CN102466223B - 一种循环流化床锅炉 - Google Patents

一种循环流化床锅炉 Download PDF

Info

Publication number
CN102466223B
CN102466223B CN201010531433.1A CN201010531433A CN102466223B CN 102466223 B CN102466223 B CN 102466223B CN 201010531433 A CN201010531433 A CN 201010531433A CN 102466223 B CN102466223 B CN 102466223B
Authority
CN
China
Prior art keywords
burner hearth
indented
exhanst gas
columnar section
wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201010531433.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102466223A (zh
Inventor
吕清刚
孙运凯
宋国良
王东宇
包绍麟
高鸣
李诗媛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Engineering Thermophysics of CAS
Original Assignee
Institute of Engineering Thermophysics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Engineering Thermophysics of CAS filed Critical Institute of Engineering Thermophysics of CAS
Priority to CN201010531433.1A priority Critical patent/CN102466223B/zh
Priority to PL11835637.7T priority patent/PL2634484T3/pl
Priority to KR1020137013404A priority patent/KR101470776B1/ko
Priority to PCT/CN2011/081402 priority patent/WO2012055364A1/zh
Priority to US13/882,428 priority patent/US10156354B2/en
Priority to EP11835637.7A priority patent/EP2634484B1/en
Publication of CN102466223A publication Critical patent/CN102466223A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102466223B publication Critical patent/CN102466223B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0015Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type
    • F22B31/003Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type with tubes surrounding the bed or with water tube wall partitions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • F22B21/02Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially straight water tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0084Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F23C10/04Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
    • F23C10/08Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
    • F23C10/10Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/18Details; Accessories
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00Casings; Linings; Walls
    • F23M5/08Cooling thereof; Tube walls

Abstract

本发明涉及一种循环流化床锅炉,包括:炉膛,炉膛由水冷壁、顶棚和布风板围合而成,水冷壁由水冷壁管形成前后墙和左右侧墙,且水冷壁下部设有二次风口,炉膛上部设置有炉膛烟气出口;至少两个旋风分离器,旋风分离器与烟气出口相连接;返料器,所述返料器与旋风分离器固体出口和炉膛下部分别相连接;以及与旋风分离器烟气出口相连接的尾部烟道,其中:所述水冷壁的水冷壁管形成朝向炉膛内部凹陷的至少一个竖直柱状凹陷段,且所述柱状凹陷段在竖直方向上延伸过炉膛高度的至少15%。

Description

一种循环流化床锅炉
技术领域
本发明涉及大型循环流化床锅炉,特别是循环流化床锅炉炉膛。
背景技术
循环流化床锅炉的大型化同时也意味着炉膛截面积和布风板面积增大,设置在炉膛侧壁上的二次风口与炉膛中心区域的距离越来越远,加之炉内的颗粒浓度增加,二次风在炉内横向穿透的阻力增大,难以到达炉膛中心区域;在二次风有限的喷射距离之外,只能依靠物料的横向掺混带动氧气的横向移动,但这种移动非常困难。因此,二次风穿透力不足成为困扰循环流化床锅炉大型化的一大难题。
现有技术解决这一问题的方法是将炉膛分为二个密相区,如Lurgi型燃烧室下部采用的裤衩型形式,Pyroflow型的两个分裂的并行床,虽然这些措施能在一定程度上解决炉膛底部的二次风穿透问题,但对锅炉的运行,特别是炉内的均匀流化提出了更高要求。
中国专利ZL200710151813.0通过在炉膛中心设置水冷柱、并通过在水冷柱中设置二次风道的方法,从炉膛中心喷入二次风,来解决二次风穿透问题,该方法对水冷柱的设计要求较高,如若设计不当,将对炉膛及旋风分离器入口的流场有不利影响,且水冷柱位于炉膛内部,检修维护可能有所不便。
另外,随着循环流化床锅炉大型化和高参数化,炉膛容积与表面积之比不断增加,炉内燃烧与传热越来越难以匹配。为了控制炉膛床温和炉膛出口烟气温度在合适的范围内,一般通过两种方法来解决:第一种方法是在炉膛内布置更多的常规扩展受热面,通过增加炉膛的受热面吸收炉内过多的热量,达到控制床温和炉膛出口烟气温度的目的。但在炉内上部布置过多的扩展受热面,给炉膛的密封、膨胀和防磨带来困难,同时也容易造成炉膛的上下部吸热不均、炉膛上部温度及炉膛出口烟气温度偏低;另一种方法是在炉膛外布置受热面,如外置换热器,通过在外置换热器中布置受热面,降低循环灰返回炉膛时的温度,达到控制床温的目的,但外置换热器的投入,增加了整个锅炉系统的制造、运行与维护成本,同时对锅炉的总体布置与运行调节提出了更高的要求。
发明内容
为克服现有技术中的技术缺陷的至少一个方面,本发明提出一种循环流化床锅炉,其能够改善二次风穿透效果和/或增加炉膛内的水冷壁面积。
根据本发明的一个方面,提出了一种循环流化床锅炉,其包括:炉膛,炉膛由水冷壁、顶棚和布风板围合而成,水冷壁由水冷壁管形成前后墙和左右侧墙,且水冷壁下部设有二次风口,炉膛上部设置有炉膛烟气出口;至少两个旋风分离器,旋风分离器与烟气出口相连接;返料器,所述返料器与旋风分离器固体出口和炉膛下部分别相连接;以及与旋风分离器烟气出口相连接的尾部烟道,其中:所述水冷壁的水冷壁管形成朝向炉膛内部凹陷的至少一个竖直柱状凹陷段,且所述柱状凹陷段在竖直方向上延伸过炉膛高度的至少15%。
可选地,所述柱状凹陷段在竖直方向上从布风板延伸至低于炉膛烟气出口、高于二次风口的位置。或可选地,所述柱状凹陷段从高于布风板、低于炉膛二次风口的位置在竖直方向上延伸至低于炉膛烟气出口、高于炉膛二次风口的位置。有利地,所述柱状凹陷部的顶部为向炉膛内部倾斜的平面,进一步地,在所述平面上或所述平面上方设置有用于吹入补燃风的补燃风口。有利地,在所述柱状凹陷段设置在左右侧墙上时,所述柱状凹陷段朝向炉膛内部凹陷的深度不大于炉膛宽度与布风板宽度之差的一半;在所述柱状凹陷段设置在前后墙上时,所述柱状凹陷段朝向炉膛内部凹陷的深度不大于炉膛深度与布风板深度之差的一半。
可选地,所述柱状凹陷段的横截面具有以下形状中的一种:半圆形、半椭圆形、半长圆形、矩形、三角形、等腰梯形和半八边形。
可选地,所述柱状凹陷段在竖直方向上从布风板延伸至顶棚,且柱状凹陷段在炉膛的横截面上位于相邻的炉膛烟气出口之间或/和在炉膛的横截面上位于炉膛烟气出口的外侧,且与炉膛烟气出口不重叠。
进一步可选地,所述炉膛包括设于后墙上部的三个炉膛烟气出口,且三个炉膛烟气出口分别连接三个旋风分离器;以及后墙上设有两个柱状凹陷段,所述两个柱状凹陷段分别布置在三个炉膛烟气出口中一对相邻的炉膛烟气出口之间与另一对相邻的炉膛烟气出口之间。有利地,在所述柱状凹陷段设置在后墙上时,所述柱状凹陷段朝向炉膛内部凹陷的深度不大于炉膛深度与布风板深度之差的一半。
或进一步可选地,所述炉膛包括设于左侧墙上部的两个炉膛烟气出口以及设于右侧墙上部的两个炉膛烟气出口,且四个炉膛烟气出口分别连接四个旋风分离器;以及左侧墙上设置有布置在左侧墙上部的两个炉膛烟气出口之间的一个柱状凹陷段,且右侧墙上设置有布置在右侧墙上部的两个炉膛烟气出口之间的一个柱状凹陷段。有利地,在所述柱状凹陷段设置在左右侧墙上时,所述柱状凹陷段朝向炉膛内部凹陷的深度不大于炉膛宽度与布风板宽度之差的一半。
或进一步可选地,所述炉膛包括设于左侧墙上部的三个炉膛烟气出口以及设于右侧墙上部的三个炉膛烟气出口,且三个炉膛烟气出口分别连接三个旋风分离器;左侧墙上设置有分别布置在左侧墙上的一对相邻的炉膛烟气出口之间与另一对相邻的炉膛烟气出口之间的两个柱状凹陷段;以及右侧墙上设置有分别布置在右侧墙上的一对相邻的炉膛烟气出口之间与另一对相邻的炉膛烟气出口之间的两个柱状凹陷段。有利地,在所述柱状凹陷段设置在左右侧墙上时,所述柱状凹陷段朝向炉膛内部凹陷的深度不大于炉膛宽度与布风板宽度之差的一半。
特别有利地,柱状凹陷段上设有二次风口。
本发明的循环流化床锅炉,通过所述水冷壁的水冷壁管形成朝向炉膛内部凹陷的至少一个竖直柱状凹陷段,至少可以获得如下技术效果之一:
使二次风更易到达炉膛中心区域,解决了二次风的穿透难题,改善了锅炉燃烧特性和排放特性;
在炉膛内布置了更多的受热面,有效吸收炉内燃烧放热,可以更好的控制床温和炉膛出口烟气温度;
该竖直柱状凹陷段位于炉膛外侧,检修维护较为方便。
通过下文中参照附图对本发明所作的描述,本发明的其它目的和优点将显而易见,并可帮助对本发明有全面的理解。
附图说明
图1和2分别为根据本发明的示例性实施例1的循环流化床锅炉的正视和俯视示意图;
图3、4、5分别为实施例1的可选方案的俯视示意图;
图6和7分别为根据本发明的示例性实施例2的循环流化床锅炉的俯视和左视示意图;
图8、9、10分别为实施例2的可选方案的左视示意图;
图11、12、13、14分别为实施例2的可选方案的俯视示意图;
图15和16分别为根据本发明的示例性实施例3的循环流化床锅炉的俯视和正视示意图;
图17和18分别为根据本发明的示例性实施例4的循环流化床锅炉的侧视和正视示意图;
图19为根据本发明的示例性实施例5的循环流化床锅炉的俯视示意图;
图20为根据本发明的示例性实施例6的循环流化床锅炉的俯视示意图。
在以上附图中,正视图和侧视图中只示出了炉膛及分离器入口烟道的形状,分离器和返料器未示出。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中,相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释,而不应当理解为对本发明的一种限制。
通常循环流化床锅炉炉膛横截面为矩形,即由两两相对的前墙与后墙、左侧墙与右侧墙这四片水冷壁围合而成,水冷壁下部设有二次风口,向炉膛内喷入二次风。当旋风分离器为1~3个时,炉膛烟气出口通常设置于后墙上部,旋风分离器设置于炉膛后墙与尾部烟道之间,炉膛前后墙的下部通常向内弯管,使布风板深度小于炉膛中上部的深度;当旋风分离器为4个或更多时,炉膛烟气出口一般设置于左右侧墙上部,旋风分离器设置于炉膛左右侧墙外,此时通常是炉膛左右侧墙下部向内弯管,使得布风板宽度小于炉膛中上部的宽度。
在本发明中,所述水冷壁的水冷壁管形成朝向炉膛内部凹陷的至少一个竖直柱状凹陷段,且所述柱状凹陷段在竖直方向上延伸过炉膛高度的至少15%。在水冷壁上设置一个或多个竖直柱状凹陷段,使水冷壁的一部分向炉膛内凹陷,从而增加了水冷壁的面积。该柱状凹陷段也由水冷壁管构成,是炉膛水冷壁的一部分。柱状凹陷段的横截面可以是多种形状,如半圆形、半椭圆形、半长圆形、矩形、三角形、等边梯形、半八边形或矩形与三角形的组合,换言之,在循环流化床锅炉炉膛横截面为矩形的情况下,带有柱状凹陷段的炉膛横截面形状为矩形上带有半圆形、半椭圆形、半长圆形、矩形、三角形、等腰梯形或半八边形缺口,缺口的最宽处则出现在水冷壁未凹陷部分所在的平面上。
所述柱状凹陷段可以在竖直方向上从布风板延伸至低于炉膛烟气出口、高于二次风口的位置。或可选地,所述柱状凹陷段从高于布风板、低于炉膛二次风口的位置在竖直方向上延伸至低于炉膛烟气出口、高于炉膛二次风口的位置。具体的:当柱状凹陷段的深度等于炉膛中上部深度(或宽度)与布风板深度(或宽度)之差的1/2时,柱状凹陷段始于布风板;当柱状凹陷段的深度小于炉膛中上部深度(或宽度)与布风板深度(或宽度)之差的1/2时,则柱状凹陷段始于布风板上方、炉膛前后墙(或左右侧墙)下部向内弯管的斜面上,同时该深度应使得柱状凹陷段底部低于二次风口。这样,在上述两种情况下,在柱状凹陷段的顶部,水冷壁管重新拉回到未凹陷部分所在的平面上,这样可以简化炉顶集箱的设置。在上述两种情况下,在所述柱状凹陷段设置在左右侧墙上时,所述柱状凹陷段朝向炉膛内部凹陷的深度不大于炉膛宽度与布风板宽度之差的一半;在所述柱状凹陷段设置在前后墙上时,所述柱状凹陷段朝向炉膛内部凹陷的深度不大于炉膛深度与布风板深度之差的一半。
需要注意的是,本说明书中柱状凹陷段的深度指的是柱状凹陷段上最靠近炉膛中心的点与其所在炉膛水冷壁未凹陷部分所在的平面的距离。
有利的是,所述柱状凹陷部的顶部为向炉膛内部倾斜的平面,进一步地,在所述平面上或所述平面上方设置有用于吹入补燃风的补燃风口,这可以起到降低烟气中的NOx含量和提高柱状凹陷段上方的炉膛流化速度的作用。
在可选实施例中,所述柱状凹陷段在竖直方向上从布风板延伸至顶棚,且柱状凹陷段在炉膛的横截面上位于相邻的炉膛烟气出口之间或/和在炉膛烟气出口外侧(例如,在炉膛的角部),且与炉膛烟气出口不重叠。柱状凹陷段的顶部延伸至顶棚,这样会使炉膛烟气出口处形成一段相当于加长了旋风分离器入口段的通道,这有利于提高分离器的分离效率。
在可选实施例中,所述炉膛可以包括设于后墙上部的三个炉膛烟气出口,且三个炉膛烟气出口分别连接三个旋风分离器;以及后墙上设有两个柱状凹陷段,所述两个柱状凹陷段分别布置在三个炉膛烟气出口一对相邻的炉膛烟气出口之间与另一对相邻的炉膛烟气出口之间。有利地,在所述柱状凹陷段设置在后墙上时,所述柱状凹陷段朝向炉膛内部凹陷的深度不大于炉膛深度与布风板深度之差的一半。
在可选实施例中,所述炉膛包括设于左侧墙上部的两个炉膛烟气出口以及设于右侧墙上部的两个炉膛烟气出口,且四个炉膛烟气出口分别连接四个旋风分离器;以及左侧墙上设置有布置在左侧墙上部的两个炉膛烟气出口之间的一个柱状凹陷段,且右侧墙上设置有布置在右侧墙上部的两个炉膛烟气出口之间的一个柱状凹陷段。有利地,在所述柱状凹陷段设置在左右侧墙上时,所述柱状凹陷段朝向炉膛内部凹陷的深度不大于炉膛宽度与布风板宽度之差的一半。
在可选实施例中,所述炉膛包括设于左侧墙上部的三个炉膛烟气出口以及设于右侧墙上部的三个炉膛烟气出口,且三个炉膛烟气出口分别连接三个旋风分离器;左侧墙上设置有分别布置在左侧墙上的一对相邻的炉膛烟气出口之间与另一对相邻的炉膛烟气出口之间的两个柱状凹陷段;以及右侧墙上设置有分别布置在右侧墙上的一对相邻的炉膛烟气出口之间与另一对相邻的炉膛烟气出口之间的两个柱状凹陷段。有利地,在所述柱状凹陷段设置在左右侧墙上时,所述柱状凹陷段朝向炉膛内部凹陷的深度不大于炉膛宽度与布风板宽度之差的一半。
在可选实施例中,该柱状凹陷段上设有一层或多层二次风口;风口可以布置在柱状凹陷段的平面部分,也可以布置在柱状凹陷段的拐角处,以达到近距离喷入炉膛中心区域、并强化掺混的目的。同时,炉膛侧墙的非凹陷段上仍可设置常规二次风口。
对于朝向炉膛中心一侧为平面的柱状凹陷段,如横截面为半长圆形、矩形、等腰梯形或半个六边形的,可以在其朝向炉内的一侧设置屏式受热面。对于柱状凹陷段位于炉膛角部的,还可以在无炉膛烟气出口的炉膛侧墙上设置屏式受热面,因为此时进入旋风分离器的气流不会对侧墙造成磨损。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的描述:
实施例1
如图1和图2所示的循环流化床锅炉,六个旋风分离器分别布置在炉膛的左右侧墙外侧。左右侧墙上分别带有两个从布风板延伸至炉膛顶棚的竖直柱状凹陷段,使炉膛横截面呈多边形ABCDEFGHIJKLMNOPQRST,侧墙和柱状凹陷段均由竖直水冷壁构成。左侧墙AJ上部设有三个炉膛烟气出口AB、EF和IJ,两个柱状凹陷段设在炉膛烟气出口之间,且从炉膛横截面上看为矩形缺口BCDE和FGHI,缺口宽度即柱状凹陷段宽度与炉膛烟气出口之间的净距离相等,即CD=BE、GH=FI;右侧墙TK上带有两个矩形缺口SRQP和ONML,与左侧墙的设计一致。柱状凹陷段的深度d等于炉膛中上部的宽度AT与炉膛布风板宽度UX之差的一半,这样缺口的CD、GH边和RQ、NM边在布风板上的投影刚好分别与布风板UVWX的左侧边和右侧边重合。
缺口BCDE的CD边平行于左侧墙AJ,CD边上设有二次风口Y,二次风喷入方向为垂直于CD边。其余三个缺口FGHI、SRQP和ONML与缺口BCDE为相同的设计。同时炉膛左右侧墙未凹陷部分也设有二次风口Y。缺口BCDE的拐角C和拐角D处,以及其余三个缺口FGHI、SRQP和ONML的拐角处可选的设有二次风口Y,将二次风以β=60°~120°喷入炉膛。同时,炉膛侧墙的非凹陷段上仍设置常规二次风口。
在实际应用中,缺口的拐角处为了便于设置二次风口,也可以设计为由2~4根水冷壁管形成的切角。
本实施例中的缺口也可以是半长圆形、等腰梯形或半八边形等其它形状,图3~5示出了这三种情况的俯视图。
实施例2
如图6和图7所示的循环流化床锅炉,炉膛后墙上部设有两个炉膛烟气出口AB,EF,分别于两个旋风分离器相连接,旋风分离器固体出口连接一返料器(未示出),返料器与炉膛下部连接,旋风分离器气体出口与尾部烟道(未示出)相连。
炉膛后墙AF上带有一竖直柱状凹陷段BCDE,使炉膛横截面呈带有一矩形缺口的矩形,该缺口位于两个炉膛烟气出口AB、EF之间,其宽度等于两个炉膛烟气出口之间的净间距,其深度等于炉膛中上部的宽度AT与炉膛布风板宽度UX之差的一半,其高度等于炉膛高度,即该柱状凹陷段从布风板延伸至顶棚。
柱状凹陷段平行于后墙的柱面上设有多个高度相同的二次风口Y,即一层二次风口。同时,二次风口还可以分布于前墙和后墙的未凹陷平面上。
同时,柱状凹陷段的高度也可以小于炉膛高度,此时:
当柱状凹陷段深度d等于炉膛中上部的宽度AT与炉膛布风板宽度UX之差的一半时,柱状凹陷段可以以一段斜面结束于炉膛烟气出口底沿处或其下方,如图8中的C″C′A″,成排弯管角度90°<θ<165°,柱状凹陷段高度可以大于炉膛总高度的50%。
当柱状凹陷段的深度d小于炉膛中上部的宽度AT与炉膛布风板宽度UX之差的一半时,柱状凹陷段从布风板上方、炉膛侧墙下部的斜面上某处开始向上延伸,但该起始位置低于最下层二次风口。柱状凹陷段的顶部可以延伸至炉膛顶棚,也可以结束于炉膛烟气出口底沿AA′和TT′或其下方(如图9和图10所示)。
此外,缺口也可以是半圆形、半椭圆形、半六角形或三角形的形状,二次风口设置在缺口所在的柱面上,如图11~14所示。
实施例3
如图15和图16所示的循环流化床锅炉,炉膛左右侧墙上部分别设有两个炉膛烟气出口,分别与四个旋风分离器相连接;炉膛左右侧墙上各带有一竖直柱状凹陷段,使炉膛烟气出口处横截面呈带有两个对称的矩形缺口的矩形,即工字形,缺口分别位于同侧两个炉膛烟气出口之间,其宽度等于两个炉膛烟气出口之间的净间距,其深度小于炉膛中上部深度与布风板深度之差的1/2,其高度等于炉膛高度的90%,柱状凹陷段从布风板上方、下层二次风口下方延伸至炉膛顶棚。
柱状凹陷段平行于左右侧墙的柱面上设有两层二次风口Y。柱状凹陷段平行于左右侧墙的柱面中上部还布置有屏式受热面。
实施例4
如图17和图18所示的循环流化床锅炉,炉膛左右侧墙上部分别设有两个炉膛烟气出口,分别与四个旋风分离器相连接;炉膛左右侧墙上各带有一竖直柱状凹陷段,同时炉膛四角还各带有一竖直柱状凹陷,使炉膛烟气出口处横截面呈带有六个对称的矩形缺口的矩形,即艹字形,缺口分别位于同侧两个炉膛烟气出口之间和炉膛四角,其中,缺口BCDE和缺口ONML的宽度与同侧墙上两个炉膛烟气出口之间的净间距相等,缺口RSA、QPT、IJK和FGH的宽度则为两炉膛烟气出口净间距的2/3,6个缺口的深度均等于炉膛中上部深度与布风板深度之差的1/2,其高度等于炉膛高度的60%,六个柱状凹陷段均从布风板延伸至上层二次风口上方、炉膛烟气出口下方。
柱状凹陷段平行于左右侧墙的柱面上、以及柱面拐角处设有两层二次风口Y。炉膛前后墙中上部还布置有屏式受热面。
实施例5
如图19所示的循环流化床锅炉,炉膛左右侧墙上部分别设有两个炉膛烟气出口,分别与四个旋风分离器相连接;炉膛四角分别带有一竖直柱状凹陷,使炉膛烟气出口处横截面呈带有四个矩形缺口的矩形,即十字形,缺口位于同侧两个炉膛烟气出口外侧,即炉膛四角。缺口宽度为同侧墙上两个炉膛烟气出口之间的净间距的2倍,即SR=GH=2EB,IJ=PQ=2LO,缺口深度等于炉膛中上部深度与布风板深度之差的1/2,其高度等于炉膛高度。柱状凹陷段平行于左右侧墙的柱面上、以及柱面拐角处设有两层二次风口。炉膛前后墙中上部还布置有屏式受热面。
实施例6
如图20所示的循环流化床锅炉,炉膛后墙上部设有两个炉膛烟气出口,与两个旋风分离器相连接;炉膛前墙正中带有一竖直柱状凹陷,使炉膛烟气出口处横截面呈带有一个矩形缺口的矩形,缺口位于炉膛烟气出口对面。缺口宽度为炉膛烟气出口之间的净间距的4倍,缺口深度等于炉膛中上部深度与布风板深度之差的1/2,其高度等于炉膛高度。柱状凹陷段平行于前墙的柱面上设有一层二次风口。炉膛前后墙中下部非凹陷段上设有常规二次风口。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种循环流化床锅炉,包括:
炉膛,炉膛由水冷壁、顶棚和布风板围合而成,水冷壁由水冷壁管形成前后墙和左右侧墙,且水冷壁下部设有二次风口,炉膛上部设置有炉膛烟气出口;
至少两个旋风分离器,旋风分离器与烟气出口相连接;
返料器,所述返料器与旋风分离器固体出口和炉膛下部分别相连接;以及
与旋风分离器烟气出口相连接的尾部烟道,
其特征在于:
所述水冷壁的水冷壁管形成朝向炉膛内部凹陷的至少一个竖直柱状凹陷段,且所述柱状凹陷段在竖直方向上延伸过炉膛高度的至少15%;以及
所述柱状凹陷段上设有二次风口。
2.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉,其特征在于:
所述柱状凹陷段在竖直方向上从布风板延伸至低于炉膛烟气出口、高于二次风口的位置。
3.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉,其特征在于:
所述柱状凹陷段从高于布风板、低于炉膛二次风口的位置在竖直方向上延伸至低于炉膛烟气出口、高于炉膛二次风口的位置。
4.根据权利要求2或3所述的循环流化床锅炉,其特征在于:
所述柱状凹陷部的顶部为向炉膛内部倾斜的平面。
5.根据权利要求4所述的循环流化床锅炉,其特征在于:
在所述平面上或所述平面上方设置有用于吹入补燃风的补燃风口。
6.根据权利要求2或3所述的循环流化床锅炉,其特征在于:
在所述柱状凹陷段设置在左右侧墙上时,所述柱状凹陷段朝向炉膛内部凹陷的深度不大于炉膛宽度与布风板宽度之差的一半;
在所述柱状凹陷段设置在前后墙上时,所述柱状凹陷段朝向炉膛内部凹陷的深度不大于炉膛深度与布风板深度之差的一半。
7.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉,其特征在于:
所述柱状凹陷段的横截面具有以下形状中的一种:半圆形、半椭圆形、半长圆形、矩形、三角形、等腰梯形和半八边形。
8.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉,其特征在于:
所述柱状凹陷段在竖直方向上从布风板延伸至顶棚,且柱状凹陷段在炉膛的横截面上位于相邻的炉膛烟气出口之间或/和在炉膛烟气出口外侧,且与炉膛烟气出口不重叠。
9.根据权利要求8所述的循环流化床锅炉,其特征在于:
所述炉膛包括设于后墙上部的三个炉膛烟气出口,且三个炉膛烟气出口分别连接三个旋风分离器;以及
后墙上设有两个柱状凹陷段,所述两个柱状凹陷段分别布置在三个炉膛烟气出口中一对相邻的炉膛烟气出口之间与另一对相邻的炉膛烟气出口之间。
10.根据权利要求9所述的循环流化床锅炉,其特征在于:
在所述柱状凹陷段设置在后墙上时,所述柱状凹陷段朝向炉膛内部凹陷的深度不大于炉膛深度与布风板深度之差的一半。
11.根据权利要求8所述的循环流化床锅炉,其特征在于:
所述炉膛包括设于左侧墙上部的两个炉膛烟气出口以及设于右侧墙上部的两个炉膛烟气出口,且四个炉膛烟气出口分别连接四个旋风分离器;以及
左侧墙上设置有布置在左侧墙上部的两个炉膛烟气出口之间的一个柱状凹陷段,且右侧墙上设置有布置在右侧墙上部的两个炉膛烟气出口之间的一个柱状凹陷段。
12.根据权利要求11所述的循环流化床锅炉,其特征在于:
在所述柱状凹陷段设置在左右侧墙上时,所述柱状凹陷段朝向炉膛内部凹陷的深度不大于炉膛宽度与布风板宽度之差的一半。
13.根据权利要求8所述的循环流化床锅炉,其特征在于:
所述炉膛包括设于左侧墙上部的三个炉膛烟气出口以及设于右侧墙上部的三个炉膛烟气出口,且上述六个炉膛烟气出口分别连接六个旋风分离器;
左侧墙上设置有分别布置在左侧墙上的一对相邻的炉膛烟气出口之间与另一对相邻的炉膛烟气出口之间的两个柱状凹陷段;以及
右侧墙上设置有分别布置在右侧墙上的一对相邻的炉膛烟气出口之间与另一对相邻的炉膛烟气出口之间的两个柱状凹陷段。
14.根据权利要求13所述的循环流化床锅炉,其特征在于:
在所述柱状凹陷段设置在左右侧墙上时,所述柱状凹陷段朝向炉膛内部凹陷的深度不大于炉膛宽度与布风板宽度之差的一半。
CN201010531433.1A 2010-10-29 2010-10-29 一种循环流化床锅炉 Active CN102466223B (zh)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010531433.1A CN102466223B (zh) 2010-10-29 2010-10-29 一种循环流化床锅炉
PL11835637.7T PL2634484T3 (pl) 2010-10-29 2011-10-27 Kocioł z cyrkulacyjnym złożem fluidalnym
KR1020137013404A KR101470776B1 (ko) 2010-10-29 2011-10-27 순환 유동층 보일러
PCT/CN2011/081402 WO2012055364A1 (zh) 2010-10-29 2011-10-27 一种循环流化床锅炉
US13/882,428 US10156354B2 (en) 2010-10-29 2011-10-27 Circulating fluidized bed boiler
EP11835637.7A EP2634484B1 (en) 2010-10-29 2011-10-27 Circulating fluidized bed boiler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010531433.1A CN102466223B (zh) 2010-10-29 2010-10-29 一种循环流化床锅炉

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102466223A CN102466223A (zh) 2012-05-23
CN102466223B true CN102466223B (zh) 2014-08-20

Family

ID=45993175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010531433.1A Active CN102466223B (zh) 2010-10-29 2010-10-29 一种循环流化床锅炉

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10156354B2 (zh)
EP (1) EP2634484B1 (zh)
KR (1) KR101470776B1 (zh)
CN (1) CN102466223B (zh)
PL (1) PL2634484T3 (zh)
WO (1) WO2012055364A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102901090B (zh) * 2011-07-26 2015-02-11 中国科学院工程热物理研究所 具有多个旋风分离器的大型循环流化床锅炉
WO2013078423A1 (en) * 2011-11-21 2013-05-30 Eugene Sullivan Method and apparatus for improved firing of biomass and other solid fuels for steam production and gasification
CN104344401B (zh) 2013-08-09 2016-09-14 中国科学院工程热物理研究所 带变截面水冷柱的循环流化床锅炉炉膛
CN104100968B (zh) * 2014-07-25 2016-03-30 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种带有整体倾斜中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器
CN104235834B (zh) * 2014-09-24 2016-08-17 株洲火炬工业炉有限责任公司 循环流化床锅炉用高温分离器
CN106196025B (zh) * 2015-04-30 2018-03-23 中国科学院工程热物理研究所 带多分离器的环形炉膛循环流化床锅炉
FI127698B (en) * 2016-04-04 2018-12-14 Amec Foster Wheeler Energia Oy Circulating fluidized bed boiler and method for mounting a circulating fluidized bed boiler
CN108332183A (zh) * 2018-03-23 2018-07-27 博瑞特热能设备股份有限公司 贯流蒸汽锅炉
RU200824U1 (ru) * 2019-09-17 2020-11-12 Михаил Евгеньевич Пузырев Котел цкс с внутритопочными циклонами
CN114060787A (zh) * 2020-08-07 2022-02-18 中国科学院工程热物理研究所 屏式受热面及具有其的循环流化床锅炉

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2037430U (zh) * 1988-04-28 1989-05-10 湖北省武昌锅炉容器厂 对称锯齿形水冷壁锅炉炉膛
CN2111446U (zh) * 1991-10-23 1992-07-29 湖北省武昌锅炉容器厂 10t/h两级省煤器链条快装水管工业锅炉
CN101050854A (zh) * 2007-05-18 2007-10-10 哈尔滨工业大学 防止侧墙水冷壁结渣的w型火焰锅炉
CN101196297A (zh) * 2006-12-07 2008-06-11 中国科学院工程热物理研究所 带水冷柱的循环流化床锅炉炉膛
CN101240893A (zh) * 2007-02-07 2008-08-13 中国科学院工程热物理研究所 带受热屏的循环流化床锅炉炉膛
CN101749697A (zh) * 2009-12-22 2010-06-23 浙江大学 带大十字贯穿中隔墙结构的循环流化床锅炉炉膛

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3130602A1 (de) * 1981-08-01 1983-02-17 Steag Ag, 4300 Essen Verfahren zum betrieb einer wirbelbettfeuerung unter einsatz eines staubbrenners und wirbelbettfeuerung zur durchfuehrung des verfahrens
US4733621A (en) 1987-05-08 1988-03-29 A. Ahlstrom Corporation Apparatus and methods for operating a fluidized bed reactor
DE4005305A1 (de) 1990-02-20 1991-08-22 Metallgesellschaft Ag Wirbelschichtreaktor
US5094191A (en) * 1991-01-31 1992-03-10 Foster Wheeler Energy Corporation Steam generating system utilizing separate fluid flow circuitry between the furnace section and the separating section
US5343830A (en) 1993-03-25 1994-09-06 The Babcock & Wilcox Company Circulating fluidized bed reactor with internal primary particle separation and return
FR2712378B1 (fr) 1993-11-10 1995-12-29 Stein Industrie Réacteur à lit fluidisé circulant à extensions de surface d'échange thermique.
JP2984572B2 (ja) 1995-03-24 1999-11-29 三菱重工業株式会社 伝熱管の摩耗低減構造を有するボイラ炉壁
CA2159949C (en) * 1995-10-05 2002-11-05 Prabir Basu Method of adapting fossil fuel fired boiler into circulating fluidized bed firing boiler and novel circulating fluidized bed firing boiler
US5678497A (en) 1996-04-30 1997-10-21 Foster Wheeler Energy International, Inc. Apparatus for distributing secondary air into a large scale circulating fluidized bed
US5836257A (en) 1996-12-03 1998-11-17 Mcdermott Technology, Inc. Circulating fluidized bed furnace/reactor with an integral secondary air plenum
JP2000154911A (ja) 1998-11-19 2000-06-06 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 循環流動層型燃焼設備
FI105499B (fi) 1998-11-20 2000-08-31 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä ja laite leijupetireaktorissa
US6039008A (en) * 1999-02-01 2000-03-21 Combustion Engineering, Inc. Steam generator having an improved structural support system
US6808390B1 (en) * 1999-05-04 2004-10-26 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization Process for carbonizing wood residues and producing activated carbon
FR2802287B1 (fr) 1999-12-14 2002-01-11 Abb Alstom Power Comb Procede pour l'amelioration de la combustion dans un systeme a lit fluidise circulant et systeme correspondant
CN1209571C (zh) * 2003-05-08 2005-07-06 上海交通大学 组合循环流化床锅炉
US7244400B2 (en) * 2003-11-25 2007-07-17 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed reactor system having an exhaust gas plenum
JP2005299938A (ja) 2004-04-06 2005-10-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 循環流動炉
FR2884900B1 (fr) * 2005-04-26 2007-11-30 Alstom Technology Ltd Reacteur a lit fluidise avec double extension de paroi
FR2891893B1 (fr) 2005-10-07 2007-12-21 Alstom Technology Ltd Reacteur a lit fluidise circulant a procede de combustion convertible
US7410356B2 (en) 2005-11-17 2008-08-12 Mobotec Usa, Inc. Circulating fluidized bed boiler having improved reactant utilization
CN101050584B (zh) 2007-05-09 2011-04-20 黄显飚 一种热处理定型机
CN101067492B (zh) * 2007-06-06 2012-01-25 中国科学院工程热物理研究所 多边形循环流化床锅炉炉膛
FI124762B (fi) * 2009-04-09 2015-01-15 Foster Wheeler Energia Oy Kiertoleijupetikattila
FI121638B (fi) 2009-06-12 2011-02-15 Foster Wheeler Energia Oy Leijupetireaktori
CN102226518B (zh) * 2011-02-01 2013-03-06 中国科学院工程热物理研究所 大型循环流化床锅炉

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2037430U (zh) * 1988-04-28 1989-05-10 湖北省武昌锅炉容器厂 对称锯齿形水冷壁锅炉炉膛
CN2111446U (zh) * 1991-10-23 1992-07-29 湖北省武昌锅炉容器厂 10t/h两级省煤器链条快装水管工业锅炉
CN101196297A (zh) * 2006-12-07 2008-06-11 中国科学院工程热物理研究所 带水冷柱的循环流化床锅炉炉膛
CN101240893A (zh) * 2007-02-07 2008-08-13 中国科学院工程热物理研究所 带受热屏的循环流化床锅炉炉膛
CN101050854A (zh) * 2007-05-18 2007-10-10 哈尔滨工业大学 防止侧墙水冷壁结渣的w型火焰锅炉
CN101749697A (zh) * 2009-12-22 2010-06-23 浙江大学 带大十字贯穿中隔墙结构的循环流化床锅炉炉膛

Also Published As

Publication number Publication date
US20130284119A1 (en) 2013-10-31
PL2634484T3 (pl) 2023-01-23
EP2634484A4 (en) 2017-07-05
CN102466223A (zh) 2012-05-23
EP2634484B1 (en) 2022-01-26
WO2012055364A1 (zh) 2012-05-03
EP2634484A1 (en) 2013-09-04
US10156354B2 (en) 2018-12-18
KR101470776B1 (ko) 2014-12-08
KR20130086359A (ko) 2013-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102466223B (zh) 一种循环流化床锅炉
KR101572517B1 (ko) 벽부착 이차 공기 및 그리드 상급연소 공기가 제공되는 미분탄 연소 보일러
EP2672179B1 (en) Large-scale circulating fluidized bed boiler
EP2361148B1 (en) A circulating fluidized bed boiler
WO2018036536A1 (zh) 1000mw超超临界参数循环流化床锅炉
KR20150054757A (ko) 대형 순환 유동층 보일러, 공기 분배 장치 및 공기 분배 장치 어셈블리
WO1998025074A2 (en) Circulating fluidized bed furnace/reactor with an integral secondary air plenum
CN204388044U (zh) 一种适用于煤粉锅炉对冲燃烧系统的新型二次风箱
US20080236459A1 (en) Recovery boiler combustion air system with intermediate air ports vertically aligned with multiple levels of tertiary air ports
CN104204666A (zh) 循环流化床锅炉
CN201059537Y (zh) 一种流化床锅炉炉膛屏式受热面结构
RU2495712C2 (ru) Реактор с кипящим слоем
CN204574016U (zh) 一种双侧进风等压风室
CN2919034Y (zh) 自然循环单流化床锅炉
CN1148148A (zh) 低NOx集成式锅炉燃烧器装置
CN208418711U (zh) 一种循环硫化床锅炉
CN112228865A (zh) 一种具有均压配风功能的墙式燃烧锅炉
CN111720847A (zh) 一种改善锅炉大角度弯道流场烟气均匀性的装置
KR101897873B1 (ko) 유동층 보일러의 노 내로 일차 유동 가스를 도입시키는 방법
KR20160120718A (ko) 빗살형 수냉각 기둥 및 그 수냉각 기둥을 가지는 노
EP3045809B1 (en) Circulating fluidized bed boiler furnace having a variable cross-section water-cooled cylinder
CN103216822B (zh) 具有水冷柱加强结构的循环流化床锅炉
CN219889582U (zh) 垃圾焚烧锅炉及其烟道结构
KR102121648B1 (ko) 유동층 열교환기
CN103168199A (zh) 用于锅炉装置的炉壁结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant