CN102635855B - 一种三旋风分离器的循环流化床锅炉炉膛结构 - Google Patents

Abstract

一种三旋风分离器的循环流化床锅炉炉膛结构，涉及一种三旋风分离器循环流化床锅炉炉膛水冷屏布置。本发明在炉膛后墙宽度方向三分之一处和三分之二处分别竖直布置宽度相同的水冷屏，在炉膛前墙宽度方向中间位置竖直布置水冷屏，所布置的水冷屏为膜式水冷壁结构。在三个旋风分离器以及后墙上的水冷屏的作用下，炉膛内形成三个相对独立的“颗粒成团返混”区域，本发明中通过选择一系列水冷屏宽度，使这三个区域四周的水冷受热面面积相同，可很好地减少炉膛水冷壁宽度方向的温度偏差，利于锅炉安全运行。

Description

一种三旋风分离器的循环流化床锅炉炉膛结构

技术领域

本发明涉及一种循环流化床锅炉，具体涉及一种三旋风分离器的循环流化床锅炉炉膛水冷屏布置结构。

背景技术

循环流化床(CFB)燃烧被公认为是一种最具发展前景的洁净煤燃烧技术。随着CFB燃烧技术的进步，CFB锅炉也在向大型化方向发展。

在CFB锅炉大型化的过程中，炉膛截面积随之增大，旋风分离器尺寸也在增大，其布置方式也由最初的单分离器布置，发展到双、三分离器布置和四、六分离器对称布置。其中在200MW～300MW的大型CFB锅炉中广泛采用三分离器布置，其整体布置示意图如图1所示。

三分离器CFB锅炉由于三分离器结构上的非对称布置，两侧的分离器和中间分离器容易产生负荷分布偏差，导致分离器效率下降，以至影响整个锅炉的效率。考虑到二次风的穿透能力，三分离器CFB锅炉炉膛的宽深比较大，一般在3左右，这使得炉膛两侧的受热空间四周的水冷受热面面积远大于中间部分，因此造成炉膛前后墙水冷壁宽度方向中间部分温度高，两端部分温度低的现象，不利于锅炉安全运行。

在现有三分离器CFB锅炉中，为解决分离器负荷分布偏差，某些锅炉采取水冷分隔墙设计：在炉膛中间分离器和两侧分离器之间分别插入一片平行于侧墙的水冷分隔墙，水冷分隔墙上开有平衡孔，水冷分隔墙和炉膛前后墙之间留有间隙，炉膛被分割成三个几乎独立的空间，阻碍了颗粒的横向混合，不利于炉内传热；也有锅炉采取在后墙布置两片平行炉膛侧墙的水冷屏，分别位于中间分离器和两侧分离器之间，但这种设计中仍然没有解决炉膛前后墙水冷壁温度沿炉膛宽度方向分布不均问题。

发明内容

本发明目的是提供一种三旋风分离器的循环流化床锅炉炉膛结构，以期改善三分离器CFB锅炉前后墙水冷壁温度沿炉膛宽度方向分布不均现象。

本发明的技术方案如下：

一种三旋风分离器的循环流化床锅炉炉膛结构，包括炉膛前墙、后墙和侧墙，在炉膛前墙、后墙和侧墙均敷设防磨层。炉膛前墙上沿宽度方向中间位置竖直布置前墙水冷屏，炉膛后墙上沿宽度方向三分之一处和三分之二处分别竖直布置后墙第一水冷屏和第二水冷屏，两水冷屏宽度相同，均为膜式水冷壁结构。所述的前墙水冷屏采用单屏或多屏，所述的后墙第一水冷屏和第二水冷屏采用单屏。

所述的后墙第一水冷屏和第二水冷屏的宽度b为炉膛深度5％～50％，所述前墙水冷屏的宽度a＝(c-b)/2k，其中c为炉膛的深度，k为前墙水冷屏的屏数。所述的前墙水冷屏、后墙第一水冷屏和第二水冷屏下部敷设耐磨材料，耐磨材料的敷设高度与炉膛前后墙及侧墙水冷壁敷设的防磨层高度相同。水冷屏可以由单片的膜式壁构成，也可以是双片的膜式壁紧贴在一起构成。

本发明与现有技术相比，具有以下突出性效果：①优化布置的水冷屏，使炉膛内水冷受热面分布趋于均匀，很好地减少炉膛水冷壁宽度方向的温度偏差，炉膛水冷壁温度沿宽度方向分布均匀，提高锅炉运行安全性。②炉膛后墙布置的水冷屏削弱了中间分离器和两侧分离器之间的相互影响，减小了因三个分离器结构上的非对称布置造成的分离器负荷分布偏差。③炉膛前后墙布置的水冷屏宽度均不超过炉膛深度的50％，物料颗粒的横向混合不会受到明显阻碍，炉膛内可以维持高效的传热。

附图说明

图1为本发明提供的三旋风分离器的循环流化床锅炉示意图。

图2为图1的A-A视图。

图中：1-锅炉炉膛；2-炉膛前墙；3-炉膛后墙；4-炉膛侧墙；5-前墙水冷屏；6-后墙第一水冷屏；7-后墙第二水冷屏；8-旋风分离器；9-烟道；10-耐磨材料。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构、原理及具体实施方式做进一步的说明。

图1和图2为发明提供的三旋风分离器的循环流化床锅炉示意图。在炉膛前墙上沿宽度方向中间位置竖直布置前墙水冷屏5，在炉膛后墙上沿宽度方向三分之一处和三分之二处分别竖直布置后墙第一水冷屏6和第二水冷屏7，两水冷屏宽度相同。后墙第一水冷屏和后墙第二水冷屏的宽度b为炉膛深度c的5％～50％，优选采用20％。所布置的水冷屏为膜式壁结构，可以由单片的膜式壁构成，也可以是双片的膜式壁紧贴在一起构成。前墙水冷屏5采用单屏或多屏，后墙第一水冷屏6和第二水冷屏7采用单屏。

前墙水冷屏5、后墙第一水冷屏6和第二水冷屏7下部敷设耐磨材料，耐磨材料的敷设高度与炉膛前后墙及侧墙水冷壁敷设的防磨层高度相同。

所布置的水冷屏宽度有多种选择，原则是前墙水冷屏5的宽度a取为(c-b)/2k，其中b为后墙第一水冷屏6和第二水冷屏7的宽度，c为炉膛的深度，k为前墙水冷屏5的屏数。本发明通过选择不同的屏宽组合，可以有多种实施方案。

一种优化的具体实施方案描述如下：

如图2所示，在炉膛前墙上沿宽度方向中间位置竖直布置前墙水冷屏5，在炉膛后墙上沿宽度方向三分之一处和三分之二处分别竖直布置后墙第一水冷屏6和第二水冷屏7，两水冷屏宽度相同。所布置的水冷屏为膜式壁结构，且均为双片的膜式壁紧贴在一起构成，这样每片膜式壁和周围水冷壁受热情况一致，可简化水动力设计计算。管内至下而上通有工质。前墙水冷屏5采用双屏，屏宽均为炉膛深度的20％；后墙第一水冷屏6和第二水冷屏7采用单屏，屏宽均为炉膛深度的20％。炉膛内物料颗粒的横向混合没有受到明显阻碍，炉膛内维持了高效的传热。

前墙水冷屏5、后墙第一水冷屏6和第二水冷屏7下部敷设耐磨材料，耐磨材料的敷设高度与炉膛前后墙及侧墙水冷壁敷设的防磨层高度相同。

本发明的原理是：

在三个旋风分离器以及后墙上的两片水冷屏的作用下，炉膛内形成三个相对独立的“颗粒成团返混”区域。前墙水冷屏的宽度a取为(c-b)/2k，其中b为后墙第一水冷屏和第二水冷屏的宽度，c为炉膛的深度，k为前墙水冷屏的屏数，这样所形成的三个“颗粒成团返混”区域内包括四周的水冷受热面面积相等，因此可很好地减少炉膛水冷壁宽度方向的温度偏差，炉膛水冷壁温度沿宽度方向分布均匀，利于锅炉安全运行。

Claims (4)

1.一种三旋风分离器的循环流化床锅炉炉膛结构，包括炉膛前墙(2)、后墙(3)和侧墙(4)，在炉膛前墙、后墙和侧墙均敷设防磨层，其特征在于：在炉膛前墙上沿宽度方向中间位置竖直布置前墙水冷屏(5)，在炉膛后墙上沿宽度方向三分之一处和三分之二处分别竖直布置后墙第一水冷屏(6)和后墙第二水冷屏(7)；所述的后墙第一水冷屏和后墙第二水冷屏宽度相同；所述的前墙水冷屏、后墙第一水冷屏和后墙第二水冷屏均为膜式水冷壁结构。

2.按照权利要求1所述的一种三旋风分离器的循环流化床锅炉炉膛结构，其特征在于：所述的前墙水冷屏(5)采用单屏或多屏；所述的后墙第一水冷屏(6)和后墙第二水冷屏(7)采用单屏。

3.按照权利要求1或2所述的一种三旋风分离器的循环流化床锅炉炉膛结构，其特征在于：所述的后墙第一水冷屏(6)和后墙第二水冷屏(7)的宽度b为炉膛深度c的5％～50％；所述前墙水冷屏(5)的宽度a＝(c-b)/2k；其中c为炉膛的深度，k为前墙水冷屏(5)的屏数。

4.按照权利要求1或2所述的一种三旋风分离器的循环流化床锅炉炉膛结构，其特征在于：所述的前墙水冷屏(5)、后墙第一水冷屏(6)和后墙第二水冷屏(7)下部敷设耐磨材料，耐磨材料的敷设高度与炉膛前后墙及侧墙水冷壁敷设的防磨层高度相同。