CN105318306B - 一种双锅筒沉降室喷淋脱硝角管锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双锅筒沉降室喷淋脱硝角管锅炉，包括锅炉炉体和炉排部分，其中，炉排部分设置在锅炉炉体部分的底部，其特征是：在锅炉本体（1）上设置锅炉支撑机构和锅炉水循环机构，锅炉支撑机构由两根垂直设置的侧冷壁支撑下降管（24），及与侧冷壁支撑下降管（24）连通的侧壁给水下降管（22）构成，锅炉水循环机构由通道后壁水冷壁（31）和沉降室上集箱（16），下集箱（33）组成，在锅炉本体（1）上喷淋脱硝旋风分离沉降装置，其由脱硝喷淋管（34），脱硝喷嘴（18），脱硝剂供给器（35），上沉降分离室（27），下沉降分离室（36）组成，具有支撑强度高，结构稳定，降低氮氧化物的排放，减少空气污染，提高热效率，节能环保安全等特点。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉技术领域，特别是可以满足国家锅炉大气污染物排放标准的排放要求，解决氮氧化物排放浓度高，污染环境的一种双锅筒沉降室喷淋脱硝角管锅炉。
背景技术
众所周知，目前的角管锅炉结构是锅炉本体周围布置四根不受热的下降管作为支撑，锅炉强度低，支撑不牢固，易造成安全事故。由于角管锅炉的整体布置受强度限制，不利于大型锅炉制造。普通角管锅炉炉排长度不能充分加长，燃料燃烧不充分，燃煤效率低，不能燃烧劣质煤，含碳量高，能量消耗大。炉膛出口烟气直接冲刷旗式受热面蛇形管，磨损严重，没有沉降室，灰尘不能沉降，受热面少，使用寿命低，维修率高，增加使用成本。随着国家环保政策日趋严格，公知的角管锅炉不能满足国家关于锅炉大气污染物排放标准的排放要求，氮氧化物排放浓度高，污染环境。因此，如何解决锅炉没有沉降室和灰尘沉降，以及解决受热面积小，炉膛出口烟气不直接冲刷旗式受热面蛇形管，减少磨损，延长锅炉使用寿命，降低维修次数，减少使用成本，另外，解决锅炉脱硝，减少氮氧化物排放，节能环保等已经成为目前迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是：针对现有技术普遍存在的问题进行改进，克服现有技术的不足和缺陷，提供一种带有沉降室，高强度支撑，结构安全稳定，减少氮氧化物的排放，提高锅炉热效率的一种双锅筒沉降室喷淋脱硝角管锅炉。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双锅筒沉降室喷淋脱硝角管锅炉，包括锅炉炉体部分，炉排部分，锅炉炉体部分包括锅炉本体1，锅炉本体1周围垂直设置的四根具有支撑作用的左侧锅炉支撑下降管8和右侧锅炉支撑下降管25，在锅炉本体1右上部分设置的上锅筒21和下锅筒30，上锅筒21和下锅筒30间的对流管束29，与上锅筒21连通的进水管20出水管19，前拱下降管3和后拱下降管23，以及上回水管17，过热器14，侧墙水冷壁4，炉膛6，前拱水冷壁7，前拱下集箱9，侧墙水冷壁上集箱2，侧墙水冷壁下集箱10，后拱水冷壁32，前后拱上集箱15和下集箱33，以及烟气出口28和灰尘出口38，炉排部分设置在锅炉炉体部分的底部并与锅炉炉体部分的锅炉本体1固连，其特征在于：
A、在锅炉炉体部分的锅炉本体1的后拱水冷壁32，上锅筒21，下锅筒30和二者间的对流管束29，以及侧墙水冷壁4构成的区间分别设置锅炉支撑机构和锅炉水循环机构，锅炉支撑机构由两根垂直设置的侧冷壁支撑下降管24，及与侧冷壁支撑下降管24连通的侧壁给水下降管22，水平纵横设置的支撑加强梁26构成，侧冷壁支撑下降管24的上、下分别与侧墙水冷壁上集箱2和侧墙水冷壁下集箱10连通，锅炉水循环机构由通道后壁水冷壁31和沉降室上集箱16，下集箱33组成，这里，两根垂直设置的侧冷壁支撑下降管24，加上四根具有支撑作用的左侧锅炉支撑下降管8和右侧锅炉支撑下降管25，形成六根大直径角管构成框架系统，高强度支撑，结构安全稳定。六根支撑管兼做支撑和工质水的下降和循环通道，构成新的水循环系统及烟气走向；锅炉前后拱、侧冷壁、下降管、集箱、加强梁形成三角形框架自支撑结构；锅炉整体支撑在六根管下部，中间一点固定，五点滑动，结构优化，安全稳定。锅炉整体长宽高改变，可以生产大型锅炉，特别是炉排长度增加，可燃烧劣质煤，改善燃烧效率，节约能源。如图1-4所示。
B、在锅炉炉体部分的锅炉本体1的后拱水冷壁32，锅炉水循环机构的通道后壁水冷壁31和侧墙水冷壁4构成的区间设置喷淋脱硝旋风分离沉降装置，其由脱硝喷淋管34，脱硝喷嘴18，脱硝剂供给器35，上沉降分离室27，下沉降分离室36组成，其中，脱硝喷淋管34水平均布设置在后拱水冷壁32和锅炉水循环机构的通道后壁水冷壁31上部区间，脱硝喷淋管34上均布设置脱硝喷嘴18，脱硝喷淋管34的底部和脱硝剂供给器35连通，如图1-4所示。
C、炉排部分设计采用往复炉排结构，其由往复炉排11，滑动膨胀支架12，锅炉支撑13组成，如图1、3、4所示。这里需要声明的是图1、3、4给出的是往复炉排结构，图2给出的是链条炉排结构。本技术也适用于其它炉排结构。
所说的脱硝喷淋管34上均布设置的脱硝喷嘴18为向上单向设置或上、下双向设置，脱硝喷淋管34为单排或多排设置。这里，在脱硝喷淋管34上的脱硝喷嘴18为向上单向设置，实现向上单向喷淋脱硝沉降分离，如图1、2、4所示；也可以在脱硝喷淋管34上、下均布设置脱硝喷嘴18，实现双向喷淋脱硝沉降分离，如图3所示。另外，脱硝喷淋管34为单排或多排设置，脱硝喷淋管34可以设计为上下多排，例如两排，或者三或四排等。
所说的锅炉水循环机构的通道后壁水冷壁31设计为旋风式先逆流后顺流接触的上部内凹，下部凸起的Z字形，相对应的左半部分的对流管束29上半部分设计为凸起形状，并且与通道后壁水冷壁31上半部分形成接近封闭的空间使烟气从对流管束29凸起部分的下半部进入对流管束29，其中，通道后壁水冷壁31上、下分别与沉降室上集箱16和下集箱33连通，如图1-4所示。这里，通道后壁水冷壁31可以是为单个或多个设置，如两排，或者三或四排等。
所说的喷淋脱硝旋风分离沉降装置的上沉降分离室27由后拱水冷壁32，通道后壁水冷壁31，侧墙水冷壁4，以及脱硝喷嘴18和脱硝喷淋管34上部区间构成，下沉降分离室36由通道后壁水冷壁31下部，以及脱硝喷嘴18和脱硝喷淋管34下部和对流管束29左侧下部区间构成，如图1-4所示。
本技术的工作过程及原理是：首先是，煤在重力作用下落到往复炉排11上，在机械动力作用下送入炉膛6中进行燃烧，产生的热量被炉膛6的前拱水冷壁7，后拱水冷壁32，侧墙水冷壁4吸收，降温后的烟气经过上沉降分离室27和下沉降分离室36后上行进入对流管束29进行冲刷换热，完成整个换热过程，由排烟口28排出。其中，灰尘经沉降分离室27沉降后由灰尘出口38排出，完成锅炉烟气工作过程。其次是，锅炉回水经进水管20流入上锅筒21，锅炉出水经出水管19流出锅筒。具体一是由上锅筒21、前拱下降管3、左侧锅炉支撑下降管8、前拱下集箱9给水，经燃烧设备11和炉膛6换热后流入前后拱上集箱15、上回水管17回到上锅筒21，完成前拱水冷壁7水循环；二是由上锅筒21、侧壁给水下降管22、侧冷壁支撑下降管24、侧墙水冷壁下集箱10给水，往复炉排11和炉膛6换热后流入侧墙水冷壁上集箱2、上回水管17回到上锅筒21，完成侧墙水冷壁4水循环；三是由上锅筒21、后拱下降管23、右侧锅炉支撑下降管25、下集箱33给水，经往复炉排11和炉膛6换热后流入前后拱上集箱15、沉降室上集箱16、上回水管17回到上锅筒21，完成后拱水冷壁32、通道后壁31、沉降分离室27水循环；四是上锅筒21经对流管束29进入下锅筒30，由于密度差，一部分上升，一部分下降，完成上、下锅筒21，30与对流管束29之间的自然循环，完成整个工作过程。需要重点说明的是本技术喷淋脱硝旋风分离沉降装置和锅炉水循环机构，前者主要是进行喷淋脱硝和旋风分离沉降，炉膛6的出口烟气与脱硝喷嘴18所喷射出的脱硝剂先逆流后顺流进行接触，在上沉降分离室27（或者称为脱硝喷淋旋风沉降分离室）中进行化学反应，完成烟气脱硝降尘分离沉降过程，减少氮氧化物排放，节能环保，本技术喷淋脱硝旋风分离沉降装置可以广泛应用于其它各种锅炉上。后者主要是增加了一组锅炉水循环过程，即通道后壁水冷壁31设计为旋风式先逆流后顺流接触的上部内凹，下部凸起的倒S形（或者称为弧形旋风结构），提高了受热面积小，炉膛出口烟气不直接冲刷旗式受热面蛇形管，减少磨损，延长锅炉使用寿命，降低维修次数，减少使用成本，另外，本技术不仅仅限于往复炉排11的结构，也可以采用其它炉排结构，例如链条炉排结构等，如图2。本技术中脱硝剂采用液氨、氨气、尿素溶液。本技术适合热水锅炉、蒸汽锅炉等，也可以是其它类型的锅炉。另外，本技术可以广泛应用于其它各种角管锅炉。
本技术的有益效果或者说和现有的技术相比所具有的特点是：设计喷淋脱硝旋风分离沉降装置和锅炉水循环机构，设有喷淋脱硝和旋风分离结构的沉降分离室，具有高强度支撑，结构安全稳定，降低氮氧化物的排放，减少空气及灰尘污染，提高锅炉热效率，节能环保安全等特点。
附图说明
图1是本发明（喷淋脱硝管34上部设置脱硝喷嘴18，通道后壁水冷壁31为上部内凹，下部凸起的Z字形，相对应的左半部分的对流管束29上半部分设计为凸起形状，并且与通道后壁水冷壁31上半部分形成接近封闭的空间使烟气从对流管束29凸起部分的下半部进入对流管束29，这里为往复炉排11）的主视图。
图2是本发明第二种结构（喷淋脱硝管34上部设置脱硝喷嘴18，通道后壁水冷壁31为上部内凹，下部凸起的Z字形，相对应的左半部分的对流管束29上半部分设计为凸起形状，并且与通道后壁水冷壁31上半部分形成接近封闭的空间使烟气从对流管束29凸起部分的下半部进入对流管束29，这里为链条炉排）的主视图。
图3是本发明第三种结构（喷淋脱硝管34上、下设置脱硝喷嘴18，通道后壁水冷壁31为上部内凹，下部凸起的Z字形，相对应的左半部分的对流管束29上半部分设计为凸起形状，并且与通道后壁水冷壁31上半部分形成接近封闭的空间使烟气从对流管束29凸起部分的下半部进入对流管束29，这里为为往复炉排11）的主视图。
图4是本发明第四种结构（喷淋脱硝管34上部设置脱硝喷嘴18，通道后壁水冷壁31为上部内凹，下部凸起的Z字形，相对应的左半部分的对流管束29上半部分设计为凸起形状，并且与通道后壁水冷壁31上半部分形成接近封闭的空间使烟气从对流管束29凸起部分的下半部进入对流管束29，这里为往复炉排11，并且，对流管束29内设置烟气隔板37的结构）的主视图。这里，对流管束29内设置烟气隔板37的结构，主要是为增加烟气在对流管束29内的停留时间，可以提高热效率。
图中：1锅炉本体，2侧墙水冷壁上集箱，3前拱下降管，4侧墙水冷壁，5节流圈， 6炉膛，7前拱水冷壁，8左侧锅炉支撑下降管，9前拱下集箱（或者称为前拱集箱），10侧墙水冷壁下集箱，11往复炉排，12滑动膨胀支架，13锅炉支撑，14过热器，15前后拱上集箱，16沉降室上集箱，17上回水管，18脱硝喷嘴，19出水管，20进水管，21上锅筒，22侧壁给水下降管，23后拱下降管，24侧冷壁支撑下降管，25右侧锅炉支撑下降管，26支撑加强梁，27上沉降分离室（或者称为脱硝喷淋旋风沉降分离室），28烟气出口（或者称为排烟口），29对流管束，30下锅筒， 31通道后壁水冷壁，32后拱水冷壁， 33下集箱（或者称为后拱水冷壁通道后壁下集箱），34脱硝喷淋管，35脱硝剂供给器（或者称为脱硝剂供给装置），36下沉降分离室，37烟气隔板，38灰尘出口。
具体实施方式
本发明的具体实施方式，如图1-4所示，一种双锅筒沉降室喷淋脱硝角管锅炉，包括锅炉炉体部分，炉排部分，锅炉炉体部分包括锅炉本体1，锅炉本体1周围垂直设置的四根具有支撑作用的左侧锅炉支撑下降管8和右侧锅炉支撑下降管25，在锅炉本体1右上部分设置的上锅筒21和下锅筒30，上锅筒21和下锅筒30间的对流管束29，与上锅筒21连通的进水管20出水管19，前拱下降管3和后拱下降管23，以及上回水管17，过热器14，侧墙水冷壁4，炉膛6，前拱水冷壁7，前拱下集箱9，侧墙水冷壁上集箱2，侧墙水冷壁下集箱10，后拱水冷壁32，前后拱上集箱15和下集箱33，以及烟气出口28和灰尘出口38，炉排部分设置在锅炉炉体部分的底部并与锅炉炉体部分的锅炉本体1固连，其特征在于：
A、在锅炉炉体部分的锅炉本体1的后拱水冷壁32，上锅筒21，下锅筒30和二者间的对流管束29，以及侧墙水冷壁4构成的区间分别设置锅炉支撑机构和锅炉水循环机构，锅炉支撑机构由两根垂直设置的侧冷壁支撑下降管24，及与侧冷壁支撑下降管24连通的侧壁给水下降管22，水平纵横设置的支撑加强梁26构成，侧冷壁支撑下降管24的上、下分别与侧墙水冷壁上集箱2和侧墙水冷壁下集箱10连通，锅炉水循环机构由通道后壁水冷壁31和沉降室上集箱16，下集箱33组成，这里，两根垂直设置的侧冷壁支撑下降管24，加上四根具有支撑作用的左侧锅炉支撑下降管8和右侧锅炉支撑下降管25，形成六根大直径角管构成框架系统，高强度支撑，结构安全稳定。六根支撑管兼做支撑和工质水的下降和循环通道，构成新的水循环系统及烟气走向；锅炉前后拱、侧冷壁、下降管、集箱、加强梁形成三角形框架自支撑结构；锅炉整体支撑在六根管下部，中间一点固定，五点滑动，结构优化，安全稳定。锅炉整体长宽高改变，可以生产大型锅炉，特别是炉排长度增加，可燃烧劣质煤，改善燃烧效率，节约能源。如图1-4所示。
B、在锅炉炉体部分的锅炉本体1的后拱水冷壁32，锅炉水循环机构的通道后壁水冷壁31和侧墙水冷壁4构成的区间设置喷淋脱硝旋风分离沉降装置，其由脱硝喷淋管34，脱硝喷嘴18，脱硝剂供给器35，上沉降分离室27，下沉降分离室36组成，其中，脱硝喷淋管34水平均布设置在后拱水冷壁32和锅炉水循环机构的通道后壁水冷壁31上部区间，脱硝喷淋管34上均布设置脱硝喷嘴18，脱硝喷淋管34的底部和脱硝剂供给器35连通，如图1-4所示。
C、炉排部分设计采用往复炉排结构，其由往复炉排11，滑动膨胀支架12，锅炉支撑13组成，如图1、3、4所示。这里需要声明的是图1、3、4给出的是往复炉排结构，图2给出的是链条炉排结构。本技术也适用于其它炉排结构。
所说的脱硝喷淋管34上均布设置的脱硝喷嘴18为向上单向设置或上、下双向设置，脱硝喷淋管34为单排或多排设置。这里，在脱硝喷淋管34上的脱硝喷嘴18为向上单向设置，实现向上单向喷淋脱硝沉降分离，如图1、2、4所示；也可以在脱硝喷淋管34上、下均布设置脱硝喷嘴18，实现双向喷淋脱硝沉降分离，如图3所示。另外，脱硝喷淋管34为单排或多排设置，脱硝喷淋管34可以设计为上下多排，例如两排，或者三或四排等。
所说的锅炉水循环机构的通道后壁水冷壁31设计为旋风式先逆流后顺流接触的上部内凹，下部凸起的Z字形，相对应的左半部分的对流管束29上半部分设计为凸起形状，并且与通道后壁水冷壁31上半部分形成接近封闭的空间使烟气从对流管束29凸起部分的下半部进入对流管束29，其中，通道后壁水冷壁31上、下分别与沉降室上集箱16和下集箱33连通，如图1-4所示。这里，通道后壁水冷壁31可以是为单个或多个设置，如两排，或者三或四排等。
所说的喷淋脱硝旋风分离沉降装置的上沉降分离室27由后拱水冷壁32，通道后壁水冷壁31，侧墙水冷壁4，以及脱硝喷嘴18和脱硝喷淋管34上部区间构成，下沉降分离室36由通道后壁水冷壁31下部，以及脱硝喷嘴18和脱硝喷淋管34下部和对流管束29左侧下部区间构成，如图1-4所示。
Claims (5)
1.一种双锅筒沉降室喷淋脱硝角管锅炉，包括锅炉炉体部分，炉排部分，锅炉炉体部分包括锅炉本体（1），锅炉本体(1)周围垂直设置的四根具有支撑作用的左侧锅炉支撑下降管(8)和右侧锅炉支撑下降管（25），在锅炉本体（1）右上部分设置的上锅筒（21）和下锅筒（30），上锅筒（21）和下锅筒（30）之间的对流管束（29），与上锅筒（21）连通的进水管（20）和出水管（19），前拱下降管（3）和后拱下降管（23），以及上回水管（17），过热器（14），侧墙水冷壁（4），炉膛（6），前拱水冷壁（7），前拱下集箱（9），侧墙水冷壁上集箱（2），侧墙水冷壁下集箱（10），后拱水冷壁（32），前后拱上集箱（15）和下集箱（33），以及烟气出口（28）和灰尘出口（38），炉排部分设置在锅炉炉体部分的底部并与锅炉炉体部分的锅炉本体（1）固连，其特征在于：
A、在锅炉炉体部分的锅炉本体（1）的后拱水冷壁（32），上锅筒（21），下锅筒（30）和二者间的对流管束（29），以及侧墙水冷壁（4）构成的区间分别设置锅炉支撑机构和锅炉水循环机构，锅炉支撑机构由两根垂直设置的侧冷壁支撑下降管（24），及与侧冷壁支撑下降管（24）连通的侧壁给水下降管（22），水平纵横设置的支撑加强梁（26）构成，侧冷壁支撑下降管（24）的上、下分别与侧墙水冷壁上集箱（2）和侧墙水冷壁下集箱（10）连通，锅炉水循环机构由通道后壁水冷壁（31）和沉降室上集箱（16），下集箱（33）组成；
B、在锅炉炉体部分的锅炉本体（1）的后拱水冷壁（32），锅炉水循环机构的通道后壁水冷壁（31）和侧墙水冷壁（4）构成的区间设置喷淋脱硝旋风分离沉降装置，其由脱硝喷淋管（34），脱硝喷嘴（18），脱硝剂供给器（35），上沉降分离室（27），下沉降分离室（36）组成，其中，脱硝喷淋管（34）水平均布设置在后拱水冷壁（32）和锅炉水循环机构的通道后壁水冷壁（31）上部区间，脱硝喷淋管（34）上均布设置脱硝喷嘴（18），脱硝喷淋管（34）的底部和脱硝剂供给器（35）连通；
C、炉排部分设计采用往复炉排结构，其由往复炉排（11），滑动膨胀支架（12），锅炉支撑（13）组成。
2.如权利要求1所述的一种双锅筒沉降室喷淋脱硝角管锅炉，其特征在于：所述的脱硝喷淋管（34）上均布设置的脱硝喷嘴（18）为向上单向设置或上、下双向设置。
3.如权利要求1或2所述的一种双锅筒沉降室喷淋脱硝角管锅炉，其特征在于：所述的锅炉水循环机构的通道后壁水冷壁（31）设计为旋风式先逆流后顺流接触的上部内凹，下部凸起的Z字形，相对应的左半部分的对流管束（29）上半部分设计为凸起形状，并且与通道后壁水冷壁（31）上半部分形成接近封闭的空间使烟气从对流管束（29）凸起部分的下半部进入对流管束（29），其中，通道后壁水冷壁（31）上、下分别与沉降室上集箱（16）和下集箱（33）连通。
4.如权利要求书1或2所述的一种双锅筒沉降室喷淋脱硝角管锅炉，其特征在于：所述的喷淋脱硝旋风分离沉降装置的上沉降分离室（27）由后拱水冷壁（32），通道后壁水冷壁（31），侧墙水冷壁（4），以及脱硝喷嘴（18）和脱硝喷淋管（34）上部区间构成，下沉降分离室（36）由通道后壁水冷壁（31）下部，以及脱硝喷嘴（18）和脱硝喷淋管（34）下部和对流管束（29）左侧下部区间构成。
5.如权利要求3所述的一种双锅筒沉降室喷淋脱硝角管锅炉，其特征在于：所述的喷淋脱硝旋风分离沉降装置的上沉降分离室（27）由后拱水冷壁（32），通道后壁水冷壁（31），侧墙水冷壁（4），以及脱硝喷嘴（18）和脱硝喷淋管（34）上部区间构成，下沉降分离室（36）由通道后壁水冷壁（31）下部，以及脱硝喷嘴（18）和脱硝喷淋管（34）下部和对流管束（29）左侧下部区间构成。
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