CN103322545A - 新型炉排锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明新型炉排锅炉，属于锅炉结构技术领域。本体立式结构，排渣系统设炉膛下位。炉膛设加料装置(11)(12)(13)，顶层设二次风管连接上层高温灰分离层除尘室灰斗返料阀，天然气再燃室(14)设于高温灰分离层(2)末端，连通烟道(3)，(3)连通(4)，(4)连通(5)，(5)连通(6)，(6)连通(7)，(7)连通(8)，排烟囱(38)及引风设备(37)设炉本体顶层。烟气分流烟道(35)，分别连通(14)，(3)，(4)，(5)、(6)、(7)形成烟气控温技术，集脱氮、脱硫、高温灰分离循环燃烧于一体，既可燃劣质煤，又能焚烧垃圾的、多功能型锅炉。

Description

新型炉排锅炉

一、技术领域

本发明新型炉排锅炉，属于锅炉结构技术领域。 

二、背景技术

面对我国能源短缺和环境恶化日趋严重及锅炉业发展现状，中国电器工业协会工业锅炉分会在工业锅炉发展现状及(“十二”五)规划分析中指出：循环流化床锅炉、锅炉房基建投资高，设备投资大、辅机电耗大、事故率高，维修费用比较高，只有容量在35t/h 

以上并实施热电联产，才具有综合的节能效益，35t/h以下容量单纯用于集中供热的综合效益低于相同容量的层燃锅炉，目前还没有一种技术能够全面替代层燃燃煤链条炉排锅炉技术。 

规划分析还在关键技术硑究中指出：大容量层燃锅炉高效节能的关键是降低飞灰、炉渣和漏煤中含碳量，因此，灵活可靠的大面积(大于100m2)的链条炉排的生产是关键。减少炉渣含碳量和过量空气系数，减少灰渣含碳量引起的热损失和排烟热损失，硑究炉拱和二次风的强化燃尽技术，以及创新飞灰高温分离和高温再燃技术结构，减少飞灰含碳量和由此引起的热损失。迫切需要发展适合我国垃圾现状的垃圾焚烧技术和产品。特别是符合国家环保标准的要求，适合中小城镇垃圾现有特性及变化趋势、综合考虑经济承受能力，和市场前景的中小型(20t/h-35t/h)混燃型(在垃圾中添加煤)垃圾焚烧技术。 

三、发明内容

本发明目的为解决上述问题提供了一种集燃烧脱硫、低温抑制NOX生成、高温灰分离及循环燃烧多种功能于一体的新型层燃炉排锅炉。不仅具有传统链条炉排锅炉的结构简单、设备投資低、操作容易及维修方便等优势。且具有循环流化床锅炉对煤种适应性好、能燃烧劣质煤以及低温抑制氮氧化物生成，低温低成本石灰石燃烧脱硫及飞灰循环燃烧等功能。 

特征在于；锅炉本体采用多环形立式结构。炉体承重墙为绝热式保温墙，自下而上是； 

排渣系统设于炉排下方；包括；冷渣器、(31)环形自卸装置(46)、升降式过度桥(51)。冷渣器(31))吊固于环形梁(25)下方，进口端由冷渣器进水管(50)，连接气包下降管(19)，、出口经加料装置水冷壁，进水管(60)分别连通加料装置(11)、(12)、(13)水冷壁(61)，各水冷壁均设上升管(27) 连通气包。环形自卸装置(46)主要作用是，承接上层炉排卸渣的冷却和接收上层炉排的漏渣及装车。 

多位加料炉膛(1)设于锅炉本体下部，主要由环形自卸炉排(10)、第一加料装置(11)、第二加料装置(12)、第三加料装置(13)、平料梳(48)及炉拱分隔墙(58)组成。 

高温灰分离层(2)设于炉膛上方，由重力除尘室(17)，天然气再燃室(14)过热增湿管组成。含尘高温烟气由联通烟道(24)进入重力除尘室(17)，利用除尘层独特的空间及长度优势，实现烟灰高温分离，飞灰通过返料阀(29)进入二次风道，由二次风携带进入炉膛，形成飞灰循环燃烧，。 

天然气再燃室(14)设于高温灰分离层(2)末端，上方连通再热器烟道(3)，内侧通烟气分流烟道(35)，天然气再燃室(14)有多个天然气燃烧器(56)组成。其中部分燃烧器用于微观调控过热气出口温度，是烟气分流温控技术的组成部分。 

再热器烟道(3)，下方连通高温灰分离层(2)，上方连通过热烟道(4)，过热烟道(4)连通蒸发烟道(5)，蒸发烟道(5)连通省煤烟道(6)，省煤烟道(6)，连通空气再热烟道(7)，空气再热烟道(7)，连通空气储热烟道(8)，锅炉本体顶层设排烟囱(38)，排烟囱通过引风设备(37)，分别连通空气储热烟道(8)内的双隔层烟道，储热烟道周边由储热体构成，中间设储热隔层(36)。 

本发明特征还在于气包(15)设于锅炉本体内腔上部，气包中段设汽水分离装置(22)，分离装置下方环周边设有多根连通蒸发器(30)的蒸发器上升管(18)。上端设蒸汽管(26)及安全装置(33)，蒸汽管(26)连接过热器(57)，饱和蒸汽在过热器(57)中与烟道内高温烟气异向交流传热，加热至设定温度后，送入用气端。气包下降管(19)下端设连续排污阀(49)，冷渣器(31)加料装置水冷壁(61)，气包(15)构成第三循环回路 

过热器(57)设于过热烟道(4)，出口接用气端，入口由蒸汽管(26)连通气包(15)。 

蒸发器(30)以多组扇形排列分布于环形蒸发烟道(5)内，各组蒸发器(30)，均设有蒸发器上升管(18)和蒸发器进水管(20)。蒸发器上升管(18)下端连接蒸发器上联箱，上端连接气包(15)。蒸发器进水管(20)一端连接蒸发器(30)下联箱，另一端连接气包下降管(19)，构一成锅炉第一循环回路。 

省煤器(55)设于省煤烟道(6)内。省煤器连接管(21)，一端接省煤器进口，另一端接气包下降管(19)。省煤器出口端经省煤器上升管(9)连通气包(15)。由气包(15)、省煤器上升管(9)、省煤器(55)、省煤器连接管(21)、单向阀(23)、气包下降管(19)、构成第二循环回路。给水管(32)上端接省煤器连接管(21)，下端由给水接头(59)处连通给水泵。中间设给水止回阀(39)。 

空气再热器(54)设于空气再热烟道(7)内，上方连通空气预热器(16)，出口经热风总管(43)连通鼓风分风装置(40)，经分段布风管道(28)，连通分段风箱(45)。空气再热器由耐腐蚀的陶瓷管制作。 

空气预热器(16)由耐腐蚀的陶瓷管制作，由进口分为两组设于空气储热烟道(8)内，出口由管板联箱与空气再热器(54)相联。 

四、附图说明

图1锅炉本体构造示意图 

图2锅炉烟气走向及炉膛结构示意图 

图3炉膛平面布置及排渣位示意图 

1、多位加料炉膛，2、高温灰分离层，3、再热器烟道，4、过热烟道，5、蒸发烟道，6、省煤烟道，7、空气再热烟道，8、空气储热烟道，9、省煤器上升管，10、环形自卸炉排，11、第一加料装置，12、第二加料装置，13、第三加料装置，14、天燃气再燃室，15、气包，16、空气预热器，17、重力除尘室，18、蒸发器上升管，19、气包下降管，20、蒸发器进水管，21、省煤器连接管，22、汽水分离装置，23、单向阀，24、联通烟道，25、环形梁，26、蒸气管，27、上升管，28、分段布风管道，29、返料阀，30、蒸发器，31、冷渣器，32、给水管，33、安全装置，34、烟气分流档风板，35、烟气分流烟道，36、储热隔层，37、引风设备，38、排烟囱，39、给水止回阀，40、鼓风分风装置，41、二次风进口，42、二次风管，43、热风总管，44、液压动力装置，45、分段风箱，46、环形自卸装置，47、输渣车位，48、平料梳，49、连续排污阀，50、冷渣器进水管，51、升降式过渡桥，52、炉膛顶层，53、绝热式炉体承重墙，54、空气再热器，55、省煤器，56、天然气再燃室，57、过热器，58、炉拱分隔墙，59、给水接头，60、加料装置进水管，61加料装置水冷壁， 

五、具体实施方式

以下参照附图，给出本发明具体实施方式，对本发明做进一步说明。 

实施例1 

新型炉排锅炉参照图1-3新型炉排锅炉特征在于；多位加料炉膛设于本体下部，主要由环形自卸炉排(10)、第一加料装置(11)、第二加料装置(12)、第三加料装置(13)、平料梳(48)及炉拱分隔墙(58)组成。第一加料装置(11)一般高于炉排面约400毫米左右，第二加料装置(12)应比第一加料装置(11)提高150毫米，第三加料装置(13)比第二加料装置(12)再提高150毫米。炉膛顶层(52)上方设烟气连通烟道(24)、二次风管(42)，二次进风口(41)及飞灰返料阀(29)，炉膛烟气，通过联通烟道(24)进入重力除尘室(17)，返料阀(29)上接除尘室料斗，下连二次风管(42)，飞灰由二次风进口(41)进入炉堂燃尽区。第二加料装置(12)与第三加料装置(13)之间为主燃烧区，第一加料装置(11)至第二加料装置(12)间为低温燃烧区包抬引燃段。第三加料装置(13)至炉排归位段为燃尽区。炉膛顶层(52)两侧呈阶梯状连接绝热式炉体承重墙(53)，与下方环形自卸炉排(10)上下对应，使炉膛内形成高度不等的三个燃烧空间， 

环形自卸炉排(10)，由液压动力装置(44)驱动。分段风箱(45)、布风管道(28)升降式过渡桥(51)等均固定在环形梁(25)上方。 

排渣系统设于炉排下方；包括；冷渣器、(31)环形自卸装置(46)、升降式过度桥(51)。冷渣器(31))吊固于环形梁(25)下方，进口端由冷渣器进水管(50)连接气包下降管(19)，加料装置进水管(60)分别连通加料装置(11)(12)(13)水冷壁(61)，各水冷壁均设上升管(27)连通气包。 

高温灰分离层(2)设于炉膛上方，由重力除尘室(17)及天然气再燃室(14)并连通烟气分流烟道(35)组成，含尘高温烟气由联通烟道(24)首先进入重力除尘室(17)，利用除尘层独特的空间及长度优势，实现烟灰高温分离，飞灰通过返料阀(29)进入二次风道，由二次风携带进入炉膛，形成飞灰循环燃烧，被分离后的较洁净烟则进入天然气再燃室(14)二次混合燃烧， 

天然气再燃室(14)设于高温灰分离层(2)末端，上方连通再热器烟道(3)，内侧连通烟气分流烟道(35)，天然气再燃室(14)有多个天然气燃烧器(56)组成。其中部分燃烧器可作为微观调控过热气出口温度，是烟气分流温 控技术的组成部分。 

烟气分流烟道(35)设于本体内腔，由下而上分别连通再热器烟道、过热烟道、蒸发烟道、省煤烟道及空气再热烟道，并各自设有烟气分流挡风板(34)，烟气分流烟道(35)，在锅炉初启动，再热器及过热器内无蒸气流动时，利用烟气改向，控制高温烟气不走再热器烟道和过热烟道，而直接进入蒸发烟道，既可快速加热炉水提前形成蒸发循环，又不出现再热器及过热器干烧现象，使再热器及过热器既脱离了恶劣的工作环境，运行中又可首先利用最高烟温传热，最大成度的提高了锅炉的安全性能。 

再热器烟道(3)下方连通高温灰分离层(2)，上方连通过热烟道(4)，过热烟道连通蒸发烟道(5)，蒸发烟道(5)连通省煤烟道(6)，省煤烟道连通空气再热烟道(7)，空气再热烟道连通空气储热烟道(8)，锅炉本体顶层设排烟囱(38)，排烟囱通过双引风设备(37)分别连通空气储热烟道(8)内双层烟道，储热烟道周边由储热体构成，中间设储热隔层(36)。 

再热器设于再热器烟道(3)，与高温烟气异向交流传热，对没有再热蒸汽的锅炉也应预设再热层，再热器烟道可作为第二除尘烟道，以便后期的再利用，双层除尘层的设置不但更有利于除尘效果，且足以说明环形结构的灵活价值。因此可用于各级烟道出口温度的设定。 

过热器(57)设于过热烟道(4)，出口接用气端，过热器入口由蒸汽管(26)连通气包(15)。 

蒸发器(30)以多组扇形排列分布于蒸发烟道(5)内，各组蒸发器(30)，均设有蒸发器上升管(18)和蒸发器进水管(20)。蒸发器上升管(18)一端连接蒸发器(30)上连箱，另一端连接气包(15)。气包下降管(19)一端连接蒸发器(30)下连箱，另一端连接气包下降管(19)，构成锅炉第一循环回路。 

省煤器(55)设于省煤烟道(6)内。省煤器连接管(21)，一端接省煤器进口，另一端接气包下降管(19)。省煤器出口端经省煤器上升管(9)连通气包(15)。由气包(15)、省煤器上升管(9)、省煤器(55)、省煤器连接管(21)、单向阀(23)、气包下降管(19)、构成第二循环回路。给水管(32)上端接省煤器连接管(21)，下端由给水接头(59)接给水泵。中间设给水止回阀(39)。 

空气再热器(54)设于空气再热烟道(7)内，上方连通空气预热器(16)，出口经热风总管(43)连通鼓风分风装置(40)，分段布风管道(28)，进入分段 风箱(45)内，空气再热器由耐腐蚀的陶瓷管制作； 

空气预热器(16)由耐腐蚀的陶瓷管制作，设于空气储热烟道(8)内，上方连通排烟筒及引风设备，下方连通空气再热器(54)。引风机应选用耐腐蚀的塑性材料包裹或制作。引风设备(37)及排烟囱(38)，设于锅炉顶层。 

气包(15)设于锅炉本体内腔，悬固于本体顶层，气包中段设汽水分离装置(22)，分离装置下方环周边设有多根连通蒸发器上联箱的蒸发器上升管(18)，上端设蒸汽管(26)及安全装置(33)，蒸汽管(26)连接过热器(57)，饱和蒸汽经过热器(57)与烟道内高温烟气异向交流传热，加热至设定温度后，送入用气端，气包下降管(19)下端设连续排污阀(49)；冷渣器(31)加料装置水冷壁(61)，气包(15)构成第三循环回路。 

实施例二 

新型炉排锅炉以煤混烧垃圾时，首先选用20～40毫米块煤或型煤。 

先启动液压装置(44)炉排开始运行。由第一加料装置(11)加入引火燃料并开启燃气引火器，燃气经第一加料装置平料梳下端引燃孔喷出并开始点火。随着加料螺杆的进入腔内活塞限位顶杆即被推离，下料口显露加料开始，燃料同时被点燃且隋炉排同步前进，布风装置同时启动、过渡桥(51应控于下位，火层逐渐形成，并由弱而强，当引燃火层行至燃尽区未端排渣位时，由于炉排滑动轮不与过渡桥(51)作用，即不起卸渣作用。因此炉排引火层即直接由第一加料装置11重新加入煤块。点火程序即完成然后进入正常运行当煤燃层运行到第二加料装置(12)下方时，由加料装置(12)加入第一层垃圾，经过第三加料装置(13)时，再由加料装置(13)加入第二层垃圾，燃尽区内一千度以上的高温烟气与二次风及回燃飞灰的充分混合，不仅提高了垃圾燃尽效率，也同时满足对“二恶英”的降解需要，最后余渣通过过渡桥(51)作用卸在下层自卸装置内，并通过环周运转过程与冷渣器完成渣热交换利用，卸渣过程；以过渡过(51)呈A位升B位降时，(51)A卸料(51)B不作用。在(51)A位降B位升时仅B位卸料而A位不作用。卸渣后的空排又重新进入上层卸渣位，承接新任务，周而复始。 

Claims (10)

1.新型炉排锅炉特征在于：锅炉本体采用多环形立式结构，多位加料炉膛(1)设于锅炉本体下部，主要由环形自卸炉排(10)、第一加料装置(11)、第二加料装置(12)、第三加料装置(13)、平料梳(48)及炉拱分隔墙(58)组成，炉膛顶层(52)上方设烟气联通烟道(24)、二次风管(42)，二次进风口(41)及飞灰返料阀(29)，炉膛烟气通过联通烟道(24)进入重力除尘室(17)，返料阀(29)上接除尘室料斗，下连二次风管(42)，回燃灰由二次风携带由进风口(41)进入炉堂燃尽区，炉拱分隔墙(58)下起、第一加料装置(11)面层，上至炉膛顶层(52)，两侧与本体绝热承重墙(53)相连，前方紧靠引燃段，后方相邻炉排归位区，使环形炉膛首尾相接，第二加料装置(12)与第三加料装置(13)之间为主燃烧区，第一加料装置(11)至第二加料装置(12)区间为低温燃烧区，第三加料装置(13)至炉排归位段为燃尽区，炉膛顶层(52)两侧呈阶梯状连接本体承重墙(53)，与炉膛下方的，环形自卸炉排(10)上下对应，使炉膛内形成高度及空间不等的三个燃烧区，炉膛顶层(52)阶梯状的设置形式，既适应炉膛内烟气由小而大的流量变化需要，也为炉膛烟气联通烟道(24)、返料阀(29)、二次风道管(42)二次进口(41)等的设置，提供了合理空间，环形自卸炉排(10)设于炉膛下方，是炉膛的重要部分，下部由许多托轮支承，由液压动力装置(44)驱动其中主动托轮运转，在环形自卸炉排框架空间内，还设有分段风箱(45)、一次分段布风管道(28)及管道支架、托轮、管道支等，均设置架、炉排卸渣过渡桥(51)在炉体绝热承重墙下部的内突环形梁(25)上方；

排渣组织设于炉排下方：包括；冷渣器、(31)环形自卸装置(46)、升降式过度桥(51)；冷渣器(31)吊固于环形梁(25)下方，进口端由连接管(50)连接气包下降管(19)，出口端经上升管(60)分别连通加、第一加料装置(11)、(12)及(13)水冷壁，各水冷壁均设上升管(27)连通气包(15)；

高温灰分离层(2)设于炉膛上方，由重力除尘室(17)、天然气再燃室(14)、连通烟气分流装置(35)组成，含尘高温烟气由联通烟道(24)，首先进入重力除尘室(17)，利用除尘层独特的空间及长度优势，实现烟灰高温分离，飞灰通过返料阀(29)进入二次风道，由二次风携带进入炉膛，形成飞灰循环燃烧，被分离后的较洁净烟则进入天然气再燃室(14)，二次混合燃烧，形成洁净高温烟气；

烟气分流烟道(35)设于本体内腔，由下而上分别连通再热烟道、过热烟道、蒸发烟道、省煤烟道及空气再热烟道，并各自设有烟气分流挡板(34)；

再热器烟道(3)下方连通高温灰分离层(2)，上方连通过热烟道(4)，过热烟道连通蒸发烟道(5)，蒸发烟道连通省煤烟道(6)，省煤烟道连通空气再热烟道(7)，空气再热烟道连通空气储热烟道(8)，锅炉本体顶层设排烟囱(38)，排烟囱通过双引风设备(37)，分别连通储热烟道(8)内双分隔层，储热烟道周边由储热体构成，中间设分隔层(36)；

再热器设于再热器烟道(3)，与高温烟气异向交流传热，对没有再热蒸汽的锅炉也应预设再热层，再热烟道可作为第二除尘烟道，以便后期的再利用，双层除尘层的设置不但更有利于除尘效果，且足以说明环形结构的灵活价值，因此可用于各级烟道出口温度的设定；

过热器(57)设于过热烟道(4)，出口接用气端，过热器入口由蒸汽管(26)连通气包(15)；

蒸发器(30)以多组扇形排列分布于蒸发烟道(5)内，各组蒸发器(30)，均设有蒸发器上升管(18)和蒸发器进水管(20)，上升管(18)一端连接蒸发器(30)，另一端连接气包(15)，气包下降管(19)一端连接蒸发器(30)，另一端连接气包下降管(19)，构成锅炉第一循环回路；

省煤器(55)设于省煤烟道(6)内，省煤器连接管(21)，一端接省煤器进口，另一端接气包下降管(19)；省煤器出口端经上升管(9)连通气包(15)，由气包(15)、省煤器上升管(9)、省煤器(55)、省煤器连接管(21)、单向阀(23)、气包下降管(19)、构成第二循环回路；

本发明特殊之处还在于气包(15)，设于锅炉本体内腔上方，气包中段设汽水分离装置(22)，分离装置下方环周边设有多根连通蒸发器的蒸发器上升管(18)，气包上端设蒸汽管(26)最上端设安全装置(33)，蒸汽管(26)连接过热器(57)，饱和蒸汽经过热器(57)与烟道内高温烟气异向交流传热，加热至设定温度的过热蒸气后，送入用气端，气包下降管(19)下端连通冷渣器，最下端设连、续排污装置(49)；

冷渣器(31)，加料装置水冷壁，气包(15)构成第三循环回路；

本发明特殊之处还在于气包(15)，设于锅炉本体内腔上方，气包中段设汽水分离装置(22)，分离装置下方环周边设有多根连通蒸发器的蒸发器上升管(18)，气包上端设蒸汽管(26)最上端设安全装置(33)，蒸汽管(26)连接过热器(57)，饱和蒸汽经过热器(57)与烟道内高温烟气异向交流传热，加热至设定温度的过热蒸气后，送入用气端，气包下降管(19)下端连通冷渣器，最下端设连、续排污装置(49)；

冷渣器(31)，加料装置水冷壁，气包(15)构成第三循环回路。

2.按照权利要求1所述新型炉排锅炉，其特征在于多位加料炉膛(1)，主要有包括环形自卸炉排(10)、第一加料装置(11)、第二加料装置(12)、第三加料装置(13)、炉拱分隔墙(58)、顶层(52)、连通烟道(24)二次风进口(41)等组成。

3.按照权利1所述新型炉排锅炉，其特征在于烟气分流烟道(35)设于本体内腔，由下而上分别连通再热烟道、过热烟道、蒸发烟道、省煤烟道及空气再热烟道，并各自设有烟气分流挡板(34)。

4.按照权利要求1所述新型炉排锅炉，其特征在于采用多环形立式结构；排渣装置(46)设于锅炉最下方，上方设多位加料炉膛，炉膛连通高温烟气分离层，高温烟气分离层连通再热烟道，再热烟道连通过热烟道，过热烟道连通蒸发烟道，蒸发烟道连通省煤烟道，省煤烟道连通空气再热烟道，空气再热烟道连通储热烟道，烟囱设于本体顶层，双引风机出口连通排烟囱，进口分别连通储热分隔烟道。

5.按照权利要求1所述新型炉排锅炉，其特征在于天然气再燃室；设于高温灰分离层末端，出口连通再热烟道，内侧连通烟气分流烟道，并设有分流挡板(34)。

6.按照权利要求1所述新型炉排锅炉，其特征在于高温灰循环燃烧系统，由设于炉膛顶层(52)的返料阀(29)、二次风管(42)、二次风进口(41)及连通烟道(24)，上联高温灰分离层(2)，下联多加位加料炉膛(1)及一次布风装置等形成。

7.按照权利要求1所述新型炉排锅炉，其特征在于排渣系统，设于多加位加料炉膛(1)下方，自下而上由双输渣车位(47)、双升降式过度桥(51)、环形自卸装置(46)、冷渣器(31)及环形自卸炉排(10)。

8.按照权利要求1所述新型炉排锅炉，其特征在于烟气分流烟道(35)，由下而上分别连通再热器烟道(3)、过热烟道(4)、蒸发烟道(5)、省煤烟道(6)及空气再热烟道(7)，并分别设有烟气分流挡板(34)。

9.按照权利要求1所述新型炉排锅炉，其特征在于天然气再燃室(14)，设于高温灰分离层(2)末端，上方连通再热烟道，内侧连通烟气分流烟道(35)，天然气再燃室(14)有多个天然气燃烧器(56)组成。

10.按照权利要求1所述新型炉排锅炉，其特征在于加料装置设三腔组合，下部设下料口连通内腔，并设活塞封闭，四壁埋设水冷壁(61)冷却推料螺杆。

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