了城市，但由于制造的复杂性和运输保管设备复杂、庞大、投资较大、安全隐患较高等因素，很难得到广泛开发利用。

循环流化床锅炉是目前大多数企业使用的锅炉的运行方式，已经存在于企业之中，所以现有锅炉改造是目前企业使用的锅炉。

由于循环流化床中的燃料仅占床料的1％-3％，不需要辅助燃料而燃用任何燃料，可以燃用各种劣质煤及其它可燃物，特别包括煤矸石、高硫煤、高灰煤、高水分煤、煤泥、垃圾等，可以解决令人头疼的环境污染问题。燃烧效率达到97％以上。脱硫方式是最经济的方式之一，脱硫率达到90％以上。

但是，现有的循环流化锅炉也具有一定缺陷：1、锅炉的热效率较低；由于锅炉的很大部分的热量被大量的配风所带走，虽然煤的燃烧率较高，但没有富氧燃烧的热利用率高，所以说循环流化床锅炉的热效率较低；2、环保效果没有水煤浆的效果好；由于空气系数的影响，煤燃烧后产生出的一氧化碳、灰份中的残碳，来不及进一步燃烧而随尾气被排掉，一是带走了一部分热量，二是一氧化碳、残碳本身还可以进一步燃烧而放热，造成能量的浪费，尾气排放物中的含硫、一氧化碳、碳烟颗粒较多，所以脱硫、除氮氧化物的效果没有水煤浆的效果好，对环境存在污染。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供循环流化床锅炉，它可以避开水煤浆、富氧燃烧、水煤气技术的缺陷，综合利用三大技术的优点，具有巨大的经济和社会效益。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

它包括锅炉，锅炉具有一次风入口和二次风入口，一次风入口和二次风入口均配设有加湿、加氧装置，该加湿、加氧装置包括过氧化氢通道、蒸汽通道，过氧化氢通道、蒸汽通道均与风入口连通。

所述的蒸汽通道位于过氧化氢通道内部，过氧化氢通道、蒸汽通道同轴排列。

所述的与一次风入口连接的蒸汽通道具有蒸汽入口、消烟除硫剂入口；通过蒸汽入口输入蒸汽，通过消烟除硫剂入口输入消烟除硫剂到锅炉内。

所述的与二次风入口连接的蒸汽通道具有蒸汽入口、热值提升剂入口，通过蒸汽入口输入蒸汽，通过热值提升剂入口输入热值提升剂到锅炉内。

本发明的有益效果在于，利用循环流化床锅炉的燃烧原理，采用循环流化床锅炉自身的蒸汽源，结合低廉的工业过氧化氢水溶液等物质加入到锅炉助燃一次风和二次风当中，在锅炉这一环境内，提供富氧水蒸汽来营造富氧水煤气发生的必要条件，使产生的水煤气与燃烧的煤产生共济，使煤燃烧热值超值发挥，也使循环流化床锅炉的配风趋于合理化，从而解决了循环流化床锅炉现存的燃烧热利用率低的问题和环保问题；实现现场、即时、连续稳定的完成加湿、加氧等任务，为循环流化锅炉的燃烧创造出一个富氧、炽热的水蒸汽环境，创造现有循环流化床锅炉所不具备的水煤浆燃烧和富氧燃烧以及水煤气燃烧的综合优越条件，使锅炉的热效率得到超值提高环保效果显著。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

以下所述仅为本发明的较佳实施方式，并不因此而限定本发明的保护范围。

见附图1，本发明包括：锅炉10，锅炉10具有一次风入口12和二次风入口14，由于本发明是对现有的循环流化床锅炉进行改造，因此，锅炉10为循环流化床锅炉，一次风入口12和二次风入口14结构与现有的循环流化床锅炉相同，在此不作赘述；一次风入口12和二次风入口14均配设有加湿、加氧装置，该加湿、加氧装置包括过氧化氢通道20、蒸汽通道30，过氧化氢通道20、蒸汽通道30均与风入口连通；即，通过过氧化氢通道20、蒸汽通道30对锅炉10内输入过氧化氢和蒸汽，以保证富氧、炽热的水蒸汽与燃烧的煤充分接触，所产生的富氧水煤气与燃烧的煤产生共济燃烧，使燃煤锅炉的功率超值提升。

所述的蒸汽通道30位于过氧化氢通道20内部，过氧化氢通道20、蒸汽通道30同轴排列，蒸汽通道30内输入蒸汽可以对过氧化氢进行预热。

所述的与一次风入口12连接的蒸汽通道30具有蒸汽入口32、消烟除硫剂入口34；通过蒸汽入口32输入蒸汽，通过消烟除硫剂入口34输入消烟除硫剂到锅炉内以消烟除硫。

所述的与二次风入口14连接的蒸汽通道30具有蒸汽入口36、热值提升剂入口38；通过蒸汽入口36输入蒸汽，通过热值提升剂入口38输入热值提升剂到锅炉内。

本发明主要是根据一次风、二次风的流量加入蒸汽和过氧化氢，可以根据锅炉内的温度逐渐递增加入，同时还加入消烟除硫剂和热值提升剂，加入的量并不是本发明要限定的，也可以采用现有的消烟除硫剂和热值提升剂。

本发明可以替代燃煤10％-25％，节省燃煤20-35％，可应用于食品、饲料、纺织、建材、冶金、陶瓷、发电业、海运等领域。

本发明不改变现有的循环流化床锅炉的基本设施，利用富氧、炽热水蒸汽与燃烧的煤产生水煤气，产生了水煤气燃烧与燃烧的煤共济燃烧，使循环流化床锅炉的效率达到了超值提高，环保效果显著，综合了水煤浆、水煤气的环保特点，又综合了富氧燃烧的节能特点，又没有水煤浆、水煤气、富氧燃烧设备的复杂和庞大的投入，性价比较高。

本发明解决了水煤浆燃烧因为有水而影响初期点火困难的问题，又解决了因水煤浆里的水气化带走了一部分热量而导致的节能效果不显著的问题，使锅炉燃煤在燃烧的同时与富氧、炽热水蒸汽发生水煤气反应，由于燃烧循环流化床锅炉自动控制系统会自动调整锅炉配风，过剩空气系数接近1.02-1.1之间，使过剩空气系数趋于合理化，这样就使热能利用率得到超值提高。

本发明可以实现煤层内和燃烧空间的同时脱硫，以炽热蒸汽为水媒使煤中的硫化物能更好的与氧化钙生成硫酸钙而同灰渣一起被排放，从而提高灰渣的质量。

本发明由于燃烧时的温度低于1500度，故可以抑制煤燃烧而形成氮氧化物。

本发明由于蒸汽的裂化而迫使煤粉分散并增大与空气的接触面积，从而抑制了因煤燃烧而导致的软化粘结的生成，由于富氧作用从根本上解决了煤快速燃尽的必要条件，从而使煤燃烧杜绝结焦的可能。

本发明避免了水煤浆、富氧燃烧、水煤气技术所具有的设备庞大、复杂、安全性不高、投入较高等缺陷，避免了水煤浆、水煤气的运输保管复杂性，又没有富氧设备和水煤气保管的安全隐患问题，综合利用了三大技术的优点，使企业投入小、见效快、投资回报率高，企业可以获得巨大的经济和社会效益，性价比较合适。

本发明的特点是针对企业目前现有的循环流化床锅炉，因地制宜的改造，即利用原有设备的现有设施，采用专用设备在原来的锅炉上稍加改造安装，就可以使循环流化床锅炉的功率提高，达到替代燃煤10％-25％，节省燃煤20-35％的燃烧效果，符合现行的节能标准和环保要求，是比较理想的现有锅炉节能改造的技术。

以每天耗200吨标煤的循环流化床锅炉为例，本发明改造投入为160万元，标煤市场价格为600元/吨，节煤率按20％计算，使用本发明后，同等工作量下每天只用106吨，即每天节省40吨标煤，每年节省标煤，按300天计算，可以节省标煤12000吨，可以节省成本720万元/年，蒸汽费用：96元/吨，蒸汽每天用量为20吨，年耗蒸汽共57.6万元，过氧化氢每天用量6吨，800元/吨，年耗过氧化氢共144万元，综合节省518.4万元，经济效益十分可观，设备投入的成本三个月就可以收回，抗风险能力强。

本发明可以使煤炭燃烧的热能利用率明显提高，达到既节省又环保的目的，氮氧化物的排放可以降低75％以上，硫化合物中的硫大部分转化成各种硫酸盐微粒随灰尘排掉，二氧化硫排放量可以减少90％以上，碳尘、烟尘、碳氢不完全燃烧物及一氧化碳排放大为降低，排放量减少75％以上，十分有利于环境保护。

随着公众的环保意识不断增强，各地对工厂排污的要求也越来越严格，大部分地区已经对排污收费，并对过量排污加收罚款，甚至有更严格的规定，各厂家对烟气排放一般采用专用设备，需要大量的投资和专人管理，采购安装和使用费用较高，而采用本发明，则可以减少甚至免除专用设备的费用，从而节约大量资金。

本发明对企业现有锅炉改造具有现实意义，一是帮助企业应对目前的经济危机所带来的投资困难，二是减少投资风险，降低生产成本而帮助企业走出困境。

Claims (3)

1.循环流化床锅炉，它包括锅炉（10）,锅炉（10）具有一次风入口（12）和二次风入口（14），其特征在于：一次风入口（12）和二次风入口（14）均配设有加湿、加氧装置，每个加湿、加氧装置包括过氧化氢通道（20）、蒸汽通道（30），其中一个加湿、加氧装置的过氧化氢通道（20）、蒸汽通道（30）均与一次风入口连通；另一个加湿、加氧装置的过氧化氢通道（20）、蒸汽通道（30）均与二次风入口连通；所述的蒸汽通道（30）位于过氧化氢通道（20）内部，过氧化氢通道（20）、蒸汽通道（30）同轴排列。

2.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉，其特征在于：所述的与一次风入口（12）连接的蒸汽通道（30）具有蒸汽入口（32）和消烟除硫剂入口（34）。

3.根据权利要求1或2所述的循环流化床锅炉，其特征在于：所述的与二次风入口（14）连接的蒸汽通道（30）具有蒸汽入口（36）和热值提升剂入口（38）。

Images