CN102095195B - 一种再燃型循环流化床锅炉 - Google Patents

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Abstract

一种再燃型循环流化床锅炉，属于煤燃烧技术及设备技术领域。本发明在回料管到炉膛的管路上布置了一个再燃床，该再燃床设置在回料装置和炉膛之间的管路上，它是由周边耐火材料围成的一个燃烧区。在运行时向再燃床内鼓入空气，使飞灰在此燃烧，燃烧之后的飞灰进入炉膛密相区，将热量也随之带回炉膛。在此过程中，通过通气量的大小可控制再燃床的温度。本发明使用较为简单的结构，增加了飞灰的有效停留时间，降低了飞灰的含碳量，提高了燃烧的充分性，并且通过调节该装置处的通气量，还可间接调控炉膛的过量空气系数。

Description

一种再燃型循环流化床锅炉
技术领域
本发明涉及一种循环流化床锅炉(CFB锅炉)，尤其涉及一种带有再燃装置的循环流化床锅炉，属于煤燃烧技术及设备技术领域。
背景技术
循环流化床锅炉(CFB)技术是一种新型的清洁燃烧技术。循环流化床的运行温度通常比煤粉炉低，所以煤颗粒的燃尽时间相对要长，这就导致循环流化床锅炉的飞灰含碳量偏高，进而影响了锅炉效率。对此现状，目前已有一些解决方法。一种是飞灰颗粒回送到炉内的稀相区或密相区上部进行回燃；另一种方法是飞灰颗粒回送到密相床层底部进行回燃。因传热速率较小或炉内背压太大等原因，二者对于提高飞灰的燃尽率都有一些困难。另外二者都没有考虑到炉外空间的利用，同时炉膛内的过量空气系数都受制于一、二次风的风量大小。
在传统的CFB锅炉布置形式下，循环灰进入分离器，经由回料装置(回料管)直接回送到炉膛。这个过程中，循环灰中可燃的固定碳处于缺氧气氛中，基本不能燃烧。这样，循环飞灰只是简单地经过回料装置，没有利用这段时间继续燃烧生热。当前解决此问题的方案均为外置式换热床，即在此段管路上增加由进料室、换热室以及热循环水回路等组成的外置换热器系统，以设法降低飞灰的含碳量，提高燃烧效率，可参考专利——一种循环流化床的潜流外置式换热床(专利申请号200910237722)。但外置式换热器的系统均引入水循环换热回路，结构较为复杂，换热设备的制造成本较高，而且其运行和维护也比较繁琐。
发明内容
本发明的目的是针对现有CFB锅炉存在的飞灰含碳量偏高，以及外置式换热床存在的结构较为复杂、换热设备成本偏高等缺陷，提供一种再燃型循环流化床锅炉，旨在利用较为简单的结构，并充分使用炉外空间，进一步提高燃烧效率，降低飞灰的含碳量，并更好地控制炉内的过量空气系数。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种再燃型循环流化床锅炉，它包括炉膛、设置在炉膛底部的布风系统、外置旋风分离器、位于炉膛与外置旋风分离器之间的回料装置以及尾部烟道，其特征在于：该循环流化床锅炉还包括一个再燃床，所述的再燃床设置在回料装置和炉膛之间的管路上，所述再燃床是由周边耐火材料围成的一个燃烧区，该燃烧区通过管路与回料装置相连接，作为所述燃烧区飞灰的入口；同时该燃烧区通过管路和炉膛的密相区相连接，作为所述燃烧区飞灰的出口；所述的燃烧区底部设置有布风装置，布风装置与炉膛底部的布风系统相连接；燃烧区内设置有温度测量元件，该温度测量元件通过温度信号线与PID调节控制器相连，PID调节控制器根据温度信号控制再燃床布风装置的空气流量，进而实现对再燃烧床温度的控制。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：充分使用炉外空间，利用较为简单的结构，可显著增加飞灰燃烧的有效停留时间，可降低飞灰的含碳量，提高燃烧的充分性；通过调节所述再燃床底部通气量的大小可控制再燃床的温度，从而可延长耐火材料等设备的使用寿命；通过再燃床底部通气量的调节还可间接调控炉膛的过量空气系数。
附图说明
图1为本发明提供的带有再燃床的循环流化床锅炉的结构示意图。
图2为本发明的再燃床温度-风量控制曲线图。
图中：1-炉膛；2-外置旋风分离器；3-回料装置；4-再燃床；5-尾部烟道，6-汽水回路，7-空气预热器，8-鼓风机，9-再燃床飞灰出口；10-再燃床飞灰入口；11-再燃床燃烧室；12-耐火材料；13-温度测温元件；14-温度信号线；15-PID调节控制器；16-再燃床布风装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构、原理和运行过程作进一步的说明：
如图1所示，这种再燃型循环流化床锅炉包括炉膛1，设置在炉膛底部的布风系统，布置在炉膛上侧方的外置旋风分离器2，设置在旋风分离器下方的回料装置3尾部烟道5以及再燃床4。该再燃床设置在回料装置3和炉膛1之间的管路上，该再燃床是由周边的耐火材料围成的一个空间，即创造了一个燃烧区，该燃烧区通过管路与回料装置相连接，作为所述燃烧区飞灰的入口；同时该燃烧区通过管路和炉膛的密相区相连接，作为所述燃烧区飞灰的出口；燃烧区底部设置有布风装置，该布风装置与炉膛底部的布风系统相连接；燃烧区内设置有温度测量元件13，该温度测量元件通过温度信号线14与PID调节控制器15相连，PID调节控制器根据温度信号控制再燃床布风装置的空气流量，进而实现对再燃烧床温度的控制。
本循环流化床锅炉系统运行时，已经经历燃烧的循环飞灰随气流从炉膛进入外置旋风分离器2，经过分离作用，下降到回料装置，再从回料装置3流入到再燃床4。再燃床下部通入适量的空气，形成一个鼓泡床；飞灰在再燃床这个燃烧区中进行燃烧；燃烧之后，飞灰随着烟气以及过量的空气回到炉膛，进入到炉膛密相区，最好是密相区的顶部位置(避免炉内背压过大造成的不利影响)，同时把产生的热量带回炉膛。
在运行时通过调节通气量(鼓风量)的大小可以控制再燃床的温度，控制曲线如图2所示。具体调控过程如下：再燃床内燃烧区的周围布置了耐火层，测温元件穿过耐火层，伸入到燃烧区中。其温度信号通过信号线传递到PID调节控制器，PID根据温度信号与预设温度的差值向再燃床布风装置发出控制信号，从而对通入再燃床燃烧区的空气流量进行控制，进而实现对再燃床温度的控制，可延长耐火层的使用寿命。实际调节时，如图2，在风量Qm下，再燃床的温度达到最高，这对耐火层的材料是不利的，如果控制风量小于或者大于Qm，床温都可以降低；但风量减小会造成飞灰燃烧不完全的问题，因此，控制风量Qx大于Qm，达到了降低飞灰含碳量、降低再燃床温度的双重目的。

Claims (1)

1.一种再燃型循环流化床锅炉，它包括炉膛（1）、设置在炉膛底部的布风系统、外置旋风分离器（2）、位于炉膛与外置旋风分离器之间的回料装置（3）以及尾部烟道(5)，其特征在于：该循环流化床锅炉还包括一个再燃床(4)，所述的再燃床设置在回料装置和炉膛之间的管路上，所述再燃床是由周边耐火材料围成的一个燃烧区，该燃烧区通过管路与回料装置相连接，作为所述燃烧区飞灰的入口；同时该燃烧区通过管路和炉膛的密相区相连接，作为所述燃烧区飞灰的出口；所述的燃烧区底部设置有再燃床布风装置(16)，再燃床布风装置与炉膛底部的布风系统相连接；燃烧区内设置有温度测量元件（13），该温度测量元件通过温度信号线（14）与PID调节控制器（15）相连，PID调节控制器根据温度信号控制再燃床布风装置的空气流量，控制风量Qx大于Qm，形成一个鼓泡床，所述Qx为再燃床需要控制的风量，所述Qm为再燃床的温度达到最高时的风量；飞灰在再燃床这个燃烧区中进行燃烧；燃烧之后，飞灰随着烟气以及过量的空气回到炉膛，进入炉膛密相区的顶部位置，同时把产生的热量带回炉膛。
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