CN105698164A - 循环流化床物料循环系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种循环流化床物料循环系统，包括炉膛、分离器、回料腿、汇集分配器和灰量控制装置，数个分离器的出口端分别接入汇集分配器的前部，汇集分配器的后部通过数个回料腿接入炉膛，在汇集分配器和回料腿之间设有灰量控制装置。本发明循环流化床物料循环系统，通过汇集分配器来集中收集循环灰，再通过灰量控制装置来控制和调节循环灰落入炉膛中的量，实现区域回料量可调，达到有效调节和控制炉内床温均匀性，为燃烧和传热提供良好条件，并为炉内高效脱硫、低Nox燃烧、预防锅炉结焦和提高燃料燃尽提供保障。

Description

循环流化床物料循环系统
技术领域
本发明涉及一种循环流化床物料循环系统，属于循环流化床技术领域。
背景技术
循环流化床（CFB）燃烧技术是一种新型洁净煤燃烧技术，其主要特点是燃料在炉膛中呈流化态燃烧。燃料由给煤装置送入炉膛，在高压一次风作用下带出炉膛底部进行物料循环，在循环过程中参与燃烧和传热。随着循环流化床锅炉的大型化，锅炉炉膛断面也随之增大，又受二次风穿透性限制，炉膛截面宽深比加大，床温均匀性变差。
如图1、2所示，目前，循环流化床锅炉的物料外循环系统主要由炉膛14、分离器11、分离器12和回料腿13组成。分离器接于分离器的下方，分离器通过回料腿与炉膛连通。在现有的锅炉中，一个分离器对应一个分离器，一个分离器对应1-2个回料腿，构成一条分离回料支线。一台锅炉的物料外循环系统可以由多条支线组成，这些支线相互不关联的独立排列。
如清华大学申请的专利号为201210390334.5，名称为《一种用于循环流化床锅炉的双路可控回料阀》的中国发明专利，其公开了一种在进料管内设有分隔板，将进料管分隔为两部分，分隔板下部与布风板相连，分隔板顶端至少要高于返料管出风口上边缘0.2米。该申请公布的实质是单个分离器对应单个分离器的物料循环系统。
又如由中国华能集团清洁能源技术研究院申请的专利号为201210384604.1，名称为《提高大型循环流化床锅炉炉内物料分布均匀性的回料系统》的中国发明专利，其公开了一种提高大型循环流化床锅炉炉内物料分布均匀性的回料系统，其包括和旋风分离器下端相连接的立管、和立管下端连接的松动床以及和松动床底部相连通的松动床风室，所述回料系统还包括设置在松动床周围和其连通的至少两组回料床，和至少两组回料床底部分别相连通的至少两组回料床风室，和至少两组回料床顶部分别相连通的至少两组返料斜腿，和至少两组返料斜腿分别相连接的炉膛接口。虽然该申请能够提高物料分别的均匀性，但实际上仍然是单个分离器对应单个分离器的物料循环系统。
由于循环流化床锅炉的炉膛要求烟气、物料的分配要尽可能的均匀，但单条支线的循环量无法调节，当需对床温均匀性或汽温等进行调整时，单支线由于回料量不可调，无法通过调整具体位置的回料量来调节。以如图2所示的单个炉膛、三个分离器的布置形式为例，三个分离器分别对应三条支路，单个分离器接一个分离器，分离器通过两个回料腿接入炉膛内。经过实践后大量的运行数据表明：在这种布置方式下存在中间循环回路循环量小，两侧循环回路循环量大的问题，这将导致床温分布不均匀，而床温不均匀会降低炉内脱硫效率，使Nox排放增加，炉内物料燃烧不均匀，煤燃尽程度降低等问题，影响机组经济性和安全稳定运行。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种循环流化床物料循环系统，解决现有循环流化床锅炉内的物料燃烧不均匀，煤燃尽程度降低等问题，尤其是针对现有单个分离器对应单个分离器，循环量无法调节，床温均匀性和汽温无法调整而导致的物料燃烧不均匀，影响机组经济性和安全稳定运行的问题，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现：一种循环流化床物料循环系统，包括炉膛、分离器、回料腿、汇集分配器和灰量控制装置，数个分离器的出口端分别接入汇集分配器的前部，汇集分配器的后部通过数个回料腿接入炉膛，灰量控制装置设于汇集分配器内、回料腿上或者汇集分配器和回料腿之间。
作为一种优选方式，其中：所述灰量控制装置为锥形阀门或者球形阀门。
作为另外的优选方式，其中：所述灰量控制装置为电子阀门控制器。
作为进一步优选方式，其中：所述灰量控制装置设置于回料腿上，一个灰量控制装置对应一个回料腿。
作为进一步优选方式，其中：所述灰量控制装置设置于汇集分配器内，且一个灰量控制装置对应一个回料腿。
作为进一步优选方式，其中：灰量控制装置设于汇集分配器和回料腿之间，且一个灰量控制装置对应一个回料腿。
作为一种优选方式，其中：所述分离器为两个或者两个以上，分离器通过管道与汇集分配器相连。
作为一种优选方式，其中：分离器的数量为N个，N＞1，汇集分配器与1N至3N个回料腿连通。
作为一种优选方式，其中：分离器的数量为N个，N＞1，汇集分配器与1N至3N个灰量控制装置连通。
本发明中部分零件的作用如下：
汇集分配器：其结构与现有分离器类同，主要是起到汇集分离器捕捉到的循环灰的作用，将数个分离器捕捉到的循环灰汇集在该汇集分配器中集中起来。
灰量控制装置：用来控制从汇集分配器出来的各支路循环灰量，可以是锥形阀等可量化的控制阀门，根据炉膛的需要来控制进入炉膛不同区域内的循环灰量。
本发明的有益效果：本发明循环流化床物料循环系统，通过汇集分配器来集中收集循环灰，再通过灰量控制装置来控制和调节各支路循环灰落入炉膛中的量，实现了全区域回料量全峰可调，极大的增加回料调节特性，达到有效调节和控制炉内床温均匀性，对局部床温进行精细控制，实现区域回料量可调，为燃烧和传热提供良好条件，并为炉内高效脱硫、低Nox燃烧、预防锅炉结焦和提高燃料燃尽提供保障；另外区域回料量可调也可在调节汽温和管壁温度上起到一定作用。循环流化床锅炉炉内投石灰石脱硫，大体来讲，脱硫效率随床温（850℃）升高而降低。通过本发明可以有效降低最大床温偏差，在床温这个条件上最大程度的提高脱硫效率。
与现有技术相比，存在如下区别点：
1.现有外循环系统的各个循环支路在分离器和回料段之间，在结构和工质流程上互不相交，互不影响，循环支路数量与分离器的数量相等；本发明物料外循环系统的循环支路数量与汇集分配器数量相等。
2.现有单个物料外循环支路包含1个分离器、1个分离器和1-2个回料腿；本发明的物料外循环单个支路包含2个或者2个以上分离器、2个或者2个以上分离器和1N-3N个回料腿，其中：N为分离器的数量。
3.现有单个物料外循环支路的分离器可视为一个平衡容器，在锅炉稳定运行，分离器正常工作状态下，单个物料外循环支路的总回料量几乎不可调节，若带2个回料腿，可通过回料风量或流量控制装置来控制单个回料腿的回料量；本发明的单个物料外循环支路回料总量同样几乎不可调节，但由于单个支路包含了N个分离器，1N-3N个回料腿，使得每个回料腿的回料量调节幅度大大增强，在极限情况下，本发明外循环系统的单个回料腿的最大回料量是现有外循环系统单个回料腿最大回料量的N倍。其中，N为本发明单个物料外循环支路所包含的分离器数量。
4.现有外循环系统的单个回料腿与其所在的支路的分离器和分离器成一一对应关系；而本发明的外循环系统的单个回料腿与多个分离器和分离器成对应关系，使得回料腿的回料量调节不受其所处位置的限制，实现了全区域回料量全峰可调，极大的增加回料调节特性。
附图说明
图1是现有循环流化床物料循环系统的结构示意图；
图2是现有循环流化床物料循环系统的模块化示意图。
图3是本发明实施例1的结构示意图。
图4是本发明实施例2的结构示意图。
图1、2中：11-分离器；12-分离器；13-回料腿；14-炉膛。
图3、4中：1-炉膛；2-分离器；3-汇集分配器；4-灰量控制装置；5-回料腿。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。
实施例1：
如图3所示，本发明循环流化床物料循环系统包括炉膛1、分离器2、回料腿5、汇集分配器3和灰量控制装置4。所述分离器为3个，3个分离器2的出口端分别通过管道接入汇集分配器3的前部。即将3个分离器2接入同1个汇集分配器3中，汇集分配器3起到集中收集分离后的物料的作用。汇集分配器3的后部通过6个回料腿5接入炉膛1。
灰量控制装置4为锥形阀门，设置于回料腿5上，且一个灰量控制装置4对应一个回料腿5。
实施例2：
如图4所示，本发明循环流化床物料循环系统包括炉膛1、分离器2、回料腿5、汇集分配器3和灰量控制装置4。所述分离器为2个，2个分离器2的出口端分别通过管道接入汇集分配器3的前部。即将两个分离器2接入同一个汇集分配器中，汇集分配器3的后部通过4个回料腿5接入炉膛1。
灰量控制装置4为电子阀门控制器，设置于回料腿上，且一个灰量控制装置4对应一个回料腿5。
与实施例1不同的是，炉膛的两侧均可设置4个回料腿5，成为以炉膛为中的对称结构：分离器-汇集分配器-回料腿-炉膛-回料腿-汇集分配器-分离器。本结构可以根据炉膛的宽度来最大量的设置分离器，起到更为有效的分离作用，提高物料循环效果。
实施例3：
另外，所述灰量控制装置4还可以设置于汇集分配器3内，或者设于汇集分配器3和回料腿5之间，当分离器的数量为N个，N＞1时，汇集分配器可与1N至3N个回料腿连通；并且，汇集分配器可与1N至3N个灰量控制装置连通。本发明的单个物料外循环支路回料总量同样几乎不可调节，但由于单个支路包含了2个或者2个以上的分离器和分离器，1N-3N个回料腿，使得每个回料腿的回料量调节幅度大大增强，在极限情况下，本发明外循环系统的单个回料腿的最大回料量是现有外循环系统单个回料腿最大回料量的N倍。
本发明的工作流程：
首先，物料在炉膛内流化燃烧，部分物料被烟气携带进入分离器，被分离器捕集到的物料通过分离后进入汇集分配器，汇集分配器起到收集物料的作用。在汇集分配器里面的物料再在灰量控制装置打开的情况下通过各个回料腿回到炉膛。
本发明适用于带多个分离器的循环流化床锅炉，也适合现有的带一个分离器的循环流化床锅炉。本发明中所述的汇集分配器可用于汇集两个或者两个以上分离器捕集的物料，每个回料腿与汇集分配器之间设置有灰量控制装置来控制进入每个回料腿的回料量。通过区域回料量可调，实现床温均匀性可控，为燃烧和传热提供良好条件，并为炉内高效脱硫、低Nox燃烧、预防锅炉结焦和提高燃料燃尽性提供保障。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种循环流化床物料循环系统，其特征在于：包括炉膛（1）、分离器（2）和回料腿（5），其特征在于：还包括汇集分配器（3）和灰量控制装置（4），数个分离器（2）的物料捕集出口端分别接入汇集分配器（3）的前部，汇集分配器（3）的后部通过数个回料腿（5）接入炉膛（1），灰量控制装置（4）设于汇集分配器（3）内、回料腿（5）上或者汇集分配器（3）和回料腿（5）之间。
2.如权利要求1所述的循环流化床物料循环系统，其特征在于：所述灰量控制装置（4）为锥形阀门或者球形阀门。
3.如权利要求1所述的循环流化床物料循环系统，其特征在于：所述灰量控制装置（4）为电子阀门控制器。
4.如权利要求2或者3中任一所述的循环流化床物料循环系统，其特征在于：所述灰量控制装置（4）设置于回料腿（5）上，一个灰量控制装置（4）对应一个回料腿（5）。
5.如权利要求2或者3中任一所述的循环流化床物料循环系统，其特征在于：所述灰量控制装置（4）设置于汇集分配器（3）内，且一个灰量控制装置（4）对应一个回料腿（5）。
6.如权利要求2或者3中任一所述的循环流化床物料循环系统，其特征在于：灰量控制装置（4）设于汇集分配器（3）和回料腿（5）之间，且一个灰量控制装置（4）对应一个回料腿（5）。
7.如权利要求1所述的循环流化床物料循环系统，其特征在于：所述分离器（2）为两个或者两个以上，分离器（2）通过管道与汇集分配器（3）相连。
8.如权利要求1所述的循环流化床物料循环系统，其特征在于：分离器的数量为N个，N＞1，汇集分配器（3）与1N至3N个回料腿（5）连通。
9.如权利要求1所述的循环流化床物料循环系统，其特征在于：分离器的数量为N个，N＞1，汇集分配器（3）与1N至3N个灰量控制装置（4）连通。
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