CN105042577A - 循环流化床锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种循环流化床锅炉，该循环流化床锅炉包括点火装置和内部设置有流化床的炉膛，还包括能够利用点火装置点火时产生的热烟气为一次流化风预热的换热器，所述换热器包括供点火装置点火后产生的热烟气通过的热通道和供一次流化风通过的冷通道，热通道与炉膛连通以使点火装置点火后产生的热烟气从流化床的上方进入到炉膛内，冷通道与风室连通以使被预热后的一次流化风从流化床的下方进入到炉膛内。本发明用以解决现有技术中循环流化床锅炉点火效率低和点火成本高的技术问题。

Description

循环流化床锅炉
技术领域
本发明涉及一种循环流化床锅炉。
背景技术
循环流化床锅炉利用循环流化床燃烧技术，具有高效清洁低污染、燃料使用广泛、灰渣利用率高等优点，因此循环流化床锅炉被大量应用于电站锅炉和垃圾焚烧领域。
循环流化床锅炉包括炉膛，炉膛底部设置有布风板，布风板上方设有流化床，布风板的下方设置有风室，使用时一次流化风由风室进入并穿过布风板，使流化床上物料达到流态化。例如公告日为2011.05.18、公告号为CN201836877U的中国实用新型专利公开的一种循环流化床锅炉，该循环流化床锅炉包括炉膛，炉膛内设置布风板，布风板的上方设有流化床，炉膛的底部连通有风室，炉膛的出风口处设置有旋风分离器，旋风分离器的出风口处设置有空气预热器，风室的进风口处连接有一次风机，由一次风机提供的一次流化风经过空气预热器进入到炉膛底部的风室内，空气预热器利用炉膛内排出来的热烟气中的热量对进入到流化床中的冷空气进行预热，预热后的空气从底部的风室经过布风板进入到炉膛内，使得炉膛内的燃料沸腾、流化并燃烧。风室的进风口处还连接有点火系统，点火系统包括点火装置、煤粉供应装置和冷却水供应装置，煤粉供应装置为点火装置供应燃料，煤粉供应装置包括煤粉仓、给粉机、风机和煤粉混合器，煤粉仓与煤粉混合器通过给粉机连接在一起，风机与煤粉混合器连接，煤粉混合器通过管道和点火装置连接，煤粉供应装置为点火装置供应燃料时，来自风机的风和通过给粉机提供的来自煤粉仓的煤粉进入到煤粉混合器中进行混合，然后通过管道提供给点火装置。
上述循环流化床锅炉在点火时，由点火装置产生的热烟气和一次风机吹出的一次流化风由风室进入到流化床内，由于空气预热器是利用炉膛内排出来的热烟气为一次风机中吹出的温度较低的一次流化风预热，因此在循环流化床锅炉点火之前，空气预热器无法为一次风机中的一次流化风预热，使得进入风室内的一次流化风温度较低，不利于点火，造成循环流化床锅炉点火效率较低，同时，因为点火效率低，循环流化床锅炉在点火时需要耗费大量的材料，进而造成点火成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种循环流化床锅炉，用以解决现有技术中循环流化床锅炉点火效率低、点火成本高的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
循环流化床锅炉，包括点火装置和内部设置有流化床的炉膛，炉膛底部设置有与炉膛连通的风室，还包括能够利用点火装置点火时产生的热烟气为一次流化风预热的换热器，所述换热器包括供点火装置点火后产生的热烟气通过的热通道和供一次流化风通过的冷通道，热通道与炉膛连通以使点火装置点火后产生的热烟气从流化床的上方进入到炉膛内，冷通道与风室连通以使预热后的一次流化风从流化床的下方进入到炉膛内。
所述换热器包括一个或者串联的多个热交换单元，所述热交换单元包括第一端板、第二端板及位于第一端板和第二端板之间的筒状壳体，所述冷通道包括设置在第一端板和第二端板之间的热交换管，热交换管位于筒状壳体内部，第一端板和第二端板上对应开设有与热交换管连通的穿孔，点火装置安装在筒状壳体上，筒状壳体的外侧壁开设有供点火装置点火后产生的热烟气能够进入到炉膛内的热烟气出口。
所述筒状壳体沿左右方向延伸，点火装置位于筒状壳体的上侧，所述热烟气出口位于筒状壳体的下侧。
所述筒状壳体上侧开设有二次风口，二次风口连接有用于向筒状壳体内吹风将热通道内的热烟气吹入炉膛内的风机。
位于筒状壳体内部的热交换管让开一个供点火装置喷出的火燃烧的燃烧空间。
贴近燃烧空间的热交换管的侧壁上间隔开设有通风孔。
换热器包括串联的多个热交换单元，相邻两热交换单元之间通过连接通道相互连通。
所述连通通道为金属波纹管。
所述点火装置为等离子点火装置。
本发明的有益技术效果为：循环流化床包括炉膛、点火装置和换热器，换热器具有供点火装置点火时喷出的热烟气喷出的热通道和供一次流化风穿过的冷通道，当循环流化床锅炉点火时，换热器能够利用点火装置喷出的热烟气为一次流化风预热，这样进入到炉膛内的一次流化风经过预热后温度升高，有利于循环流化床锅炉点火，提高点火效率，进而降低点火成本；同时，循环流化床锅炉工作之前，换热器充分利用了点火装置点火时产生的热量，提高了能量利用率。
附图说明
图1是本发明循环流化床锅炉的实施例1的结构示意图；
图2是本发明的实施例1中的热交换单元（未画出筒状壳体）的轴侧图；
图3是本发明的实施例1中的热交换单元的截面图；
图4是本发明的实施例1中贴近燃烧空间的热交换管的截面图；
图5是本发明的实施例1中的热交换单元（未画出筒状壳体）的侧面图；
图中：1、炉膛，2、旋风分离器，3、中速磨煤机，4、点火器，5、换热器，51、一次风口，52、热交换单元，521、第一端板，522、第二端板，523、热交换管，524、燃烧空间，525、热烟气出口，6、连接通道，7、热管道，8、供煤管道，9、供煤风机，10，二次风机，11、风室，12、布风板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的描述。
本发明循环流化床锅炉的实施例1，如图1-5所示，该循环流化床锅炉包括炉膛1、旋风分离器2和点火装置，点火装置包括中速磨煤机3以及与中速磨煤机3通过管道8相连的点火器4，点火装置为等离子点火装置，点火器4为等离子点火燃烧器，等离子点火燃烧器包括等离子载体供应装置、冷却水系统和自动控制系统，等离子点火燃烧器属于现有技术在此不作描述。中速磨煤机3为点火器4提供煤粉，中速磨煤机3上连接有供煤风机9，使用时在供煤风机的作用下，中速磨煤机3中的煤粉通过供煤管道8输送给点火器4，炉膛1内部设置有流化床，流化床下方具有布风板12，炉膛1底部设置有与炉膛连通的风室11，风室11为水冷风室，水冷风室11的结构是现有技术，因此不再描述，风室11位于布风板12的下方。循环流化床锅炉在使用时，由点火器4产生的热烟气进入到炉膛1内，一次流化风通过流化床下方的风室11穿过布风板12进入到炉膛内，进而实现炉膛内点火。
为了能够在使用时为一次流化风预热，避免一次流化风温度过低造成点火效率低的问题，本发明在风室11的入口处设置换热器5，点火器4固定安装在换热器5上，换热器5具有供点火器点火后产生的热烟气通过的热通道和供一次流化风通过的冷通道，换热器5利用点火器4点火时产生的热烟气为一次流化风预热，进而提高点火效率。换热器5的冷通道沿左右方向延伸，换热器5的热通道沿上下方向延伸，换热器5的左侧与风室连通，右侧具有供一次流化风进入的一次风口51，使用时点火器4产生的热烟气从上向下穿过换热器5，并通过热管道7进入炉膛1，一次流化风从右向左穿过换热器5进入到风室11中，一次流化风穿过换热器5进入到布风板下方的风室中，最终从流化床的下方进入到炉膛内以实现流化效果。
换热器5包括串联的四个热交换单元52，每一个热交换单元52对应设置一个点火器4，使用时一次流化风逐级经过热交换单元进行预热，相邻两级热交换单元之间通过连接管道6连通。热交换单元52包括第一端板521、第二端板522及位于第一端板和第二端板之间的筒状壳体，第一端板和第二端板之间设有轴线沿左右方向延伸的热交换管523，热交换管523位于筒状壳体内部，热交换管523的两端分别与第一端板和第二端板固定连接，第一端板和第二端板上对应开设有与热交换管连通的穿孔，本实施例中，热交换管的两端分别穿装在第一端板和第二端板的穿孔中实现热交换管与第一端板和第二端板的固定连接，在其他实施例中，热交换管的两端可与第一端板和第二端板焊接固定连接。
筒状壳体的轴线沿左右方向延伸，筒状壳体的横截面为圆弧型，点火器4固定在筒状壳体的上侧，筒状壳体的下侧开设有一个热烟气出口525，热烟气出口通过热管道7与炉膛1连通，热管道7与炉膛1连接的一端位于布风板12的上方，这样热烟气在进入炉膛内时不会穿过布风板，避免热烟气中的粉尘颗粒堵塞布风板。在其他实施例中筒状壳体的横截面可以为三角形、多边形或者圆形。
本实施例中，筒状壳体内的热交换管为点火器4让开一个燃烧空间524，当点火器4点火燃烧时，点火器4喷出的火焰能够在燃烧空间内燃烧，由于热交换管为点火器让开一个燃烧空间，点火器在点火过程中，热交换管不会阻碍火焰燃烧，火焰具有足够的空间燃烧，进一步提高点火效率，点火器点火燃烧后，热烟气从筒状壳体的中心向四周扩散，最后汇集到下部的热烟气出口处，再经过热风管进入到布风板上部的空间。当点火器燃烧时，贴近燃烧空间的热交换管温度较高，工作条件比远离燃烧空间的热交换管恶劣，因此，本实施例中，在贴近燃烧空间的热交换管的侧壁上间隔开设有通风孔，贴近燃烧空间的热交换管的截面图如图4所示，通风孔的直径为1mm，一次流化风能够从通风孔穿过进入到燃烧空间内，一方面能够为点火器提供富氧的空气，进而帮助燃烧空间内的火焰燃烧，另一方面能够冷却热交换管，对热交换管起到保护的作用，同时，通风孔吹风时，能够防止热烟气中的粉尘在热交换管的表面黏结堆积。
点火期间换热器需要承受大约700℃的高温，热交换管所用材料为耐热钢，能够将一次流化风加热到550～600℃。在高温情况下热交换管会出现高温膨胀，因此，热交换管的长度不宜太长，本实施例中，四个热交换单元沿换热器串联设置，相邻两个热交换单元之间通过连接通道6连通，连接通道6为金属波纹管，当热交换管膨胀时，金属波纹管能够相应收缩以调节相邻两热交换单元之间的距离。另外，金属波纹管形成一个混合腔室，一次流化风经过热交换单元后进入连接通道6内进行混合，混合后的一次流化风进入到下一个热交换单元，使得每一根热交换管中的风温更加均匀，同时使最终进入到风室内的风温均匀。在其他实施例中，相邻两热交换单元之间可以不设置连接通道，相邻两热交换单元共用一个端板，这样相邻两个端板之间均具有热交换管，或者换热装置只包括一个热交换单元。
本实施例中，为了能够调节点火器的燃烧强度，中速磨煤机3设置有能够调节供煤量的煤粉调节装置，根据调节煤粉量来调节点火器的燃烧强度。每一个热交换单元的上侧均设置有二次风口，二次风口通过风管道连接有二次风机10，二次风机10吹出风能够将点火器产生的热烟气吹入到炉膛内，风管道上设置有能够调节二次风大小的风量调节装置，通过调节风量的大小可以调节热烟气穿过换热器的速度，通过调节风速把热烟气喷入炉膛内，防止热烟气中的粉尘堆积在热管道内。

Claims (9)

1.循环流化床锅炉，包括点火装置和内部设置有流化床的炉膛，炉膛底部设置有与炉膛连通的风室，其特征在于：还包括能够利用点火装置点火时产生的热烟气为一次流化风预热的换热器，所述换热器包括供点火装置点火后产生的热烟气通过的热通道和供一次流化风通过的冷通道，热通道与炉膛连通以使点火装置点火后产生的热烟气从流化床的上方进入到炉膛内，冷通道与风室连通以使预热后的一次流化风从流化床的下方进入到炉膛内。
2.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉，其特征在于：所述换热器包括一个或者串联的多个热交换单元，所述热交换单元包括第一端板、第二端板及位于第一端板和第二端板之间的筒状壳体，所述冷通道包括设置在第一端板和第二端板之间的热交换管，热交换管位于筒状壳体内部，第一端板和第二端板上对应开设有与热交换管连通的穿孔，点火装置安装在筒状壳体上，筒状壳体的外侧壁开设有供点火装置点火后产生的热烟气能够进入到炉膛内的热烟气出口。
3.根据权利要求2所述的循环流化床锅炉，其特征在于：所述筒状壳体沿左右方向延伸，点火装置位于筒状壳体的上侧，所述热烟气出口位于筒状壳体的下侧。
4.根据权利要求3所述的循环流化床锅炉，其特征在于：所述筒状壳体上侧开设有二次风口，二次风口连接有用于向筒状壳体内吹风将热通道内的热烟气吹入炉膛内的风机。
5.根据权利要求2或3或4所述的循环流化床锅炉，其特征在于：位于筒状壳体内部的热交换管让开一个供点火装置喷出的火燃烧的燃烧空间。
6.根据权利要求5所述的循环流化床锅炉，其特征在于：贴近燃烧空间的热交换管的侧壁上间隔开设有通风孔。
7.根据权利要求2或3或4所述的循环流化床锅炉，其特征在于：换热器包括串联的多个热交换单元，相邻两热交换单元之间通过连接通道相互连通。
8.根据权利要求7所述的循环流化床锅炉，其特征在于：所述连通通道为金属波纹管。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的循环流化床锅炉，其特征在于：所述点火装置为等离子点火装置。
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