CN104949115B - 一种循环流化床锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种循环流化床锅炉，包括水冷壁(1)和给料管(2)，水冷壁(1)围成所述循环流化床锅炉的炉膛，水冷壁(1)包括竖直部水冷壁(11)和水平向内凹入的凹陷部水冷壁(12)，凹陷部水冷壁(12)上设置有与给料管(2)连通的进料口，进料口与进料口以下的竖直部水冷壁(11)相互间隔，通过所述进料口进入所述炉膛的物料与进料口以下的竖直部水冷壁(11)相互间隔。本发明可以通过该进料口输送到炉膛中高粘度的煤泥与进料口附近竖直的水冷壁彼此间隔以防止高粘度的煤泥粘结在水冷壁上，还可以避免回料阀给料容易堵塞的问题、顶部给料燃烧效率低和雾化喷射给料喷枪磨损并且需要高压气源的问题。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉领域，具体地，涉及一种循环流化床锅炉。
背景技术
煤泥是煤炭洗选过程中分离出的煤炭细颗粒并含有各种杂质的高水分燃料，其颗粒直径通常小于0.5mm，整体性状为高水分、高粘性、高持水性。由于循环流化床燃烧技术具有燃料适应性广、燃烧效率高、能高效地脱硫脱氮，燃料处理统简单、灰渣易利用等特点，因此目前煤泥主要采用循环流化床锅炉燃烧。
目前，煤泥在循环流化床锅炉燃烧使得给料方式中主要包括顶部给料、回料阀给料和密相区雾化喷射。其中：1)顶部给料，即采用煤泥泵进行输送，也是目前最为普遍的给料方式，但由于该系统燃料直接由炉膛顶部给入存在煤泥燃料在炉膛中部停留不足的问题，而且细颗粒很容易直接被流化风携带出炉膛经分离器排出造成燃烧效率低；2)回料阀给料，即煤泥采用团状直接挤入循环流化床锅炉回料阀中与大量的循环灰混合，由于高温循环灰量远大于煤泥量，因此煤泥球会很快在回料阀中被加热、热爆，最终被送入到炉膛中燃烧。但是在锅炉启动阶段或低负荷阶段，由于循环灰量较少，循环灰对煤泥的携带能力不足，会导致煤泥在回料阀中粘结；3)煤泥雾化喷射，即通过煤泥挤压泵将煤泥加压，然后通过煤泥喷枪使煤泥以雾化状态入炉燃烧，具有燃烧效率高且不受掺烧比例限制，但由于煤泥枪喷一般布置在锅炉密相区下二次风口附近因此喷枪受磨损很严重，而且煤泥雾化主要靠压缩空气，因而压缩空气需量很大。
但是对于从锅炉侧墙直接给料，因为循环流化床锅炉特有的流动特性使得气固两相混合强烈，高速度、高浓度、高通量的循环物料在炉内产生微循环，即炉内中心位置是流化风夹带物料逐渐上升，而在靠近四周的炉墙水冷壁则形成物料贴壁下降流，因而尽管能避免炉顶直接加料和密相区雾化喷枪加料带来的问题，但高粘性、高水分的煤泥在炉内的贴壁下降流动过程中不断粘结在水冷壁炉墙上。
因此，需要提供一种能够有效防止或减轻煤泥粘结在水冷壁上的循环流化床锅炉。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够有效防止或减轻煤泥粘结在水冷壁上的循环流化床锅炉。
为了实现上述目的，本发明提供一种循环流化床锅炉，该循环流化床锅炉包括水冷壁和给料管，所述水冷壁围成所述循环流化床锅炉的炉膛，其中，所述水冷壁包括竖直部水冷壁和水平向内凹入的凹陷部水冷壁，所述凹陷部水冷壁上设置有与所述给料管连通的进料口，所述进料口与所述进料口以下的所述竖直部水冷壁相互间隔，通过所述进料口进入所述炉膛的物料与所述进料口以下的所述竖直部水冷壁相互隔。
优选地，所述凹陷部水冷壁位于所述水冷壁沿高度方向的中部。
优选地，所述凹陷部水冷壁包括向内凹陷的圆弧形竖直侧壁以及朝向炉膛延伸的水平平台，所述进料口设置在所述水平平台上。
优选地，所述进料口中心与所述水平平台的外边缘的最小距离为250-300mm。
优选地，所述水冷壁包括水冷壁管，所述进料口附近的所述水冷壁管弯曲设置以形成所述进料口。
优选地，所述循环流化床锅炉还包括分离器，所述分离器通过炉膛出口连通于炉膛的上部并且通过回料阀连通于所述炉膛的下部。
优选地，所述循环流化床锅炉还包括连接于所述分离器的顶部的尾部烟道。
通过上述技术方案，通过在竖直的水冷壁上设置水平向内凹入的凹陷部水冷壁，并在该凹陷部水冷壁上设置进料口，因此通过该进料口输送到炉膛中的煤泥与进料口以下的竖直水冷壁彼此间隔，从而可以防止高粘度的煤泥粘结在水冷壁上，还可以避免回料阀给料容易堵塞的问题以及雾化喷射给料喷枪磨损并且需要高压气源的问题。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一种具体实施方式的循环流化床锅炉。
图2是根据本发明的一种具体实施方式的水冷壁的水平平台内部的水冷壁管的结构图。
附图标记说明
1 水冷壁 2 进料管
3 分离器 4 尾部烟道
11 竖直部水冷壁 12 凹陷部水冷壁
121 圆弧形竖直侧壁 122 水平平台
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
根据本发明的一种具体实施方式，提供了一种循环流化床锅炉，该循环流化床锅炉可以使用可燃高粘度煤泥或类似燃料，该循环流化床锅炉包括水冷壁1和给料管2，所述水冷壁1围成所述循环流化床锅炉的炉膛，其中，水冷壁1包括竖直部水冷壁11和水平向内凹入的凹陷部水冷壁12，凹陷部水冷壁12上设置有与给料管2连通的进料口，所述进料口与所述进料口以下的所述竖直部水冷壁11相互间隔，通过所述进料口进入所述炉膛的物料与所述进料口以下的竖直部水冷壁11相互间隔。
如图1所示，A箭头表示固体颗粒(即煤泥)的流动方向，B箭头表示气体的流动方向。在本发明的结构中，通过在水冷壁1上形成向内凹入的凹陷部水冷壁12，并在凹陷部水冷壁12上设置进料口，可以使得所述进料口可以与竖直部水冷壁11保持合适的间隔，因此来自进料管2的煤泥由所述进料口进入炉膛后，下落的煤泥可以与竖直部水冷壁11隔开，从而可以防止或减少煤泥形成贴壁的固体颗粒流，消除或缓解煤泥粘结于水冷壁的问题。另外，本发明采用的在水冷壁侧部给料，还可以解决回料阀给料在锅炉启动阶段或低负荷阶段循环灰量不足引起的煤泥在回料阀中粘结的问题，并且可以避免雾化喷射方式中喷枪磨损严重以及需要配置高压气源等设备的问题。
采用炉膛顶部给料的方式，在炉膛内部高温气流的作用下，较多的煤泥被气流携带进入烟道，煤泥在炉膛中停留时间较少而不能充分地燃烧，即使这一部分煤泥通过回料阀被输送返回炉膛，较多的煤泥也可能堵塞回料阀；而采用炉膛底部给料的方式，下落的煤泥也容易在锅炉启动阶段或低负荷阶段堵塞回料阀。因此，本发明采用凹陷部水冷壁12位于水冷壁1沿高度方向的中部，相应地，来自于给料管2的煤泥从水冷壁1的中部进入炉膛，保证煤泥在炉膛内停留更长的时间以实现充分燃烧，并且可以避免煤泥堵塞烟道或加料阀。
具体地，凹陷部水冷壁12包括向内凹陷的圆弧形竖直侧壁121以及朝向炉膛延伸的水平平台122，进料口设置在水平平台122上。水平平台122连接于圆弧形竖直侧壁121的下边缘，圆弧形竖直侧壁121的弧形表面的中心轴线沿竖直方向延伸。凹陷部水冷壁12形成为流线形结构更方便建造，同时也便于内部管路的铺设。
进一步地，所述进料口中心与水平平台122的外边缘的最小距离为250-300mm。水平平台122的外边缘连接于竖直部水冷壁11，所述距离与竖直部水冷壁11的厚度之差即为所述进料口与竖直部水冷壁11的距离。如图1所示，循环流化床锅炉内气固两相流动特性使得在贴近竖直部水冷壁11处的颗粒流动处于下降流，处于该下降流中的高粘度的煤泥很容易粘结在竖直部水冷壁11上。为了使供应到炉膛的煤泥避开贴壁的下降流，所述进料口与竖直部水冷壁11的距离可以大于所述下降流的厚度(沿垂直于竖直部水冷壁11壁面的方向上的尺寸)。所述进料口与水平平台122的外边缘的距离可以根据不同尺寸的炉膛进行相应的调整，以使得所述进料口与竖直部水冷壁12保持合适的距离。
另外，如图2所示，水冷壁1包括水冷壁管13，所述进料口附近的所述水冷壁管13弯曲设置以形成所述进料口。水冷壁管13设置在水冷壁1的内部，水冷壁管13中具有循环水从而可以吸收炉膛内的燃烧热量。一般地，水冷壁管13彼此并排排列，而在本发明中，水平平台122上的所述进料口的直径较大，所述进料口不能容纳在水冷壁管13之间，因此需要将水冷壁管13弯曲设置以使水冷壁管13之间的距离增加，以形成更大的容纳所述进料口的空间。
另外，所述循环流化床锅炉还包括分离器3，分离器3通过炉膛出口连通于炉膛的上部并且通过回料阀连通于所述炉膛的下部。分离器3可以将炉膛排出的气流含有的煤泥分离出来，并通过所述回料阀将分离出来的煤泥送回到炉膛中再次燃烧，可以保证燃料的充分燃烧以提高燃烧效率。
进一步地，所述循环流化床锅炉还包括连接于分离器3的顶部的尾部烟道4。经过分离器3处理后的高温气体通过尾部烟道4进入下一级的设备，例如再热器、省煤器等，从而提高锅炉热效率。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (7)
1.一种循环流化床锅炉，该循环流化床锅炉包括水冷壁(1)和给料管(2)，所述水冷壁(1)围成所述循环流化床锅炉的炉膛，其特征在于，所述水冷壁(1)包括竖直部水冷壁(11)和水平向内凹入的凹陷部水冷壁(12)，所述凹陷部水冷壁(12)上设置有与所述给料管(2)连通的进料口，所述进料口与所述进料口以下的所述竖直部水冷壁(11)相互间隔，通过所述进料口进入所述炉膛的物料与所述进料口以下的所述竖直部水冷壁(11)相互间隔。
2.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉，其特征在于，所述凹陷部水冷壁(12)位于所述水冷壁(1)沿高度方向的中部。
3.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉，其特征在于，所述凹陷部水冷壁(12)包括向内凹陷的圆弧形竖直侧壁(121)以及朝向炉膛延伸的水平平台(122)，所述进料口设置在所述水平平台(122)上。
4.根据权利要求3所述的循环流化床锅炉，其特征在于，所述进料口中心与所述水平平台(122)的外边缘的最小距离为250-300mm。
5.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉，其特征在于，所述水冷壁(1)包括水冷壁管(13)，所述进料口附近的所述水冷壁管(13)弯曲设置以形成所述进料口。
6.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉，其特征在于，所述循环流化床锅炉还包括分离器(3)，所述分离器(3)通过炉膛出口连通于炉膛的上部并且通过回料阀连通于所述炉膛的下部。
7.根据权利要求6所述的循环流化床锅炉，其特征在于，所述循环流化床锅炉还包括连接于所述分离器(3)的顶部的尾部烟道(4)。
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