CN105157021B - 一种双炉膛超临界大型循环流化床锅炉 - Google Patents
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Abstract
一种双炉膛超临界大型循环流化床锅炉，包括两个完全独立的两个炉膛，两炉膛并列设置，且两炉膛之间留有间隙；每个炉膛下方具有独立的布风装置及风室；在两个炉膛相邻面各自对面的外侧分别布置一组结构相同的旋风分离器，两个炉膛、两组分离器及共用连接烟道均关于循环流化床锅炉的竖直中心面对称布置；两组旋风分离器分别通过共用连接烟道与同一个尾部对流烟道连接。本发明的炉膛水冷壁均为单面受热，避免了并联管屏之间的热负荷差异以及因床压波动引起的翻床现象，进一步了提高运行过程中控制系统的可靠性和调节的灵活性，降低锅炉厂用电率；为二次再热超临界循环流化床锅炉高温受热面的布置提供了有利条件；同时炉膛设计简单，便于大型化。
Description
技术领域
本发明涉及超临界大型循环流化床锅炉，特别涉及二次再热超临界循环流化床锅炉，属于燃烧设备技术领域。
背景技术
随着循环流化床锅炉不断地大型化，炉膛尺度逐步增大，水冷壁的布置成为核心问题，由于炉膛周界长度比较小，布置足够多的水冷壁除了提高炉膛高度之外，只能采用双面受热的水冷壁。从燃烧的角度，炉膛高度超过45m后对燃烧效率的改善就不大了；尾部对流竖井的高度要求炉膛高度超过35m即可，因此应该尽量使炉膛高度在45m以内。采用双面受热的水冷壁是缓解水冷壁布置矛盾的有效措施，这在自然循环条件下是完全可行的，但是在超临界条件下，考虑到并联管屏之间的热负荷差异，应该尽量避免采用双面受热水冷壁。
此外，由于炉膛断面的增加，使二次风的穿透变得非常困难，因此，在工程应用中出现了裤衩腿型双布风板结构炉膛，这种炉膛结构是下部采用双布风板的分体结构，而炉膛的中上部又合并为一个炉膛，锅炉运行过程中容易出现两侧床压波动，则需要依靠一次风风压风量进行调节。因此分体炉膛结构在运行中对控制系统的可靠性和调节灵敏度要求很高，且由于增加调节挡板等原因，一次风风机压头较高。同时，裤衩腿型双布风板炉膛结构非常复杂，设计、制造、安装以及运行维护成本较高。
特别对于二次再热锅炉，炉膛设计时既要考虑满足合理组织燃烧的要求，也要保证主蒸汽及两级再热蒸汽的出口汽温达到额定值，因此三组高温受热面的布置变得非常困难，在循环流化床锅炉低温燃烧条件下，如果不采用外置式换热器，则该问题变得更加突出，如果采用外置式换热器，则会带来厂用电率高、运行维护工作量大以及增加额外的紧急补给水系统等，给锅炉的经济性和可靠性带来影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有多个分离器的双炉膛超临界大型循环流化床锅炉，为二次再热超临界循环流化床锅炉高温受热面的布置提高有利的条件，使炉膛水冷壁均为单面受热，从而避免并联管屏之间的热负荷差异以及两侧床压波动引起的翻床现象，进一步提高在运行过程中控制系统的可靠性和调节的灵活性。同时使一次风机压头降低，进而减少厂用电率。
本发明的技术方案如下：一种双炉膛超临界大型循环流化床锅炉，其特征在于：它包括两个完全独立的第一炉膛、第二炉膛、两组旋风分离器和一个尾部对流烟道；第一炉膛和第二炉膛并列设置，且两炉膛之间留有间隙，每个炉膛下方具有独立的布风装置及风室；在两个炉膛相邻面各自对面的外侧分别并联布置一组结构相同的旋风分离器，每组旋风分离器至少包括两个旋风分离器，每一个旋风分离器具有一个与炉膛相通的入口烟道和一个出口烟道，每个旋风分离器的出口烟道通过同侧共用连接烟道与尾部对流烟道相通；所述两个炉膛、两组旋风分离器以及共用连接烟道均关于所述循环流化床锅炉的竖直中心面对称布置。
优选地，第一炉膛和第二炉膛之间设置水平连接烟道。
优选地，所述的第一炉膛和第二炉膛均由膜式水冷壁构成；所述第一炉膛和第二炉膛的截面形状、尺寸及炉膛高度均相同。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性的技术效果：采用两个独立的炉膛，分别配有单独的布风板和风箱，使炉膛水冷壁均为单面受热，避免了并联管屏之间的热负荷差异以及因床压波动引起的翻床现象，进一步提高了在运行过程中控制系统的可靠性和调节的灵活性；同时由于取消平衡裤衩腿型双布风板炉膛两侧压力的调节挡板，使得一次风机压头降低，从而降低了厂用电率；此外，两个炉膛的设置为二次再热超临界循环流化床锅炉高温受热面的布置提供了有利条件；同时此技术方案具有炉膛设计简单，便于大型化等优点。
附图说明
图1为本发明提供的两个完全独立的炉膛并列设置的双炉膛超临界大型循环流化床锅炉的整体结构示意图(主视图)。
图2为两个完全独立的炉膛并列设置，两炉膛间局部设置水平连接烟道的一种双炉膛超临界大型循环流化床锅炉的整体结构示意图(主视图)。
图3为具有六个相同旋风分离器的双炉膛超临界大型循环流化床锅炉的整体结构示意图(俯视图)。
图4为具有八个相同旋风分离器的双炉膛超临界大型循环流化床锅炉的整体结构示意图(俯视图)。
图5为具有六个相同旋风分离器的两炉膛间局部设置水平连接烟道的一种双炉膛超临界大型循环流化床锅炉的整体结构示意图(俯视图)，其中示出了流体在旋风分离器以及分离器出口烟道与尾部对流烟道间的流动方式。
图中：1-第一炉膛；2-第二炉膛；3-水冷壁；4-布风装置；5-风室；6-水平连接烟道；7-分离器出口烟道；8-分离器入口烟道；21-第一共用连接烟道；22-第二共用连接烟道；23-尾部对流烟道；24-第一组分离器；25-第二组分离器。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
循环流化床锅炉的主要部件一般包括炉膛、旋风分离器、回料阀及尾部对流烟道，还可包括外置式换热器等；尾部对流烟道内布置有过热器、再热器和省煤器受热面。
本发明提供的双炉膛超临界大型循环流化床锅炉如图1所示，它含有两个完全独立的第一炉膛1、第二炉膛2、两组旋风分离器和一个尾部对流烟道23；第一炉膛和第二炉膛并列设置，且两炉膛之间留有一定间隙，每个炉膛下方具有独立的布风装置4及风室5；本发明所述的两个炉膛的截面形状、尺寸及炉膛高度均相同，且两炉膛均由膜式水冷壁3构成。在两个炉膛相邻面各自对面的外侧分别并联布置一组结构相同的旋风分离器，每组旋风分离器至少包括两个旋风分离器，每一个旋风分离器具有一个与炉膛相通的入口烟道8和一个出口烟道7，每个旋风分离器的出口烟道通过同侧共用连接烟道与尾部对流烟道相通；所谓一组相同的旋风分离器，是指每组旋风分离器数量及几何尺寸均相等、但入口烟道的布置会根据锅炉的总体布置可能有所不同；所述两个炉膛、两组旋风分离器以及共用连接烟道均关于所述循环流化床锅炉的竖直中心面M对称布置。
为了更好的平衡两炉膛的气压，还可以在两炉膛间局部位置设置水平连接烟道6(见图2)。
图3和图4为本发明的两个实施例的结构示意图，其中，图3中给出了具有六个相同结构的旋风分离器的布置结构，六个旋风分离器分成了两组，即第一组旋风分离器24和第二组旋风分离器25，这两组旋风分离器分别对称布置在两个炉膛相邻面各自对面的外侧。图4中给出了具有八个相同结构的旋风分离器的布置结构，八个旋风分离器分成了两组，分别对称布置在两个炉膛相邻面各自对面的外侧。
本发明的工作过程如下：
如图5所示，含尘烟气通过各旋风分离器的入口烟道进入各个旋风分离器，经分离器分离作用后，含固体小颗粒的气体经各自的出口烟道进入共用连接烟道，两侧烟气在各侧连接烟道汇合后，分别通过第一共用连接烟道21和第二共用连接烟道22进入同一尾部对流烟道23。
Claims (3)
1.一种双炉膛超临界大型循环流化床锅炉，其特征在于：它包括两个完全独立的第一炉膛(1)、第二炉膛(2)、两组旋风分离器和一个尾部对流烟道(23)；第一炉膛和第二炉膛并列设置，且两炉膛之间留有间隙，每个炉膛下方具有独立的布风装置(4)及风室(5)；在两个炉膛相邻面各自对面的外侧分别并联布置一组结构相同的旋风分离器，每组旋风分离器至少包括两个旋风分离器，每一个旋风分离器具有一个与炉膛相通的入口烟道(8)和一个出口烟道(7)，每个旋风分离器的出口烟道通过同侧共用连接烟道与尾部对流烟道相通；所述两个炉膛、两组旋风分离器以及共用连接烟道均关于所述循环流化床锅炉的竖直中心面对称布置；第一炉膛和第二炉膛之间设置水平连接烟道(6)，且水平连接烟道中烟气流向与分离器进口烟道的烟气流向相同。
2.根据权利要求1所述的一种双炉膛超临界大型循环流化床锅炉，其特征在于：所述的第一炉膛(1)和第二炉膛(2)均由膜式水冷壁构成。
3.根据权利要求1或2所述的一种双炉膛超临界大型循环流化床锅炉，其特征在于：所述第一炉膛(1)和第二炉膛(2)的截面形状、尺寸及炉膛高度均相同。
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