CN103047643A - 燃烧低发热量燃料的节能型循环流化床锅炉 - Google Patents

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吕雪艳
魏少博
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Abstract

燃烧低发热量燃料的节能型循环流化床锅炉，它涉及一种循环流化床锅炉，本发明为解决现有的流化床锅炉采用低发热量燃料时的燃烧不稳定、效率低、烟尘排放不达标问题。旋风分离器的下端通过返料器与膜式水冷壁炉膛下端侧壁连通并固接，锅炉对流受热面的上端与旋风分离器固接，风帽主体为空腔结构，风帽主体套装在连接管的上端，圆环套装在连接管的中部并与风帽主体下端固接，中心筒偏置固接在分离器主体的上端出口处，所述风帽主体的上端呈球面设置，下端侧壁为加厚侧壁，风帽主体上端沿风帽主体的同一圆周方向设置有环形防磨凸起，高温绝热内衬设置在分离器主体的内壁上，分离器主体为蜗壳结构。本发明用于锅炉的节能和环保。

Description

燃烧低发热量燃料的节能型循环流化床锅炉
技术领域
本发明涉及一种循环流化床锅炉。
背景技术
随着我国用于锅炉燃烧的高发热量燃料逐年减少，而且以煤炭为主的高发热值燃料对环境的污染严重，如生物质、垃圾、劣质煤炭等低发热量废弃物燃料的使用逐渐成为一种趋势。目前流化床锅炉主要被用于燃烧低发热量燃料，而现有的采用低发热量燃料的流化床锅炉燃烧不稳定，燃烧效率比较低，低发热值燃料始终无法采用有效方式进行稳定、高效的燃烧而成为废弃物，造成了能源的浪费和环境的污染。
发明内容
本发明为解决现有的流化床锅炉采用低发热量燃料时的燃烧不稳定、效率低、烟尘排放不达标问题，进而提供一种燃烧低发热量燃料的节能型循环流化床锅炉。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种燃烧低发热量燃料的节能型循环流化床锅炉包括膜式水冷壁炉膛、流化床、水冷风室、旋风分离器、锅炉对流受热面、卧式双层多级空气预热器和返料器，膜式水冷壁炉膛和流化床上端连通固接为一体，流化床的下端设置有水冷风室，膜式水冷壁炉膛的上端炉壁连通设置有第一送料口，膜式水冷壁炉膛的下端连通设置有第二送料口，膜式水冷壁炉膛的下端侧壁设置有分层多点可调二次风口，旋风分离器的上端与膜式水冷壁炉膛的侧壁连通固接，旋风分离器的下端通过返料器与膜式水冷壁炉膛下端侧壁连通并固接，锅炉对流受热面的上端与旋风分离器固接，锅炉对流受热面的下端设置有卧式双层多级空气预热器，卧式双层多级空气预热器下端的侧壁上依次上下设置有二次风接口和一次风接口，二次风接口通过卧式双层多级空气预热器与膜式水冷壁炉膛下端的侧壁连通并固接，一次风接口通过卧式双层多级空气预热器与水冷风室连通固接，水冷风室的侧壁设置有全自动点火装置，流化床内设置有风帽，风帽包括风帽主体、连接管和圆环，风帽主体为空腔结构，风帽主体的下端侧壁上沿同一圆周方向均匀加工有多个出风孔，风帽主体套装在连接管的上端，圆环套装在连接管的中部并与风帽主体下端固接，旋风分离器包括分离器主体、非金属膨胀节、金属膨胀节和中心筒，非金属膨胀节设置在分离器主体的进烟气口上，金属膨胀节固接在分离器主体下端的出口处，中心筒偏置固接在分离器主体的上端出口处，所述风帽主体的上端呈球面设置，下端侧壁为加厚侧壁，风帽主体上端沿风帽主体的同一圆周方向设置有环形防磨凸起，连接管上端的侧壁上沿连接管的周向均匀加工有多个分层通孔；所述旋风分离器还包括高温绝热内衬，高温绝热内衬设置在分离器主体的内壁上，分离器主体为蜗壳结构。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：锅炉在工作中产生的携带灰粒的高温烟气进入旋风分离器进行灰和烟气的旋风分离，旋风分离器分离效率不小于99.8％，固体不完全燃烧损失大大降低，被分离下来的灰粒经返料器返回炉膛循环燃烧，高温烟气经旋风分离器内的偏置中心筒至锅炉对流受热面换热，最后经过具有防堵灰并耐腐蚀功能的卧式双层多级空气预热器与一次风和二次风换热，排烟温度可将至135℃以下，具有明显的节能效果；本发明保证了劣质褐煤、烟煤、油页岩、煤矸石等低发热值燃料的稳定燃烧，同时可进行生物质、煤泥、垃圾等废弃物的单独燃烧或与煤混合燃烧，混合燃烧时。节能效果显著，并减少烟尘原始排放浓度，达到了烟尘排放标准，可节省燃料20-30％，节约电耗约10％，锅炉效率大大提高，达到较好的环境保护和洁净燃烧要求，保证较高的燃烧效率和较高的锅炉热效率，可燃烧低发热量燃料，并高效率、低污染的节能环保型锅炉，有较好的社会效益和经济效益。
附图说明
图1是本发明的低发热量燃料的节能型循环流化床锅炉的主视图，图2是图1中A-A面和B-B面的剖视图，图3是旋风分离器的主视图，图4是图3中C-C面的剖视图，图5是图3中D-D面的剖视图，图6是风帽的主视图，图7图6中E-E面的剖视图，图8是图6中F-F面的剖视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～图8说明，本实施方式的一种燃烧低发热量燃料的节能型循环流化床锅炉包括膜式水冷壁炉膛1、流化床2、水冷风室3、旋风分离器4、锅炉对流受热面5、卧式双层多级空气预热器6和返料器7，膜式水冷壁炉膛1和流化床2上端连通固接为一体，流化床2的下端设置有水冷风室3，膜式水冷壁炉膛1的上端炉壁连通设置有第一送料口1-1，膜式水冷壁炉膛1的下端连通设置有第二送料口1-2，膜式水冷壁炉膛1的下端侧壁设置有分层多点可调二次风口1-3，旋风分离器4的上端与膜式水冷壁炉膛1的侧壁连通固接，旋风分离器4的下端通过返料器7与膜式水冷壁炉膛1下端侧壁连通并固接，锅炉对流受热面5的上端与旋风分离器4固接，锅炉对流受热面5的下端设置有卧式双层多级空气预热器6，卧式双层多级空气预热器6下端的侧壁上依次上下设置有二次风接口6-1和一次风接口6-2，二次风接口6-1通过卧式双层多级空气预热器6与膜式水冷壁炉膛1下端的侧壁连通并固接，一次风接口6-2通过卧式双层多级空气预热器6与水冷风室3连通固接，水冷风室3的侧壁设置有全自动点火装置3-1，流化床2内设置有风帽8，风帽8包括风帽主体8-1、连接管8-2和圆环8-3，风帽主体8-1为空腔结构，风帽主体8-1的下端侧壁8-1-2上沿同一圆周方向均匀加工有多个出风孔8-1-1，风帽主体8-1套装在连接管8-2的上端，圆环8-3套装在连接管8-2的中部并与风帽主体8-1下端固接，所述风帽主体8-1的上端呈球面设置，下端侧壁8-1-2为加厚侧壁，风帽主体8-1上端沿风帽主体8-1的同一圆周方向设置有环形防磨凸起8-1-3，连接管8-2上端的侧壁上沿连接管8-2的周向均匀加工有多个分层通孔8-2-1；旋风分离器4包括分离器主体4-1、非金属膨胀节4-2、金属膨胀节4-3和中心筒4-4，非金属膨胀节4-2设置在分离器主体4-1的进烟气口4-1-1上，金属膨胀节4-3固接在分离器主体4-1下端的出口处，中心筒4-4偏置固接在分离器主体4-1的上端出口处，所述旋风分离器4还包括高温绝热内衬4-5，高温绝热内衬4-5设置在分离器主体4-1的内壁上，分离器主体4-1为蜗壳结构。返料器7严格密封，合理的料腿差压，送风压力使返料器长期安全可靠低耗运行，运行中靠料腿差压信号灵活通过调节返料风量来调整返灰量。
具体实施方式二：结合图6～图8说明，本实施方式的风帽8的出风孔8-1-1为低阻力风孔。如此设置，降低了布风的阻力。其他组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图6～图8说明，本实施方式的风帽8的多个分层通孔8-2-1两行均匀排列设置。如此设计，可达到布风均匀，防止物料倒流。其他组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图3～图5说明，本实施方式的旋风分离器4的非金属膨胀节4-2的材料为复合非金属蒙皮。如此设置，各向补偿量可达±30mm，结构稳定。其他组成和连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图3～图5说明，本实施方式的旋风分离器4的中心筒4-4由耐磨耐热钢板卷制而成。如此设置，制造工艺简单、制造方便，其耐磨和分离效果好。其他组成和连接关系与具体实施方式一、二或四相同。
具体实施方式六：结合图3～图5说明，本实施方式的旋风分离器4的高温绝热内衬4-5的材料为耐磨浇注料和保温混凝土。如此设置，有较好的耐磨保温效果。其他组成和连接关系与具体实施方式五相同。
工作原理：低发热值燃料通过设置在膜式水冷壁炉膛1上端的第一送料口1-1或下端的第二送料口1-2进入炉膛，经卧式双层多级空气预热器6加热的一次风经一次风接口6-2通过水冷风室3均匀地进入流化床2将燃料进行流化稳定燃烧，经卧式双层多级空气预热器6加热的二次风经二次风接口6-1进入膜式水冷壁炉膛1内，分层多点可调二次风口1-3进行均匀富氧辅助稳定燃烧，保证燃料的充分燃烬，提高锅炉燃烧效率，燃烧过程中携带灰粒的高温烟气进入旋风分离器4进行灰和烟气的旋风分离，被分离下来的灰粒经返料器7返回炉膛循环燃烧，高温烟气经旋风分离器4内偏置的中心筒4-4至锅炉对流受热面5进行换热，最后经过具有防堵灰并耐腐蚀功能的卧式双层多级空气预热器6与经一次风接口6-2的一次风和经二次风接口6-1的二次风换热。

Claims (6)

1.一种燃烧低发热量燃料的节能型循环流化床锅炉，所述循环流化床锅炉包括膜式水冷壁炉膛(1)、流化床(2)、水冷风室(3)、旋风分离器(4)、锅炉对流受热面(5)、卧式双层多级空气预热器(6)和返料器(7)，膜式水冷壁炉膛(1)和流化床(2)上端连通固接为一体，流化床(2)的下端设置有水冷风室(3)，膜式水冷壁炉膛(1)的上端炉壁连通设置有第一送料口(1-1)，膜式水冷壁炉膛(1)的下端连通设置有第二送料口(1-2)，膜式水冷壁炉膛(1)的下端侧壁设置有分层多点可调二次风口(1-3)，旋风分离器4的上端与膜式水冷壁炉膛(1)的侧壁连通固接，旋风分离器(4)的下端通过返料器(7)与膜式水冷壁炉膛(1)下端侧壁连通并固接，锅炉对流受热面(5)的上端与旋风分离器(4)固接，锅炉对流受热面(5)的下端设置有卧式双层多级空气预热器(6)，卧式双层多级空气预热器(6)下端的侧壁上依次上下设置有二次风接口(6-1)和一次风接口(6-2)，二次风接口(6-1)通过卧式双层多级空气预热器(6)与膜式水冷壁炉膛(1)下端的侧壁连通并固接，一次风接口(6-2)通过卧式双层多级空气预热器(6)与水冷风室(3)连通固接，水冷风室(3)的侧壁设置有全自动点火装置(3-1)，流化床(2)内设置有风帽(8)，风帽(8)包括风帽主体(8-1)、连接管(8-2)和圆环(8-3)，风帽主体(8-1)为空腔结构，风帽主体(8-1)的下端侧壁(8-1-2)上沿同一圆周方向均匀加工有多个出风孔(8-1-1)，风帽主体(8-1)套装在连接管(8-2)的上端，圆环(8-3)套装在连接管(8-2)的中部并与风帽主体(8-1)下端固接，旋风分离器(4)包括分离器主体(4-1)、非金属膨胀节(4-2)、金属膨胀节(4-3)和中心筒(4-4)，非金属膨胀节(4-2)设置在分离器主体(4-1)的进烟气口(4-1-1)上，金属膨胀节(4-3)固接在分离器主体(4-1)下端的出口处，中心筒(4-4)偏置固接在分离器主体(4-1)的上端出口处，其特征在于：所述风帽主体(8-1)的上端呈球面设置，下端侧壁(8-1-2)为加厚侧壁，风帽主体(8-1)上端沿风帽主体(8-1)的同一圆周方向设置有环形防磨凸起(8-1-3)，连接管(8-2)上端的侧壁上沿连接管(8-2)的周向均匀加工有多个分层通孔(8-2-1)；所述旋风分离器(4)还包括高温绝热内衬(4-5)，高温绝热内衬(4-5)设置在分离器主体(4-1)的内壁上，分离器主体(4-1)为蜗壳结构。
2.根据权利要求1所述的一种燃烧低发热量燃料的节能型循环流化床锅炉，其特征在于：风帽8的出风孔(8-1-1)为低阻力风孔。
3.根据权利要求1或2所述的一种燃烧低发热量燃料的节能型循环流化床锅炉，其特征在于：风帽(8)的多个分层通孔(8-2-1)两行均匀排列设置。
4.根据权利要求3所述的一种燃烧低发热量燃料的节能型循环流化床锅炉，其特征在于：旋风分离器(4)的非金属膨胀节(4-2)的材料为复合非金属蒙皮。
5.根据权利要求1、2或4所述的一种燃烧低发热量燃料的节能型循环流化床锅炉，其特征在于：旋风分离器(4)的中心筒(4-4)由耐磨耐热钢板卷制而成。
6.根据权利要求5所述的一种燃烧低发热量燃料的节能型循环流化床锅炉，其特征在于：旋风分离器(4)的高温绝热内衬(4-5)的材料为耐磨浇注料和保温混凝土。
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