CN103062747A - 一种立式煤粉角管式锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式煤粉角管式锅炉，包括燃烧器、锅炉炉膛、高温空气预热器、省煤器、低温空气预热器对流管束、上集箱、顶集箱、锅筒和下集箱，所述的下集箱设置在锅炉本体的底部，所述的上集箱和顶集箱设置在锅炉本体的顶部，并通过汽连通管联通；其特征在于所述的燃烧器设置在锅炉本体的前部；所述的锅炉本体采用立式角管式膜式水冷壁结构，四角布置4根下降管，所述下降管和膜式水冷壁的两端中分别与所述的上集箱和下集箱联通；所述的对流管束设置在膜式水冷壁的外侧，其顶部与炉膛出烟口联通，底部与所述的高温空气预热器联通。本发明具有整体结构紧凑、外形布置简单、占地面积小、钢耗低、锅炉水循环压差大和水循环安全可靠等优点。

Description

一种立式煤粉角管式锅炉

技术领域

本发明属于燃煤工业锅炉领域，具体涉及一种以煤粉或城市污泥、生物质为燃料，用于产生蒸汽的立式煤粉角管式锅炉。

背景技术

我国的能源结构是以煤为主，在未来相当长时间内，燃煤工业锅炉仍将是工业锅炉的主导产品。

传统的工业燃煤锅炉以层燃锅炉为主，缺点是燃烧效率低，污染严重，难以满足节能减排和污染物排放要求。

煤粉燃烧是煤的高效洁净燃烧方式之一，其燃烧效率可达96%以上，是一项成熟的燃烧技术，在大型电站锅炉得到普遍应用。近年来，煤粉燃烧在工业锅炉上也得到应用，均采用卧式内燃锅壳式结构、D型双锅筒水管结构或底部布置燃烧器的立式煤粉炉。但存在一定的不足：

1）燃烧不够均匀，前后温差比较大，不利于降低NO_X的含量。

2）负荷调节范围小，只能使用单一燃料-煤粉。

3）锅炉灰、渣清理不方便。

4）锅炉房占地面积大。

5）炉膛底部容易结焦。

6）燃烧器检修困难。

发明内容

本发明针对现有卧式煤粉锅炉的不足，提供一种新型的立式煤粉角管式锅炉。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种立式煤粉角管式锅炉，包括燃烧器、锅炉本体、高温空气预热器、省煤器、低温空气预热器、对流管束、上集箱、顶集箱、锅筒和下集箱，所述的下集箱设置在锅炉本体的底部，所述的上集箱和顶集箱设置在锅炉本体的顶部，并通过汽连通管联通；其特征在于所述的燃烧器设置在锅炉本体的前部；所述的锅炉本体采用立式膜式水冷壁结构，四角布置4根下降管，所述下降管和膜式水冷壁的两端中分别与所述的上集箱和下集箱联通；所述的对流管束设置在膜式水冷壁的外侧，其顶部与炉膛出烟口联通，底部与所述的高温空气预热器联通；；所述的顶集箱与所述锅筒的汽空间联通，所述的上集箱与所述锅筒的水空间联通。

本发明的立式煤粉角管式锅炉，煤粉或城市污泥借一次风通过前部燃烧器喷入立式炉膛，同时，经低温空气预热器和高温空气预热器加热后的高温空气也进入燃烧器与粉体燃料混合进入炉膛进行猛烈悬浮燃烧；且在炉膛中布置了两级三次风，保证了炉膛有充分的氧气与燃料反应燃烧。在炉膛燃烧换热后的高温烟气转折180°向下进入对流管束进行对流换热，烟气再依次进入高温空气预热器、省煤器和空低温气预热器后排入烟气净化系统。

本发明具有以下优点：

1）锅炉本体采用立式角管式结构布置，四角布置4根大口径下降管，该下降管既是水循环管路，同时也支撑整个锅炉，因此不需要另设支撑钢架，整体结构紧凑、外形布置简单、占地面积小，钢耗低。

2）炉膛采用膜式壁结构，炉墙只需要保温材料，整体密封、保温性能好，漏风少。

3）锅炉水循环压差大，水循环安全可靠。

4)上集箱与顶集箱用汽连通管连接同时接入锅筒，汽水混合物从受热面进入上集箱，并在上集箱里发生汽水预分离，蒸汽经汽连通管至顶集箱进入锅筒上部的汽空间。由于上集箱均在锅筒的高水位处接入，则蒸汽没有通过水空间而直接接入锅筒，从而避免了泡沫的产生，再加上进入锅筒的蒸汽已进行预分离，因此，大大提高了蒸汽的品质。

5）本发明一个尤为重要的特点是燃烧器布置在锅炉本体的前部。这一改进，使得本发明还具有以下优点：

5.1）可降低锅炉本体总高度，缩短一、二次风管以及油（气）管道长度；降低锅炉成本。

5.2）煤粉仓或磨煤机可布置在炉前，通往燃烧器的煤粉管道较短，阻力较小，即可减小送粉风机功率，节约用电量；且到各个燃烧器的煤粉和空气量比较均匀。

5.3）炉膛截面的尺寸确定可以比较自由，便于和对流烟道尺寸以及锅筒长度相配合。

5.4）便于安装、清理和检修燃烧器。

5.5）炉膛底部便于落灰渣和布置自动出渣机，降低司劳人员的劳动强度，提高出渣效率。

作为本发明的进一步改进，所述的燃烧器为两个，且所述两个燃烧器均设置在锅炉本体的前部。双燃烧器布置的好处在于每个燃烧器可单独控制，大大提高燃烧的稳定性和负荷的调节性能，同时可使用两种以上的燃料。

作为本发明的再进一步改进，所述的对流管束采用旗面管。对流受热面采用旗面管，旗面管按一定角度立式顺列布置，受热面充足，循环可靠，烟气冲刷顺畅，不易积灰，延长锅炉使用寿命。

作为本发明的更进一步改进，采用分级燃烧技术，炉膛内依次送入两级三次风，整个温度场均匀，可有效阻止炉膛结焦和降低氮氧化物的生成。

附图说明

图1是本发明立式煤粉角管式锅炉的结构图。

图2是图1的A-A向剖视图。

图中，1-低温空气预热器，2-省煤器，3-对流管束，4-高温空气预热器，5-上集箱，6-汽连通管，7-顶集箱，8-锅筒，9-防爆门，10-一级三次风，11-二级三次风，12-下降管，13-炉膛，14-下集箱，15-清灰口，16-检查门，17-燃烧器，18-炉膛出烟口。

具体实施方式

参照图1，一种立式煤粉角管式锅炉，包括两个燃烧器17、锅炉炉膛13、高温空气预热器4、省煤器2、低温空气预热器1、对流管束3、上集箱5、顶集箱7、锅筒8和下集箱14，所述的下集箱14设置在锅炉本体的底部，所述的上集箱5和顶集箱7设置在锅炉本体的顶部，并通过汽连通管6联通；所述的燃烧器17设置在锅炉本体的前部；所述的锅炉本体采用立式膜式水冷壁结构，四角布置4根下降管12，所述下降管12和膜式水冷壁的两端中分别与所述的上集箱5和下集箱14联通；所述的对流管束3采用旗面管，并竖向顺列布置在膜式水冷壁的外侧，对流管束3的顶部与炉膛出烟口18联通，底部与所述的高温空气预热器4联通，省煤器2的烟气进口端与高温空气预热器4另一端联通，出口端连接到低温空气预热器1；所述的顶集箱7与所述锅筒8的汽空间联通，所述的上集箱5与所述锅筒8的水空间联通。

两个燃烧器17燃烧可独立控制，炉膛13下部设有防爆门9和清灰口15，中部位置布有两级三次风。

本发明的工作原理如下：

煤粉或城市污泥借一次风通过前部两个燃烧器17喷入立式炉膛13，同时，经低温空气预热器1和高温空气预热器4加热后的高温空气也进入燃烧器17与粉体燃料混合进入炉膛13进行猛烈悬浮燃烧；且在炉膛中布置了两级三次风，保证了炉膛有充分的氧气与燃料反应燃烧。在炉膛燃烧换热后的高温烟气从炉膛13上方的炉膛出烟口18处转折180°向下进入旗面管3进行对流换热，烟气再依次进入高温空气预热器4、省煤器2和低温空气预热器1后排入烟气净化系统。在烟气净化系统内，烟气中的固体颗粒被清除掉，干净的预热空气从两个燃烧器17中再次喷入立式炉膛13。高温空气预热器4和低温空气预热器1可利用烟气的余热对空气进行预热，从而达到循环利用和节能的目的。

上集箱5、顶集箱7、汽连通管6、下集箱14、炉膛的膜式水冷壁和4根下降管12构成封闭的水循环系统。上集箱5与顶集箱7用汽连通管6连接同时接入锅筒8，汽水混合物从膜式水冷壁的受热面上升进入上集箱5，并在上集箱5里发生汽水预分离，蒸汽经汽连通管6至顶集箱7进入锅筒8上部的汽空间。由于上集箱5均在锅筒8的高水位处接入，则蒸汽没有通过水空间而直接接入锅筒，从而避免了泡沫的产生，再加上进入锅筒8的蒸汽已进行预分离，因此，大大提高了蒸汽的品质。上集箱5里汽水预分离后的水从4根下降管12流入下集箱14，再进入膜式水冷壁内，形成水循环。

应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种立式煤粉角管式锅炉，包括燃烧器（17）、锅炉炉膛（13）、高温空气预热器（4）、省煤器（2）、低温空气预热器（1）、对流管束（3）、上集箱（5）、顶集箱（7）、锅筒（8）和下集箱（14）；所述的下集箱（14）设置在锅炉本体的底部；所述的上集箱（5）和顶集箱（7）设置在锅炉本体的顶部，并通过汽连通管（6）联通；其特征在于所述的燃烧器（17）设置在锅炉本体的前部；所述的锅炉本体采用立式膜式水冷壁结构，四角布置4根下降管（12），所述下降管（12）和膜式水冷壁的两端分别与所述的上集箱（5）和下集箱（14）联通；所述的对流管束（3）设置在膜式水冷壁的外侧，其顶部与炉膛出烟口（18）联通，底部与所述的高温空气预热器（4）联通；所述的顶集箱（7）与所述锅筒（8）的汽空间联通，所述的上集箱（5）与所述锅筒（8）的水空间联通。

2.如权利要求1所述的一种立式煤粉角管式锅炉，其特征在于所述的燃烧器（17）为两个。

3.如权利要求1所述的一种立式煤粉角管式锅炉，其特征在于所述的两个燃烧器（17）均设置在锅炉本体前部。

4.如权利要求1-3任何一项所述的一种立式煤粉角管式锅炉，其特征在于所述的对流管束（3）采用旗面管，并按一定角度立式顺列布置。

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