CN104154530B - 双流态洁净燃烧锅炉及双流态洁净燃烧工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双流态洁净燃烧锅炉，并公开了一种双流态洁净燃烧工艺，其中锅炉部分包括鼓泡床和循环床，且在循环床炉膛和鼓泡床炉膛之间设有溢流口和第一窗口，在循环床和鼓泡床底部分别设有布风板及一次风室，并在循环床烟气出口依次连接旋风分离器、返料器相连接、返料腿后连接到循环床炉膛下部，以及与旋风分离器烟气出口相连接的尾部烟道，在所述循环床炉膛侧面至少设置一组鼓泡床。本发明在使用燃料颗粒不变的情况下，能够将各项指标调整过程中可能产生矛盾的参数进行分解调整，从而使各项指标可以通过单一参数或少量参数(例如一次风、二次风风量、含氧量等)调整进行最大限度的优化。

Description

双流态洁净燃烧锅炉及双流态洁净燃烧工艺

技术领域

本发明涉及循环床锅炉优化洁净燃烧，特别是双流态循环流化床锅炉技术领域。

背景技术

循环床(也称循环流化床)燃烧技术具有清洁、环保、煤种适应广等特点，受到世界各国的普遍重视，在最近二十多年得到了迅速发展，也是目前商业化程度最好的清洁煤燃烧技术。

循环床锅炉清洁煤燃烧的优势在于低温燃烧、分段燃烧：其炉膛温度只有900℃左右；炉膛底部保持欠氧燃烧，以控制氮氧化物的生成，实现低氮燃烧；在炉膛中下部给入二次风，补足氧气强化燃烧，提高燃烧效率，同时喷入钙粉进行炉内脱硫，降低二氧化硫的排放。由此可以看出，实际应用中低氮燃烧的欠氧需求(抑制氮氧化物的形成)和炉内脱硫的富氧要求(脱硫需要)这两种不同含氧量的要求要在一个炉膛内是一对难以调和的矛盾，往往此消彼长，难以控制，是循环床锅炉优势不能充分发挥的原因之一，不能有效实现低污染排放。

大型化循环床锅炉与煤粉炉相比仍然存在燃烧效率低、磨损大、自用耗电率高等问题，在环保标准不太高时，由于不需要后续的烟气脱硫、脱硝系统，所以具有很好的应用价值。但是当环保标准提高之后，由于该种工艺产生烟气中含有的污染物排放难以适应日益提高的排放标准要求。假如简单的直接增加复杂的烟气脱硫、脱硝系统，虽然可以解决这一问题，但是由于烟气处理费用增加，其应用价值还比不上煤粉炉(煤预先磨成很细的煤粉，与空气的接触表面积大大增加，使燃烧强化。煤粉炉炉内温度也较高，因此，除了煤质很差的煤以外，各种煤都能在煤粉炉中有效地燃烧，并且燃烧比较完全，燃烧效率也比较高。它可以完全实现机械化和自动化。煤粉燃烧几乎是所有大型燃煤锅炉的燃烧方式，但是煤粉炉在烟气处理工艺中比较麻烦，必须配备烟气除尘、脱硫、脱硝等处理设备)，制约了清洁煤燃烧优势的发挥。

循环床定态设计概念和流态图谱是近年循环床技术标志性进步，确立了在理论方面中国循环床锅炉的国际领先地位。

循环床技术的进步主要体现在“流态重构”，所述“流态重构”是指在维持循环床锅炉炉膛上部快速床流化状态的前提下，维持流化风速和循环流率不变，通过优化床料质量，改变炉膛中下部浓度分布，从而降低风机能耗和减轻受热面磨损，下部流态的改变对燃烧、传热、混合及污染物排放的影响是该技术的关键！

“流态重构”理论要求煤颗粒的粗细颗粒比例、一、二次风配比等在炉膛内按最佳的状态进行排列组合。例如煤颗粒的粒度在1mm至5mm范围内最佳，但是实际中，由于物料是由原煤通过破碎机破碎形成的，在颗粒度上不可能达到上述要求，实际中，煤颗粒基本上处于宽筛分状态(0mm至13mm)。流态重构后，构成底部非循环床料的粗颗粒量大大减少，构成快速床的细颗粒量略有增加，总的床存量大大减小且细颗粒比例大幅度提升，粗颗粒与细颗粒的比例由煤种、入炉煤颗粒度及锅炉本身的结构决定，实施中难以真正实现理论要求。

循环床锅炉燃料粒度具有宽筛分特性，一般为0mm--13mm，窄一些的也要在0-8mm，其粒度一般按照正态曲线分布，不同粒径颗粒对应的流化风速差异很大，循环床锅炉炉膛内不同高度只有相对固定的烟气流速，不利于控制宽筛分粒径物料的流化质量。

另外，循环床燃烧是一个多参数、强耦合、大滞后的复杂系统，试图使得流态、循环、燃烧、传热、防磨等均达到最优，同时控制氮氧化物的产生、进行炉内脱硫，从源头上使二氧化硫、氮氧化物近零排放，并降低自用电消耗，诸多指标在一个系统，特别是一个炉膛中均要实现高水平控制，的确是困扰循环床锅炉技术发展的一大难题。

发明内容

为克服循环床锅炉燃烧多参数、强耦合造成的各项指标的相互制约，本发明提出一种双流态洁净燃烧锅炉，在循环床锅炉的理论基础上，通过工艺和装置的改进，在使用燃料颗粒不变的情况下，能够将各项指标调整过程中可能产生矛盾的参数进行分解调整，从而使各项指标可以通过单一参数或少量参数(例如一次风、二次风风量、含氧量等)调整进行最大限度的优化。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种双流态洁净燃烧锅炉，其特征在于，包括两者进行有效组合的鼓泡床和循环床，其中，

所述循环床为常规循环流化床锅炉，所述循环床炉膛上部设置有循环床炉膛烟气出口，底部设有第一布风板及第一一次风室，所述循环床炉膛烟气出口与旋风分离器相连接，所述旋风分离器下部固体出口与返料器相连接，所述返料器通过返料腿连接到循环床炉膛下部，所述旋风分离器烟气出口连接一尾部烟道，向循环床炉膛内添加脱硫剂的钙质脱硫剂给料管设置在所述返料腿或者循环床炉膛壁上，所述尾部烟道内布置有受热面；

在所述循环床炉膛侧面至少设置一组鼓泡床，在鼓泡床炉膛下部设置有至少一个给煤口，且所述鼓泡床炉膛下部与循环床炉膛之间设有鼓泡床溢流口，鼓泡床炉膛与循环床炉膛之间的炉壁上设有第一烟窗，在所述鼓泡床底部设有第二布风板及第二一次风室。

进一步地，作为一种较佳的方式，所述第一布风板为水冷布风板(也可以做成非水冷的)，且在第一布风板处设置有放渣管，所述循环床炉膛是由四周及顶部的水冷壁、以及底部的水冷布风板围合构成的，所述第一一次风室为水冷一次风室(也可以做成非水冷的)，所述第一一次风室通过风道与第一一次风空气预热器相连接，所述循环床一次风机与第一一次风空气预热器相连接。

同样，作为一种较佳的方式，所述第二布风板为水冷布风板，且在第二布风板处设有放渣管，所述第二一次风室为水冷一次风室，所述第二一次风室通过风道连接鼓泡床一次风机，所述鼓泡床一次风机入口分别与烟气调节门和空气调节门相连接，所述空气调节门入口通过消音器与大气贯通，所述烟气调节门与接入引风机出口的烟道相连接。

同样，作为一种较佳的方式，所述第二布风板为水冷布风板，且在第二布风板处设有放渣管，所述第二一次风室为水冷一次风室，所述第二一次风室通过风道连接到第二一次风烟气风机和第二一次风空气预热器，所述第二一次风烟气风机入口通过烟气调节门与接入引风机出口的烟道相连接，第二一次风空气预热器位于烟道中且连接第二一次风空气风机。

所述受热面为过热器、再热器、省煤器、空气预热器中一种或者几种的组合使用。

所述第一烟窗设置在鼓泡床炉膛中下部与循环床炉膛之间的炉膛壁上，且在所述鼓泡床炉膛中设有使得烟气呈迂回路径进行折返的烟气转流屏。

可选地，所述第一烟窗设置在鼓泡床炉膛与循环床炉膛之间且与循环床炉膛相连接，根据鼓泡床炉膛与循环床炉膛之间的相对位置可以为烟窗、烟管或烟道中的一种。

在所述鼓泡床炉膛上部设有鼓泡床炉膛二次风口，在所述循环床炉膛中下部设有二次风口，二次风口接受来自空气预热器的热空气。

进一步可选地，所述循环床二次风口可以单独设置循环床二次风机或/和循环床二次风空气预热器。

进一步可选地，所述鼓泡床炉膛二次风口可以单独设置鼓泡床二次风机或/和鼓泡床二次风空气预热器。

进一步可选地，所述鼓泡床炉膛、循环床炉膛中的二次风口可以设置成多层或/和多点布置。

所述鼓泡床溢流口根据鼓泡床炉膛与循环床炉膛之间的相对位置可以为溢流管、溢流口或溢流槽中的一种。

一种双流态洁净燃烧工艺，其特征在于，包括如下过程，

首先将粒度在0至13毫米之间或更窄范围的煤颗粒根据锅炉负荷需要均匀连续的投入鼓泡床炉膛中，并通过调整第二一次风的送风量和送氧量使得煤颗粒处于沸腾状态并在强还原性气氛中进行缺氧燃烧，其中，

含有析出物、煤粉、水分和缺氧燃烧产生物的烟气上升并经过第一烟窗进入循环床炉膛中，

中等粒度的煤颗粒在沸腾状态并可以经过溢流口均匀进入循环床炉膛中，

大颗粒的煤颗粒在鼓泡床炉膛密相区的下部，经过热爆、燃爆、磨损成为较小的煤颗粒并可以经过溢流口均匀进入循环床炉膛中，

经过溢流口进入到循环床炉膛中的颗粒粒度筛分较窄，较均匀的煤颗粒有利于循环流化运行；

其中，通过调整第二一次风机的送风量调节鼓泡床密相区流化高度，从而调节自鼓泡床炉膛经过溢流口进入循环床炉膛中的煤颗粒的数量、速度；通过调整烟气调节门和空气调节门，调节进入第二一次风室的烟气和空气比例，即第二一次风含氧量，从而调节鼓泡床炉膛内燃烧，控制鼓泡床炉膛内温度；

根据鼓泡床炉膛上部温度及燃烧需要调节向鼓泡床炉膛进行二次补风的风量，然后，进入循环床炉膛内的碳颗粒和烟气进行正常的循环流化燃烧。

所述循环床循环物料及燃煤主要来自鼓泡床溢流口流出的中等粒度煤颗粒，鼓泡床炉膛内物料量及粒度结构一定的情况下，鼓泡床溢流物料量取决于密相区和过渡区的高度，鼓泡床流化风速直接影响密相区和过渡区的高度，调节鼓泡床一次风量即可控制循环床燃煤给料量；进入到循环床炉膛中的颗粒均匀的煤颗粒进行正常的循环流化运行，

其中，自鼓泡床炉膛进入循环床炉膛中的煤颗粒的数量、速度可通过调节鼓泡床一次风的风量的方式进行调节，所述鼓泡床一次风室中送入炉膛的一次风由烟气和空气组成，调节鼓泡床一次风流量，即调节鼓泡床流化风速，可以控制鼓泡床流化状态；调节鼓泡床一次风中空气含量(或比例)，即调节鼓泡床一次风的含氧量，可以控制鼓泡床内燃料燃烧强度，从而使鼓泡床流化状态可以通过调节鼓泡床一次风流量单一参数进行最大限度的优化，鼓泡床燃烧状况和床层温度可以通过调节鼓泡床一次风中的空气量单一参数进行最大限度的优化，实现鼓泡床流化状态和燃烧状况分别调节，互不影响。

所述鼓泡床分为底部的密相区、中下部的过渡区和中上部的稀相区，鼓泡床的流态化将固体颗粒按照粒径大小自下而上进行粒度自然分级：细颗粒由烟气携带在鼓泡床炉膛内向上流动，至上部绕过烟气转流屏，转向下流动，自第一烟窗流出，进入循环床炉膛中下部，加入循环床的燃烧运行；密相区上部、过渡区的中等粒度物料，可以通过鼓泡床溢流口流出，进入循环床炉膛下部，加入循环床的循环运行。

在上述的过程中，一次风、二次风根据优化燃烧的需要，可优先考虑使用烟气预热的方式进行供应。

上述的循环床与鼓泡床，两者之间可以设计成一体结构也可以设计成分体结构，鼓泡床可以布置在循环床炉膛的前侧，也可以布置在两侧或后侧，两者之间通过烟气窗口和溢流口进行贯通，并进行送风量、送氧量、温度和二次风等的调控，创新形成双流态循环床锅炉新的流化与燃烧技术工艺。

本发明的有益效果是：

本发明的双流态循环床锅炉，是以常规流化床及其理论为依据，特别是所述常规循环床(循环流化床)基础上增设的鼓泡床(鼓泡流化床)，至少可以获得如下技术功能：

所述鼓泡床一次风由烟气和空气组成，调节鼓泡床一次风流量，即调节鼓泡床流化风速，可以控制鼓泡床流化状态；调节鼓泡床一次风中空气含量(或占比)，即调节鼓泡床一次风含氧量，可以控制鼓泡床炉膛内燃料燃烧强度，从而使鼓泡床流化状态可以通过调节鼓泡床一次风流量单一参数进行最大限度的优化，鼓泡床燃烧状况和床层温度可以通过调节鼓泡床一次风中的空气单一参数进行最大限度的优化，实现鼓泡床流化状态和燃烧状况分别调节，且互不影响。

所述鼓泡床对锅炉燃料具有初步欠氧燃烧功能：双流态循环床锅炉的燃煤全部由设置在鼓泡床炉膛下部的给煤口给入，燃煤在鼓泡床高温料层中被加热、析出挥发分、着火，同时燃煤颗粒热爆、燃爆、磨损成为较小的颗粒。由于燃煤给入相对集中，低速流化的鼓泡床受热面吸热能力不强，为控制炉膛保持较低的温度，鼓泡床炉膛内的燃烧主要靠鼓泡床一次风中的空气及炉膛上部的鼓泡床二次风提供的氧气来调节，鼓泡床炉膛严重缺氧燃烧，为强还原性气氛。

所述鼓泡床对锅炉燃料、灰渣等物料具有粒度分级功能：鼓泡床分为底部的密相区、中下部的过渡区和中上部的稀相区，鼓泡床的流态化将固体颗粒按照粒径大小自下而上进行粒度自然分级：细颗粒由烟气携带在鼓泡床炉膛内向上流动，至上部绕过烟气转流屏，转向下流动，自第一烟窗流出，进入循环床炉膛中下部，加入循环床的流化燃烧运行；密相区上部、过渡区的中等粒度物料，可以通过鼓泡床溢流口流出，进入循环床炉膛下部，加入循环床的循环流化燃烧运行，所述中等粒度物料为循环床循环物料的主要来源；较大粒度物料集中在鼓泡床炉膛密相区中下部，在低速鼓泡流化状态下燃烧、燃爆、磨损，逐步转化为中小颗粒，少量的矸石等保持大颗粒状态的物料，经过长时间烧透、积聚，可由鼓泡床放渣管排除。

所述循环床循环物料及燃煤主要来自鼓泡床溢流口流出的中等粒度物料，鼓泡床炉膛内物料量及粒度结构一定的情况下，鼓泡床溢流物料量取决于密相区和过渡区的高度，鼓泡床流化风速直接影响密相区和过渡区的高度，调节鼓泡床一次风量即可控制循环床燃煤给料量。

所述鼓泡床对锅炉燃料具有暂时储存与缓冲功能：鼓泡床炉膛内保持一定的物料存量，第二一次风室风压可以表征所述物料存量，鼓泡床炉膛下部的给煤口的燃煤给料量依据鼓泡床炉膛内物料存量进行调节；暂时储存在鼓泡床炉膛下部的燃煤，处于高温缓慢燃烧状态，所述溢流燃煤进入循环床炉膛后迅速参与循环流化燃烧。

鼓泡床二次风量根据鼓泡床炉膛上部温度及燃烧需要进行调节。

所述循环床的给煤、配风调节的依据，参照常规循环床锅炉的运行控制需要，不再赘述。

本发明的双流态循环床锅炉，特别是所述常规循环床基础上增设的鼓泡床，至少可以获得如下技术效果：

常规循环床最新技术成果主要体现在“流态重构”理论，其技术关键是通过优化床料质量，改变炉膛中下部浓度分布，本发明的双流态循环床锅炉所述鼓泡床对物料粒度的分级功能，使得鼓泡床溢流口给入循环床的中等粒度物料筛分特性窄，其中细小颗粒和较大颗粒得到的初步预处理，形成粒度均匀、且具有一定温度的燃料颗粒，是理想的循环床锅炉循环物料，彻底优化了循环床炉膛中下部物料浓度分布，密相区下部没有超大颗粒物料和死料，将“流态重构”理论充分发挥到实际应用中。

燃烧效率高：极细颗粒与燃煤热解出的可燃气体随烟气携带由鼓泡床炉膛内向上流动，至上部绕过烟气转流屏，期间加入鼓泡床二次风补氧和扰动，随后转向下流动，自第一烟窗流出，进入循环床炉膛中下部，同时补入循环床二次风，在循环床炉膛内扰动混合上行，加入循环床的流化燃烧运行，所述极细颗粒与可燃气体燃烧路径和时间均为常规循环床锅炉的2倍左右；循环床物料的优化，易于实现流态优化重构和燃烧优化的统一，同时热态燃煤进入循环床炉膛即可进行剧烈燃烧；宽筛分的燃煤粒度一般呈正态分布，较大粒度物料份额较少，在低速鼓泡流化状态下燃烧、燃爆、磨损，逐步转化为中小颗粒，少量的保持大颗粒状态的物料，可以在鼓泡床密相区停留足够长的时间进行烧透，并根据运行情况进行排渣。总体燃烧效率可以接近或大于煤粉炉。

双流态循环床锅炉，特别是所述鼓泡床和循环床均为低风速流化，且风阻较小，其风机电耗较低。

双流态循环床锅炉，特别是所述鼓泡床和循环床均为低风速流化，按照理论，由于磨损与流速3次方成正比，所以本锅炉部件磨损较轻或消除。

所述鼓泡床炉膛内低温、强还原燃烧气氛中，燃料型NOx(一氧化氮、二氧化氮等)和热力型NOx(一氧化氮、二氧化氮等)均失去了生成条件，可以实现NOx(一氧化氮、二氧化氮等)近零排放。

本锅炉中所述流态优化重构的循环床，通过调整风煤配比，多层二次风的调配，可以使循环燃烧温度均匀，并适合钙法炉内脱硫温度需要；按照适当的钙硫比由钙质脱硫剂给料管加入石灰石或白云石等钙质脱硫剂颗粒，可以达到高效脱硫，实现二氧化硫近零排放。

附图说明

图1为根据本发明的示例性实施例1的双流态循环床锅炉的示意图；

其中：1-放渣管；2-第一一次风室；3-第二一次风室；4-第一布风板；5-第二布风板；6-给煤口；7-鼓泡床溢流口；8-返料腿；9-鼓泡床水冷壁；10-第一烟窗；11-烟气转流屏；12-鼓泡床炉膛；13-循环床炉膛二次风口；14-钙质脱硫剂给料管；15-鼓泡床炉膛二次风口；16-循环床炉膛；17循环床水冷壁；18-循环床炉膛烟气出口；19-返料器；20-旋风分离器；21-尾部烟道；22-过热器；23-再热器；24-省煤器；25-二次风空气预热器；26-二次风机；27-循环床一次风空气预热器；28-循环床一次风机；29-除尘器；30-引风机；31-烟气调节门；32-鼓泡床一次风机；33-空气调节门；34-消音器。

图2为根据本发明的可选实施例的双流态循环床锅炉的示意图；

其中：1-放渣管；2-第一一次风室；3-第二一次风室；4-第一布风板；5-第二布风板；6-给煤口；7-鼓泡床溢流口；8-返料腿；9-鼓泡床水冷壁；10-第一烟窗；11-烟气转流屏；12-鼓泡床炉膛；13-循环床炉膛二次风口；14-钙质脱硫剂给料管；15-鼓泡床炉膛二次风口；16-循环床炉膛；17循环床水冷壁；18-循环床炉膛烟气出口；19-返料器；20-旋风分离器；21-尾部烟道；22-过热器；23-再热器；24-省煤器；25-鼓泡床炉膛二次风空气预热器；26-鼓泡床炉膛二次风机；27-循环床炉膛二次风空气预热器；28-循环床炉膛二次风机；29-循环床一次风空气预热器；30-循环床一次风机；31-第二一次风空气预热器；32-第二一次风空气风机；33-除尘器；34-引风机；35-烟气调节门；36-第二一次风烟气风机。

具体实施方式

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

实施一，如图1所示，

根据本发明提出的双流态循环床锅炉由鼓泡床与循环床组成，如图1所示，其包括：鼓泡床(也叫鼓泡流化床)，鼓泡床的结构可以参考现有的技术，鼓泡床由鼓泡床水冷壁9、烟气转流屏11、第二布风板5围合构成的鼓泡床炉膛12，是物料鼓泡流化和燃烧的场合，鼓泡床炉膛12下部与循环床炉膛16之间设有鼓泡床溢流口7，该鼓泡床溢流口的设置满足两个炉膛之间的贯通，形成处于流态的物料进行流动的通道，其可以通过控制第一一次风室送风量的方式进行控制。鼓泡床炉膛12中下部与循环床炉膛16之间设有第一烟窗10，是一个烟气通道。为延长烟气的路径，在所述鼓泡床炉膛中设有使得烟气呈迂回路径进行折返的烟气转流屏，其实质是一个迷宫式的隔板。如果不设置烟气转流屏也可，但是烟气的路径就会缩短。

鼓泡床炉膛12上部设有鼓泡床炉膛二次风口15，该二次风口15接受来自空气预热器25的热风，并由二次风机26鼓风。可以根据鼓泡床的燃烧情况进行调节，使得鼓泡床内部的温度和燃烧处于预设的状态。鼓泡床炉膛12下部设置有给煤口6，其中给煤口的数量和位置可以根据炉型和炉膛截面积大小进行设计，也可以是唯一的燃料进料口，在循环床上是可以不设置直接的进料口的，也就是说，进入循环床炉膛内的物料可以都是经过鼓泡床预处理的。

所述第二布风板5处设置有放渣管1，用于进行放渣作业，该处的渣料一般都是难以燃烧、破碎的硝石、杂物等，数量较少。第二布风板5下部连接第二一次风室3，第二一次风室3通过风道连接鼓泡床一次风机32，所述鼓泡床一次风机32入口分别与烟气调节门31和空气调节门33相连接，空气调节门33入口通过消音器34吸入大气，烟气调节门31与引风机30出口相连接，容易理解的，通过空气调节门33控制一次风中的含氧量，通过空气调节门33和烟气调节门31调节总的一次风送风量，也可以通过调节鼓泡床一次风机调节总的一次风送风量。

循环床(也叫循环流化床)，循环床由循环床水冷壁17、第一布风板4围合构成的循环床炉膛16，循环床炉膛16上部设置有循环床炉膛烟气出口18，循环床炉膛烟气出口18与旋风分离器20相连接，旋风分离器20下部固体出口与返料器19相连接，返料器19通过返料腿8和循环床炉膛16下部相连接，以及与旋风分离器20烟气出口相连接的尾部烟道21等组成,所述返料腿上连接有钙质脱硫剂给料管14，所述第一布风板4设置有放渣管1，第一布风板4下部设有第一一次风室2，所述第一一次风室2通过风道与循环床一次风空气预热器27相连接，循环床一次风机28与循环床一次风空气预热器27相连接；所述尾部烟道内布置有过热器22、再热器23、省煤器24、空气预热器25、27等受热面，其中的受热面的具体类型和数量可以根据需要进行增减和布置，以便对烟气中余热进行充分利用。形成一种典型的循环床，通过鼓泡床的初步处理后，进入循环床的煤颗粒一般都集中在了某一范围内，处于窄筛分状态。由于经过初步处理的煤颗粒(焦炭状态)在粒度上进行了相对均匀与统一，更加接近于循环床的理论模型状态，所以其中不良物料很少，基本杜绝不能流化的死料，而且，由于其中的物料一致性更好，在实际运行过程中，可控性也更好。物料经过鼓泡床的初步处理后，自溢流口进入循环床的焦炭处于明火状态，进入循环床即可迅速燃烧，内部的温度更便于调节，这样就解决了循环床燃烧中的多参数、强耦合、大滞后的缺陷，使得最终排放的烟气尾气中的氮氧化物和二氧化硫的含量达到近零排放，只需要高效除尘器进行烟气处理，即可满足目前主流排放标准。

实施例二，如图2所示：

其中的鼓泡床和循环床的具体结构和组成与实施例一基本相同，区别在于，一次风的来源，可选地，所述鼓泡流化床(简称鼓泡床)，分别设置第二一次风烟气风机36和第二一次风空气风机32，并在第二一次风空气风机32出口风道处设置第二一次风空气预热器31。采用风机调速方式对烟气量、空气量及鼓泡床一次风总量进行调节。

同样的，鼓泡床二次风可以单独设置鼓泡床二次风机26或/和鼓泡床二次风空气预热器25。

同样地，所述鼓泡床炉膛，鼓泡床炉膛二次风口15可以设置多层或/和多点布置。其中的风口的样式可以参考现有锅炉的风口、补风口的样式。

其中，鼓泡床炉膛下部与循环床炉膛之间设有鼓泡床溢流口，根据鼓泡床炉膛与循环床炉膛之间的相对位置，鼓泡床溢流口可设置为鼓泡床溢流管或鼓泡床溢流槽。例如，可以将之做成具有一定长度的管体，或者槽体，使得流态的颗粒可以进行流动，形成一个窗口。

进一步地，鼓泡床炉膛中下部与循环床炉膛之间的第一烟窗，可以直接对着两个炉膛，也可以增加一个烟气转流屏11，烟气转流屏存在的好处在于可以延长烟气的路径，增加烟气在其中进行燃烧反应的时间，同时选择合适的部位进入循环床炉膛。

上述原理是，特别是大型化的循环床锅炉与鼓泡床结合，两者之间可以设计成一体结构也可以设计成分体结构，鼓泡床可以布置在循环床炉膛的前侧，也可以布置在两侧或后侧，两者之间通过烟气窗口和溢流口进行贯通，并进行送风量、送氧量、温度和二次风等的调控，创新形成双流态循环床锅炉新的流化与燃烧技术工艺。

其中，上述常规循环床锅炉为目前在用技术和在此基础上有所技术进步的循环床锅炉，无论其容量大小，旋风分离器个数多少，只要与鼓泡床结合，并起到上述的类似作用与效果，形成双流态循环床锅炉，均为本发明的范围。

按照锅炉容量需要，可采用一个或多个鼓泡床与循环床配合形成双流态循环床锅炉。按照锅炉容量、燃煤特性、给煤半径需要，鼓泡床炉膛下部可设置多个给煤口。

在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (12)

1.一种双流态洁净燃烧锅炉，其特征在于，包括鼓泡床和循环床，其中，

所述循环床炉膛上部设置有循环床炉膛烟气出口，底部设有第一布风板及第一一次风室，所述循环床炉膛烟气出口与旋风分离器相连接，所述旋风分离器下部固体出口与返料器相连接，所述返料器通过返料腿连接到循环床炉膛下部，所述旋风分离器烟气出口连接一尾部烟道，向循环床炉膛内添加脱硫剂的钙质脱硫剂给料管设置在所述返料腿或者循环床炉膛壁上，所述尾部烟道内布置有受热面；

在所述循环床炉膛侧面至少设置一组鼓泡床，在鼓泡床炉膛下部设置有至少一个给煤口，且所述鼓泡床炉膛下部与循环床炉膛之间设有鼓泡床溢流口，所述鼓泡床炉膛与循环流化床炉膛之间的炉壁上设有第一烟窗，在所述鼓泡床底部设有第二布风板及第二一次风室。

2.根据权利要求1所述的双流态洁净燃烧锅炉，其特征在于，所述第一布风板为水冷布风板，且在第一布风板处设置有放渣管，所述循环床炉膛是由四周及顶部的水冷壁、以及底部的水冷布风板围合构成的，所述第一一次风室为水冷一次风室，所述第一一次风室通过风道与第一一次风空气预热器相连接，所述循环床一次风机与第一一次风空气预热器相连接。

3.根据权利要求1或2所述的双流态洁净燃烧锅炉，其特征在于，所述第二布风板为水冷布风板，且在第二布风板处设有放渣管，所述第二一次风室为水冷一次风室，所述第二一次风室通过风道连接鼓泡床一次风机，所述鼓泡床一次风机入口分别与烟气调节门和空气调节门相连接，所述空气调节门入口通过消音器与大气贯通，所述烟气调节门与接入引风机出口的烟道相连接。

4.根据权利要求1或2所述的双流态洁净燃烧锅炉，其特征在于，所述第二布风板为水冷布风板，且在第二布风板处设有放渣管，所述第二一次风室为水冷一次风室，所述第二一次风室通过风道连接到第二一次风烟气风机和第二一次风空气预热器，所述第二一次风烟气风机入口通过烟气调节门与接入引风机出口的烟道相连接，第二一次风空气预热器位于所述尾部烟道中且连接第二一次风空气风机。

5.根据权利要求1所述的双流态洁净燃烧锅炉，其特征在于，所述受热面为过热器、再热器、省煤器、空气预热器中一种或者几种的组合使用。

6.根据权利要求1所述的一种双流态洁净燃烧锅炉，其特征在于，所述第一烟窗设置在鼓泡床炉膛中下部与循环床炉膛之间的炉膛壁上，且在所述鼓泡床炉膛中设有使得烟气呈迂回路径进行折返的烟气转流屏。

7.根据权利要求1或6所述的双流态洁净燃烧锅炉，其特征在于，在所述鼓泡床炉膛上部设有向鼓泡床炉膛内部进行补风的二次风口，在所述循环床炉膛中下部设有向循环床炉膛内部进行补风的二次风口。

8.根据权利要求7所述的双流态洁净燃烧锅炉，其特征在于，所述鼓泡床炉膛、循环床炉膛中的二次风口设置成多点布置。

9.根据权利要求7所述的双流态洁净燃烧锅炉，其特征在于，所述鼓泡床炉膛、循环床炉膛中的二次风口设置成多层布置。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的双流态洁净燃烧锅炉进行燃烧的一种双流态洁净燃烧工艺，其特征在于，包括如下过程，

首先将粒度在0至13毫米之间的煤颗粒根据锅炉负荷需要均匀连续的投入鼓泡床炉膛中，并通过调整第二一次风的送风量和送氧量使得煤颗粒处于沸腾状态并在强还原性气氛中进行缺氧燃烧，其中，

含有析出物、煤粉、水分和缺氧燃烧产生物的烟气上升并经过第一烟窗进入循环床炉膛中，

中等粒度的煤颗粒在沸腾状态并可以经过溢流口均匀进入循环床炉膛中，

大颗粒的煤颗粒在鼓泡床炉膛密相区的下部，经过热爆、燃爆、磨损成为较小的煤颗粒并可以经过溢流口均匀进入循环床炉膛中，

经过溢流口进入到循环床炉膛中的颗粒粒度筛分较窄，较均匀的煤颗粒有利于循环流化运行；

其中，通过调整第二一次风机的送风量调节鼓泡床密相区流化高度，从而调节自鼓泡床炉膛经过溢流口进入循环床炉膛中的煤颗粒的数量、速度；通过调整烟气调节门和空气调节门，调节进入第二一次风室的烟气和空气比例，进而调节第二一次风含氧量，从而调节鼓泡床炉膛内燃烧，控制鼓泡床炉膛内温度；

根据鼓泡床炉膛上部温度及燃烧需要调节向鼓泡床炉膛进行二次补风的风量，然后，进入循环床炉膛内的碳颗粒和烟气进行正常的循环流化燃烧。

11.根据权利要求10所述的双流态洁净燃烧工艺，其特征在于，燃烧状态下，所述鼓泡床分为底部的密相区、中下部的过渡区和中上部的稀相区，鼓泡床的流态化将固体颗粒按照粒径大小自下而上进行粒度自然分级：细颗粒由烟气携带在鼓泡床炉膛内向上流动，至上部绕过烟气转流屏，转向下流动，自第一烟窗流出，进入循环床炉膛中下部，加入循环流化床的流化燃烧运行；密相区上部、过渡区的中等粒度物料，通过鼓泡床溢流口流出，进入循环床炉膛下部，加入循环流化床的循环燃烧运行。

12.根据权利要求10所述的双流态洁净燃烧工艺，其特征在于，在上述的过程中，一次风、二次风使用烟气预热的方式进行供应。