CN104132335B - 带有底部插入二次风管的循环流化床锅炉炉膛 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种带有底部插入二次风管的循环流化床锅炉炉膛，所述炉膛的底部设有提供一次风的布风板，所述布风板上方的炉膛侧墙水冷壁上设有侧插式二次风管；所述布风板上设有多根竖直贯穿布风板的底部插入式二次风管；本发明在炉膛底部的布风板上设有多根竖直贯穿布风板的底部插入式二次风管，可以将二次风直接送入炉膛中心区，能够增强循环流化床锅炉炉膛内二次风与主流的混合能力，改善炉膛上部中心区供氧状况，提高燃烧效率。
Description
技术领域
本发明是关于一种循环流化床锅炉结构，尤其涉及一种带有底部插入二次风管的循环流化床锅炉炉膛。
背景技术
传统的循环流化床锅炉9一次风是从炉膛底部的布风板91供入，二次风布置在布风板91以上的炉膛侧墙水冷壁面92上，如图3所示，二次风管93设置在水冷壁面92上。对于小容量的工业锅炉，这种二次风布置方式基本可以满足炉膛燃料燃烧的需要，但随着锅炉容量的增大，炉膛截面积也相应增大，二次风难以射入上部炉膛截面的中心区域，会在炉膛上部形成中心贫氧区94，使燃料在炉膛内的燃烧效率降低，影响锅炉运行的经济性。针对上述问题，现有的解决办法有两类，一类是增加炉膛的宽深比，以保持炉膛深度不变；另一类是提高二次风射流的速度，以获得更大的二次风动量。
公开号为CN102147106A的发明申请公开了一种循环流化床锅炉，其技术方案采用环形布风板和风室，外壁面边数≥4的多边形或闭合的圆形、椭圆形或其他形状；炉膛内壁和外壁上分别布置二次风喷口，通过控制内外壁间距，以满足二次风射入炉膛内主流中心区的要求。但是该申请存在以下缺点：1)炉膛底部布风板设计为环形后，锅炉的占地面积增大；2)多边形、椭圆、圆形的炉膛截面设计导致水冷壁造价提高；3)炉膛内的气固两相流动稳定性未经工程实践验证，有一定的应用风险。
公开号为CN202018035U的实用新型申请公开了一种带有插入式风管的循环流化床锅炉，在该技术方案中，各上二次风管插入炉内，其穿入炉墙后延长的长度为0.81.5米；在循环流化床锅炉炉膛内的底部有一组插入式一次风管，以提高上二次风射流的穿透能力和改善炉膛中心区的氧气供应。但是该申请存在以下缺点：1)上二次风管插入炉膛的部分与炉膛内主流方向相交，易磨损、易脱落，脱落的管道可能妨碍床料流化和炉膛排渣；2)床料颗粒易反窜入一次风插入管，在底部风室中造成阻塞；3)对于截面积较大的循环流化床锅炉，二次风管插入深度(0.81.5米)仍不能满足炉膛中心供氧的需求；4)一次风插入管出口静压较低，相比之下一次风压过高，不利于风机节能；5)插入管的一次风量无法调节，对布风板布风均匀性的影响未经工程验证。
公开号为CN201621687U的实用新型申请公开了一种循环流化床锅炉带二次风喷射的十字受热屏，在该技术方案中，十字受热屏为一个或多个，十字受热屏与十字受热屏之间以及十字受热屏与炉膛水冷壁之间设有连通空间；十字屏下部的柱形风道内设置二次风管，柱形风道壁面上通过让管开设二次风口。但是该申请存在以下缺点：1)十字受热屏必须与水冷壁联通，是炉膛水冷壁的一部分，因此受到水冷壁管道布置的限制，不能基于炉膛内燃烧状况灵活布置，不能应用于现有锅炉的改造；2)由于十字屏垂直贯穿整个锅炉炉膛，若十字屏下部的柱形风道横截面积较小，则受热面强度不足，运行中容易发生横向断裂破坏，导致机组停运；3)二次风口开在柱形风道壁面让管处，与传统水冷壁二次风口设置方式一致，易发生床料反窜，阻塞风道；4)若十字屏下部柱形风道横截面较大，则与前述公开号为CN102147106A的发明申请的技术等效；5)十字屏和柱形风道之间的过渡区容易产生涡流导致局部受热面磨损加剧。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种带有底部插入二次风管的循环流化床锅炉炉膛，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有底部插入二次风管的循环流化床锅炉炉膛，以增强循环流化床锅炉炉膛内二次风与主流的混合能力，改善炉膛中心区供氧状况，提高燃烧效率。
本发明的目的是这样实现的，一种带有底部插入二次风管的循环流化床锅炉炉膛，所述炉膛的底部设有提供一次风的布风板，所述布风板上方的炉膛侧墙水冷壁上设有侧插式二次风管；所述布风板上设有多根竖直贯穿布风板的底部插入式二次风管。
在本发明的一较佳实施方式中，所述布风板下侧设有一次风室；所述多根底部插入式二次风管由下贯穿所述一次风室和布风板。
在本发明的一较佳实施方式中，所述侧插式二次风管的进口端连接有第一二次风箱；所述多根底部插入式二次风管的进口端也导通于该第一二次风箱。
在本发明的一较佳实施方式中，所述侧插式二次风管的进口端连接有第一二次风箱；所述多根底部插入式二次风管的进口端导通于第二二次风箱。
在本发明的一较佳实施方式中，所述每根底部插入式二次风管的顶端设有一防止床料反窜的遮挡装置。
在本发明的一较佳实施方式中，所述遮挡装置由一折向罩构成；所述折向罩为一半球形壳体，该半球形壳体的内径大于底部插入式二次风管的外径；该折向罩凹面向下罩设于底部插入式二次风管的顶端，所述凹面与底部插入式二次风管的顶端留有间距；所述折向罩底部设有多个竖直设置的筋板，所述筋板围绕底部插入式二次风管管壁间隔设置，所述筋板与底部插入式二次风管管壁的接触端与所述该管壁固定连接。
在本发明的一较佳实施方式中，所述底部插入式二次风管管壁上一体成型有一圆环形凸缘，所述多个竖直设置的筋板的底端固定于该凸缘的上表面。
在本发明的一较佳实施方式中，位于所述凸缘下侧的底部插入式二次风管管壁外侧敷设有防磨层。
在本发明的一较佳实施方式中，所述防磨层由防磨浇注料浇注构成。
在本发明的一较佳实施方式中，所述防磨层的外径与半球形壳体的外径相同。
由上所述，本发明在炉膛底部的布风板上设有多根竖直贯穿布风板的底部插入式二次风管，可以将二次风直接送入炉膛中心区，能够增强循环流化床锅炉炉膛内二次风与主流的混合能力，改善炉膛上部中心区供氧状况，提高燃烧效率。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1A：为本发明带有底部插入二次风管的循环流化床锅炉炉膛的一实施例结构示意图。
图1B：为本发明带有底部插入二次风管的循环流化床锅炉炉膛的另一实施例结构示意图。
图2A：为本发明中折向罩的结构示意图。
图2B：为图2A中A-A处剖视示意图。
图3：为现有传统循环流化床锅炉的二次风布置示意图。
附图标号：
1……布风板；
2……水冷壁；
3……侧插式二次风管；
4……底部插入式二次风管；41……圆环形凸缘；42……防磨层；
5……一次风室；
6……第一二次风箱；
7……第二二次风箱
8……折向罩；81……筋板；
9……传统的循环流化床锅炉；91……布风板；92……水冷壁；
93……二次风管；94……中心贫氧区；
100……炉膛；
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1A、图1B、图2A和图2B所示，本发明提出一种带有底部插入二次风管的循环流化床锅炉炉膛100，所述炉膛100的底部设有提供一次风的布风板1，所述布风板1上方的炉膛侧墙水冷壁2上设有侧插式二次风管3；所述布风板1上设有多根竖直贯穿布风板1的底部插入式二次风管4；在本实施方式中，所述布风板1下侧设有一次风室5；所述多根底部插入式二次风管4由下贯穿所述一次风室5和布风板1。
由上所述，本发明在炉膛底部的布风板上设有多根竖直贯穿布风板的底部插入式二次风管，可以将二次风直接送入炉膛中心区，能够增强循环流化床锅炉炉膛内二次风与主流的混合能力(所述主流是指流体流动的主要方向，在本发明中特指炉膛内沿高度方向运动的气固两相流)，改善炉膛中心区供氧状况，提高燃烧效率。
在本实施方式中，所述底部插入式二次风管4的管道出口高度为0.5～10m，根据炉膛内燃烧状况，每根底部插入式二次风管4的管道高度可以不一致。
在本实施方式的一实施例中，如图1A所示，所述侧插式二次风管3的进口端连接有第一二次风箱6；所述多根底部插入式二次风管4的进口端也导通于该第一二次风箱6。
在本实施方式的另一实施例中，如图1B所示，所述侧插式二次风管3的进口端连接有第一二次风箱6；所述多根底部插入式二次风管4的进口端导通于第二二次风箱7，该结构能够通过控制进入该第二二次风箱7的二次风量来调节炉膛内的二次风分布。
在本实施方式中，所述每根底部插入式二次风管4的顶端设有一防止床料反窜的遮挡装置；所述床料是指循环流化床锅炉炉膛内燃料燃烧后形成的灰颗粒，其中含有少量的未燃尽碳，颗粒直径在0～10mm范围内，这些床料在炉膛内上下往复运动并伴随有一定的横向运动，如果不采取遮挡措施，床料有可能会窜入底部插入式二次风管4中而堵塞风管。
如图2A、图2B所示，所述遮挡装置由一折向罩8构成；所述折向罩8为一半球形壳体，该半球形壳体的内径大于底部插入式二次风管4的外径；该折向罩8凹面向下罩设于底部插入式二次风管4的顶端，所述凹面与底部插入式二次风管4的顶端留有间距，以构成二次风的出风口；所述折向罩8底部设有多个竖直设置的筋板81，所述筋板81围绕底部插入式二次风管4管壁间隔设置，所述筋板81的平面的设置方向为，以底部插入式二次风管4为中心呈放射状设置；所述筋板81之间的间隔构成所述二次风通道；所述筋板81与底部插入式二次风管4管壁的接触端与所述该管壁固定连接(例如：焊接等)。
在本实施方式中，所述底部插入式二次风管4管壁上一体成型有一圆环形凸缘41，该圆环形凸缘41与半球形壳体的外径相同；所述多个竖直设置的筋板81的底端固定于该凸缘41的上表面，由此可以使折向罩8更稳固地与底部插入式二次风管4连接。
在本实施方式中，如图2A所示，位于所述凸缘41下侧的底部插入式二次风管4管壁外侧敷设有防磨层42；防磨层42既能保护二次风管4不被炉膛内的床料磨损，又能防止二次风管4因炉膛内高温发生过热变形，同时还能提高二次风管4的强度。
在本实施方式中，所述防磨层42由防磨浇注料浇注构成。所述防磨层42的外径与半球形壳体的外径相同。
本发明技术方案具有如下有益效果：
1)二次风布置在炉膛中心，有效增加炉膛中心区域氧气供应状况，提高循环流化床锅炉燃烧效率。
2)相比环形炉膛设计，不增加水冷壁造价，且可用于现有锅炉设备的改造，无附加技术风险。
3)相比侧墙插入式二次风管，对炉膛中心的供风不受风管插入深度限制，且管道轴向与主流方向相同，能有效防止风管磨损。
4)相比底部插入式一次风管，能有效防止床料反窜入风管和阻塞风道，同时也有利于风机节能。
5)相比带二次风喷射的十字受热屏，不受水冷壁和水冷屏等受热面布置的限制，布置方式灵活。
总之，本发明在炉膛底部的布风板上设有多根竖直贯穿布风板的底部插入式二次风管，可以将二次风直接送入炉膛中心区，能够增强循环流化床锅炉炉膛内二次风与主流的混合能力，改善炉膛中心区供氧状况，提高燃烧效率。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种带有底部插入二次风管的循环流化床锅炉炉膛，所述炉膛的底部设有提供一次风的布风板，所述布风板上方的炉膛侧墙水冷壁上设有侧插式二次风管；其特征在于：所述布风板上设有多根竖直贯穿布风板的底部插入式二次风管；所述侧插式二次风管的进口端连接有第一二次风箱；所述多根底部插入式二次风管的进口端也导通于该第一二次风箱；
所述每根底部插入式二次风管的顶端设有一防止床料反窜的遮挡装置；所述遮挡装置由一折向罩构成；所述折向罩为一半球形壳体，该半球形壳体的内径大于底部插入式二次风管的外径；该折向罩凹面向下罩设于底部插入式二次风管的顶端，所述凹面与底部插入式二次风管的顶端留有间距；所述折向罩底部设有多个竖直设置的筋板，所述筋板围绕底部插入式二次风管管壁间隔设置，所述筋板与底部插入式二次风管管壁的接触端与所述该管壁固定连接；所述底部插入式二次风管管壁上一体成型有一圆环形凸缘，所述多个竖直设置的筋板的底端固定于该凸缘的上表面。
2.如权利要求1所述的带有底部插入二次风管的循环流化床锅炉炉膛，其特征在于：所述布风板下侧设有一次风室；所述多根底部插入式二次风管由下贯穿所述一次风室和布风板。
3.如权利要求1所述的带有底部插入二次风管的循环流化床锅炉炉膛，其特征在于：位于所述凸缘下侧的底部插入式二次风管管壁外侧敷设有防磨层。
4.如权利要求3所述的带有底部插入二次风管的循环流化床锅炉炉膛，其特征在于：所述防磨层由防磨浇注料浇注构成。
5.如权利要求4所述的带有底部插入二次风管的循环流化床锅炉炉膛，其特征在于：所述防磨层的外径与半球形壳体的外径相同。
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