CN102418920A

CN102418920A - 一种掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉

Info

Publication number: CN102418920A
Application number: CN2011104053822A
Authority: CN
Inventors: 王青山; 王慧敏; 张辉
Original assignee: SHANDONG SHANXIAN TIANYUAN PAPER INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: SHANDONG SHANXIAN TIANYUAN PAPER INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2031-12-08
Also published as: CN102418920B

Abstract

本发明公开了一种工业用锅炉，特别公开了一种掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉。该掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉，其特征是：包括炉膛，炉膛上方连接有污泥脱水处理和高点输送装置，炉膛下端设有过渡室，过渡室下端连接风室，过渡室一侧设有给煤机和石灰石机，另一侧连接有二级配风装置，风室一侧连接有一级配风装置，炉膛中部一侧连接有旋风分离器，旋风分离器下端设有与过渡室相连接的返料风机，旋风分离器顶端连接有降温器，降温器连接除尘器，除尘器分别与卸料机和引风机连接，引风机与烟筒相连通。本发明的有益效果是：可以掺烧80%造纸污泥和工业废料用来燃烧发电，达到了降低能源消耗、实现节能减排、降低生产成本、废物利用的目的。

Description

一种掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉

（一）技术领域

本发明涉及一种工业用锅炉，特别涉及一种掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉。

（二）背景技术

近几年来，我国煤炭供应紧张，电力价格不断上涨，造成部分小型烧煤电厂限产或亏损，据统计，全国有20多个省市由于电力供应能力问题被迫拉闸限电，因此亟需开发和利用新的电力能源。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种节能减排、降低成本的掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉，其特征是：包括炉膛，炉膛上方连接有污泥脱水处理和高点输送装置，炉膛下端设有过渡室，过渡室下端连接风室，过渡室一侧设有给煤机和石灰石机，另一侧连接有二级配风装置，风室一侧连接有一级配风装置，炉膛中部一侧连接有旋风分离器，旋风分离器下端设有与过渡室相连接的返料风机，旋风分离器顶端连接有降温器，降温器连接除尘器，除尘器分别与卸料机和引风机连接，引风机与烟筒相连通。

所述污泥脱水处理和高点输送装置包括与炉膛相连接的污泥泵，污泥泵连接污泥仓，污泥仓连接搅拌仓，搅拌仓连接浓缩池。

污泥脱水处理和高点输送装置的具体工作步骤为：将污泥浆在浓缩池内经脱水机浓缩，使泥浆含水量达到50%，然后投加混凝剂和助凝剂对污泥进行预处理，再通过过滤机、压滤机使污泥中的水分通过过滤介质，把含水50%的造纸污泥送入搅拌仓；在搅拌仓内通过搅拌撮合机对造纸污泥进行输送、破碎、撮合三级处理，将污泥搅拌成均匀的糊状流体，再经污泥泵从炉膛顶部送入炉膛。

所述一级配风装置包括一次风机，一次风机通过一次风风道连接风室，一次风风道上安装有预热器和省煤器；二级配风装置包括二次风机，二次风机通过二次风风道连接过渡室，二次风风道上安装有预热器，预热器采用耐腐蚀的合金钢。

降温器内还设有高温过热器和低温过热器，高温过热器与位于降温器外部的集汽连箱相连接。

炉膛内壁敷设有防磨耐温浇注料的加高卫燃带。

旋风分离器的进口通道分离直径小于0.5㎜的污泥小颗粒，旋风分离器与返料风机连接处配有高压头低风量的回料松动风和从一次风机引入的低压头高风量的送料风。

返料风机与过渡室相连的管路内磨损严重部位采用带销钉的耐磨可塑料并增设防磨罩。

锅炉尾部对流受热面装设吹灰器，高温过热器、低温过热器、省煤器和预热器处设置声波吹灰器。

该掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉的燃料配比，其特征是：煤矸石与烟煤作为入炉燃料，占燃料总量的20%，其中煤矸石与烟煤重量比为4:6；另外添加造纸生产过程中产生的含水50%的造纸污泥流体，占燃料总量的80%。

本发明的有益效果是：该掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉是在普通75吨循环流化床发电锅炉基础上进行技术改造，使之可以掺烧80%造纸污泥和其他工业废料用来燃烧发电，从而解决企业的造纸污泥问题，使企业的生产废料得到综合利用；达到了降低能源消耗、实现节能减排、实行热电联产、降低企业生产成本、废物利用的目的。

（四）附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉的结构示意图。

附图2为本发明掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉的工艺流程图。

图中，1炉膛，2污泥泵，3污泥仓，4搅拌仓，5浓缩池，6污泥浆，7风室，8一次风机，9二次风机，10旋风分离器，11给煤机，12煤仓，13石灰石机，14石灰石仓，15返料风机，16二次风风道，17一次风风道，18降温器，19高温过热器，20低温过热器，21省煤器，22预热器，23集汽连箱，24除尘器，25卸料机，26卸料仓，27引风机，28烟筒，29过渡室。

（五）具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。该掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉，包括包括炉膛1，炉膛1上方连接有污泥脱水处理和高点输送装置，炉膛1下端设有过渡室29，过渡室29下端连接风室7，过渡室29一侧设有给煤机11和石灰石机13，给煤机11与煤仓12连接，石灰石机13与石灰石仓14连接，过渡室29另一侧连接有二级配风装置，风室7一侧连接有一级配风装置，炉膛1中部一侧连接有旋风分离器10，旋风分离器10下端设有与过渡室29相连接的返料风机15，旋风分离器10顶端连接有降温器18，降温器18连接除尘器24，除尘器24分别与卸料机25和引风机27连接，引风机27与烟筒28相连通，卸料机25与卸料仓26相连接；污泥脱水处理和高点输送装置包括与炉膛1相连接的污泥泵2，污泥泵2连接污泥仓3，污泥仓3连接搅拌仓4，搅拌仓4连接浓缩池5；一级配风装置包括一次风机8（鼓风机），一次风机8通过一次风风道17连接风室7，一次风风道17上安装有预热器22和省煤器21；二级配风装置包括二次风机9，二次风机9通过二次风风道16连接过渡室29，二次风风道16上安装有预热器22，预热器22及省煤器21位于降温器18内，预热器22采用耐腐蚀的合金钢；降温器18内还设有高温过热器19和低温过热器20，高温过热器19与位于降温器18外部的集汽连箱23相连接；炉膛1内壁敷设有防磨耐温浇注料的加高卫燃带；旋风分离器10的进口通道适于分离直径小于0.5㎜的污泥小颗粒，旋风分离器10与返料风机15连接处配有高压头低风量的回料松动风和从一次风机8引入的低压头高风量的送料风；返料风机15与过渡室29相连的管路内磨损严重部位采用带销钉的耐磨可塑料并增设防磨罩；锅炉尾部对流受热面装设吹灰器，高温过热器19、低温过热器20、省煤器21和预热器22处设置声波吹灰器。

该掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉, 污泥脱水处理和高点输送装置的具体工作步骤为：将污泥浆6在浓缩池5内经脱水机浓缩，使泥浆含水量达到50%，然后投加混凝剂和助凝剂对污泥进行预处理，再通过过滤机、压滤机使污泥中的水分通过过滤介质，把含水50%的造纸污泥送入搅拌仓4；在搅拌仓4内通过搅拌撮合机对造纸污泥进行输送、破碎、撮合三级处理，将污泥搅拌成均匀的糊状流体进入污泥仓3，再经污泥泵2从炉膛1顶部送入炉膛1。

该掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉的燃料配比为，煤矸石与烟煤作为入炉燃料，占燃料总量的20%，其中煤矸石与烟煤重量比为4:6；另外添加造纸生产过程中产生的含水50%的造纸污泥流体，占燃料总量的80%。

普通锅炉以煤为燃料，而本发明掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉以造纸产生的脱墨污泥及其他工业废料为主要燃料，煤和煤矸石为辅助燃料，因此，该掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉在技改中充分考虑了两种燃料的燃烧特性，通过对造纸污泥浆液的浓缩，然后用搅拌机、过滤机、撮合机将污泥充分搅拌、撮合成颗粒均匀的流体，再用污泥泵2送入炉膛1，形成了一个可靠的造纸污泥输送系统；然后采用高位投料、提高燃烧带、加高卫燃带的办法，使造纸污泥从炉膛1顶部中心部位进入，在下降过程中蒸发水分、充分燃烧，各种燃料在炉膛1内处于流化状态，使污泥在炉膛1内低温强化燃烧，细小的飞灰颗粒随气流一起在炉内反复循环，使炉膛1内热容量大，燃料在炉内停留时间长，还可控制氧化氮的生成；通过旋风分离器10加大了烟气、颗粒的循环燃烧强度；通过增加污泥供应量、调整返料量、调整风压、风量解决了床温过低的问题，保证了燃烧的稳定性、传热强度和锅炉热效率，在不影响热效率的前提下将污泥燃烧。本掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉采用高点输送造纸污泥、中温次高压参数，单汽包自然循环、分散下降管、平衡通风、绝热旋风分离器、一级喷水降温器调节蒸汽温度的结构，以支吊结合方式固定，运转层标高7000㎜。水冷壁下三点给煤、炉膛底部三点排渣，两级配风。

混合入炉燃料参数分析：含水50%的造纸污泥流体按照湿产量为8t/h,煤矸石与烟煤4:6的比例混合，最后得到的混合入炉燃料成分如下表：

名称	符号	单位	设计
				收到积碳	Car	%	28.01
收到基氢	Har	%	2.16
				收到基氧	Oar	%	9.08
收到基氮	Nar	%	0.25
				收到基硫	Sar	%	0.27
收到基灰分	Aar	%	37.21
				收到基水分	Mt,ar	%	22.99
干燥无灰基挥发分	Vdaf	%	65.64
				收到基低位发热量	Qnet,ar	Kcal/kg	2374

该掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉与传统锅炉相比具有以下特点：

（a）造纸污泥的脱水处理：污泥的水分过大在炉膛1内难以燃烧或造成炉温下降，过干又难以用污泥泵2抽送，所以首先要在浓缩池5将污泥浆6浓缩，使泥浆含水量达到50%，然后通过投加混凝剂、助凝剂等对污泥进行预处理，再通过过滤机、压滤机，使污泥中的水分强制通过过滤介质，把含水50%的造纸污泥送入搅拌仓4；

（b）在搅拌仓4内通过搅拌撮合机对造纸污泥进行输送、破碎、撮合三级处理，将污泥搅拌成均匀的糊状流体，然后将污泥流体用污泥泵2送入炉膛1；

（c）糊状流体利用高效污泥泵2直接从炉膛1顶部中心附近位置加入，污泥在下降过程中水分不断蒸发，形成可燃颗粒；在过渡室29，给煤机11送入煤作为底料，以保证造纸污泥正常和完全燃烧。炉膛1内壁敷设防磨耐温浇注料的加高卫燃带，以保持流化床的温度和减少底料对水冷壁的磨损；

（d）循环流化床锅炉燃烧系统的回路由于灰浓度较高，受热面磨损较严重，本发明将返料风机15与过渡室29相连的管路内磨损严重部位采用带销钉的耐磨可塑料并增设防磨罩；

（e）炉顶水冷管的穿墙部位、高温过热器19、低温过热器20和省煤器21的穿墙部位，旋风分离器10和炉膛1、返料器、分离器出口水平烟道的接口部位，炉膛1与返料器连接部位都采用密封和膨胀结构，使整个锅炉具有较好的密封性能；

（f）水冷壁四周外侧在不同高度装设刚性梁以增加水冷壁刚度；

（g）本发明采用高效的旋风分离器10，常规分离器进口通道不适合分离0.5㎜以下的污泥小颗粒，本发明的加水冷回料的蜗壳旋风分离器10使烟气及其夹带物料运行流畅，分离性能大幅提高，捕集到的飞灰粒度更细，含碳量降低，循环物料增多，极大减轻了尾部受热面磨损和复燃。在旋风分离器10与返料风机15连接处，配有高压头低风量的回料松动风和从一次风机8引入的低压头高风量的送料风，保证了返料、送料的畅通；

（h）锅炉尾部对流受热面装设吹灰器。在高温过热器19、低温过热器20、省煤器21及预热器22处设置声波吹灰器，大大提高了高温过热器19、低温过热器20、省煤器21、预热器22的使用寿命，提高了锅炉的热效率；

（i）本发明的锅炉燃烧系统采用低温燃料，其燃烧区温度对脱硫最有利，细粒石灰石和脱墨污泥中的石灰石成分在高硫化风速下在整个炉膛1内与烟气充分混合接触，又经旋风分离器10和返料器的多次循环利用，使脱硫效率达到80%以上，钙硫比（摩尔比）为2，煤中含硫燃烧后被固化在炉渣中排出；

（j）造纸污泥水分高、腐蚀性大，为防止低温腐蚀，提高了排烟温度，末级预热器22采用耐腐蚀的合金钢；

（k）煤管的转弯处和煤管下部出口处均引入一次风，杜绝了給煤管的堵煤现象；

（l）该掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉充分考虑了两种燃料的燃烧特性，减少石灰石投量。由于脱墨污泥中含有大量的石灰石成分，实际运行时可以不向炉内添加石灰石，污泥自身的石灰石含量就能显著降低二氧化硫的生成和排放；采用低温、分级供风的燃烧方法能够显著抑制氧化氮的生成，其灰渣活性好，具有较高的综合利用价值，更加适应日益严格的国家环保要求。

本发明采用造纸污泥燃烧发电，属于工业废渣综合利用，且工业废渣掺烧比例达到80%，达到了国家生物发电的指标要求，属生产垃圾无害化处理综合利用工程，符合国家产业政策和环保要求。另外，本发明锅炉还可以掺烧其他工业废料及麦杆等农作物秸秆，具有燃料适应性广、环保性能好、实现炉内脱硫、易于操作、燃烧稳定、灰渣可以综合利用等特点，使造纸污泥变废为宝，全部得到再利用。本发明利用造纸污泥和其他工业废料发电，是一种高科技、新型、环保、可再生能源方式，是缓解目前能源短缺的重要途径，是落实我国节能减排政策的有效措施。本发明不仅能降低造纸生产成本，创造巨大的经济效益，还能解决企业造纸污泥的资源化利用问题，将为社会经济发展起到有力地推动作用。

Claims

1.一种掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉，其特征是：包括炉膛（1），炉膛（1）上方连接有污泥脱水处理和高点输送装置，炉膛（1）下端设有过渡室（29），过渡室（29）下端连接风室（7），过渡室（29）一侧设有给煤机（11）和石灰石机（13），另一侧连接有二级配风装置，风室（7）一侧连接有一级配风装置，炉膛（1）中部一侧连接有旋风分离器（10），旋风分离器（10）下端设有与过渡室（29）相连接的返料风机（15），旋风分离器（10）顶端连接有降温器（18），降温器（18）连接除尘器（24），除尘器（24）分别与卸料机（25）和引风机（27）连接，引风机（27）与烟筒（28）相连通。

2.根据权利要求1所述的掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉，其特征是：所述污泥脱水处理和高点输送装置包括与炉膛（1）相连接的污泥泵（2），污泥泵（2）连接污泥仓（3），污泥仓（3）连接搅拌仓（4），搅拌仓（4）连接浓缩池（5）。

3.根据权利要求2所述的掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉，其特征是：污泥脱水处理和高点输送装置的具体工作步骤为：将污泥浆（6）在浓缩池（5）内经脱水机浓缩，使泥浆含水量达到50%，然后投加混凝剂和助凝剂对污泥进行预处理，再通过过滤机、压滤机使污泥中的水分通过过滤介质，把含水50%的造纸污泥送入搅拌仓（4）；在搅拌仓（4）内通过搅拌撮合机对造纸污泥进行输送、破碎、撮合三级处理，将污泥搅拌成均匀的糊状流体，再经污泥泵（2）从炉膛（1）顶部送入炉膛（1）。

4.根据权利要求1所述的掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉，其特征是：所述一级配风装置包括一次风机（8），一次风机（8）通过一次风风道（17）连接风室（7），一次风风道（17）上安装有预热器（22）和省煤器（21）；二级配风装置包括二次风机（9），二次风机（9）通过二次风风道（16）连接过渡室（29），二次风风道（16）上安装有预热器（22），预热器（22）及省煤器（21）位于降温器（18）内，预热器（22）采用耐腐蚀的合金钢。

5.根据权利要求1所述的掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉，其特征是：降温器（18）内还设有高温过热器（19）和低温过热器（20），高温过热器（19）与位于降温器（18）外部的集汽连箱（23）相连接。

6.根据权利要求1所述的掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉，其特征是：炉膛（1）内壁敷设有防磨耐温浇注料的加高卫燃带。

7.根据权利要求1所述的掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉，其特征是：旋风分离器（10）的进口通道分离直径小于0.5㎜的污泥小颗粒，旋风分离器（10）与返料风机（15）连接处配有高压头低风量的回料松动风和从一次风机（8）引入的低压头高风量的送料风。

8.根据权利要求1所述的掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉，其特征是：返料风机（15）与过渡室（29）相连的管路内磨损严重部位采用带销钉的耐磨可塑料并增设防磨罩。

9.根据权利要求1所述的掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉，其特征是：锅炉尾部对流受热面装设吹灰器，高温过热器（19）、低温过热器（20）、省煤器（21）和预热器（22）处设置声波吹灰器。

10.一种权利要求1所述的掺烧工业废渣循环流化床发电锅炉的燃料配比，其特征是：煤矸石与烟煤作为入炉燃料，占燃料总量的20%，其中煤矸石与烟煤重量比为4:6；另外添加造纸生产过程中产生的含水50%的造纸污泥流体，占燃料总量的80%。