CN105972572A - 一种煤粉锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明属于锅炉领域，具体涉及一种煤粉锅炉。本发明提供一种煤粉锅炉，其包括：膜式水冷壁炉膛，燃烧器，对流管束。在本发明的水煤浆锅炉中包括锅筒，集箱，膜式水冷壁，下降管，对流管束及有机热载体进出口集箱，锅筒，集箱，膜式水冷壁，下降管构成封闭的汽水系统，对流管束与有机热载体进出口集箱连通，构成封闭的热媒循环系统。本发明的水煤浆锅炉可同时提供蒸汽和有机热载体两种介质。

Description

一种煤粉锅炉

技术领域

本发明属于锅炉领域，具体涉及一种煤粉锅炉。

背景技术

煤粉燃烧是煤的高效洁净燃烧方式之一，其燃烧效率可达96%以上，是一项成熟的燃烧技术，在大型电站锅炉得到普遍应用。近年来，煤粉燃烧在工业锅炉上也得到应用。目前在运行的煤粉工业锅炉，蒸汽锅炉以卧式内燃锅壳式结构和D型双锅筒水管结构为主，有机热载体锅炉以卧式盘管为主，且均只能给用户提供单一介质，因此存在以下的不足：

1）负荷调节范围小，只能提供单一介质（蒸汽或有机热载体）。

2）燃烧不够均匀，炉膛温度较高，不利于降低NO_X的含量。

3）锅炉灰、渣清理不方便。

4）锅炉房占地面积大。

发明内容

本发明所要解决的是现有技术存在的上述问题，旨在提供一种结构上可同时提供蒸汽和有机热载体两种介质的煤粉锅炉。

为达上述优点，本发明提供一种煤粉锅炉，其包括：膜式水冷壁炉膛，燃烧器，锅筒、凝渣管、集箱、下降管；所述锅筒、集箱、膜式水冷壁炉膛、下降管构成汽水系统用于吸收所述膜式水冷壁炉膛内的热量制造蒸汽，所述煤粉锅炉还包括，对流管束，有机热载体集箱;所述对流管束和所述有机热载体集箱连通形成机热载体循环系统。

在本发明的煤粉锅炉的一个实施例中，所述膜式水冷壁炉膛由膜式水冷壁炉膛组成。

在本发明的煤粉锅炉的一个实施例中，所述对流管束为蛇形管。

在本发明的煤粉锅炉的一个实施例中，所述对流管束包括高温对流管束和低温对流管束，有机热载体集箱包括有机热载体出口集箱，有机热载体进口集箱。

在本发明的煤粉锅炉的一个实施例中，所述膜式水冷壁炉膛中部设有两排燃尽风进口。

在本发明的煤粉锅炉的一个实施例中，所述膜式水冷壁炉膛的下部的炉墙逐渐变窄形成落灰口，所述膜式水冷壁炉膛的中部、上部的炉墙与所述落灰口底部的夹角为大于或等于125度(灰安息角)的钝角。

在本发明的煤粉锅炉的一个实施例中，所述高温对流管束、所述低温对流管束按所述煤粉锅炉的烟气排出方向设置。

在本发明的煤粉锅炉的一个实施例中，所述燃烧器位于所述膜式水冷壁的底部。

在本发明的煤粉锅炉的一个实施例中，所述膜式水冷壁四周设有吹灰器。

在本发明的煤粉锅炉的一个实施例中，所述膜式水冷壁四周设有两层SNCR接口。

在本发明的煤粉锅炉中煤粉锅炉包括膜式水冷壁和对流管束，对流管束与有机热载体集箱连通。在本发明的水煤浆锅炉可＂一炉两用〃,可同时给用户提供＂蒸汽和有机热载体〃两种介质。省煤器、锅筒、下降管、集箱、汽连通管及炉膛膜式水冷壁构成一个封闭的汽水系统；进、出口集箱、高、低温对流管束构成一个封闭的热媒系统；两个系统互不干涉，因此，本炉型可同时提供蒸汽和有机热载体两种介质到用户指定设备。

附图说明

图1是本发明第一实施例的煤粉锅炉的结构图。

图2是图1的剖视图。

图中，1-燃烧器，2-落灰管，3-膜式水冷壁炉膛，4-下降管，5-锅筒，6-顶集箱，7-上集箱，8-汽连通管，9-防爆门， 10-凝渣管，11-燃尽风进口，12-下集箱，13-有机热载体进口集箱，14-低温对流管束，15-高温对流管束，16-有机热载体出口集箱，17-省煤器，18-空气预热器，19-出渣机。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1是本发明第一实施例的燃烧器底置单炉膛型“蒸汽和有机热载体”双介质煤粉锅炉的结构图。图2是图1的剖视图。参照附图1、2，本发明的煤粉锅炉，包括两个燃烧器1、落灰管2、膜式水冷壁炉膛3、下降管4、锅筒5、顶集箱6、上集箱7、汽连通管8、凝渣管10、下集箱12、高温对流管束15、低温对流管束14、空气预热器18和省煤器17。

燃烧器1位于膜式水冷壁炉膛3底部，燃烧器1用于燃烧煤粉产生热量。燃烧器1的数量为一对。燃烧器1均匀的设置在膜式水冷壁炉膛3的底部。两个燃烧器1燃烧可独立控制。两个燃烧器1对称设置。落灰管2位于膜式水冷壁炉膛3的底部。落灰管2与出渣机19连接。

膜式水冷壁炉膛3是由水冷壁管包围起来供燃料燃烧的立体空间。炉膛3的下部的炉墙逐渐变窄形成落灰口，炉膛3的中部、上部的炉墙与落灰口底部的夹角为大于或等于125度(灰安息角)的钝角。可以防止膜式水冷壁炉膛3的底部积灰。

下降管4和膜式水冷壁的两端中分别与所述的上集箱7和下集箱12连通。顶集箱6和上集箱7设置在膜式水冷壁炉膛3的顶部，顶集箱6和上集箱7通过汽连通管8连通。下集箱12设置在膜式水冷壁炉膛3的底部。煤粉锅炉的炉膛部分采用立式角管式结构，四角布置4根下降管4。顶集箱6上集箱7和下集箱12用于汇集或者分配汽水工质，减少工质的输送连接管道，减少锅筒的开孔数，从而有利于提高锅筒的安全性能。

锅筒5在煤粉锅炉中用以进行汽水分离和蒸汽净化，组成水循环回路并蓄存锅水的筒形压力容器，又称汽包。主要作用为接纳省煤器来水，进行汽水分离和向循环回路供水，向过热器输送饱和蒸汽。锅筒5中存有一定水量，具有一定的热量及工质的储蓄，在工况变动时可减缓汽压变化速度，当给水与负荷短时间不协调时起一定的缓冲作用。锅筒中装有内部装置，以进行汽水分离、蒸汽清洗、锅内加药、连续排污，籍以保证蒸汽品质。

上集箱7、顶集箱6、汽连通管8、下集箱12、炉膛的膜式水冷壁3和4根下降管4构成封闭的水循环系统。上集箱7与顶集箱6用汽连通管8连接，同时接入锅筒5，汽水混合物从膜式水冷壁的受热面上升进入上集箱7，并在上集箱7里发生汽水预分离，蒸汽经汽水引出管5至顶集箱6进入锅筒5上部的汽空间。由于上集箱7均在锅筒7的高水位处接入，则蒸汽没有通过水空间而直接接入锅筒5，从而避免了泡沫的产生，再加上进入锅筒5的蒸汽已进行预分离，大大提高了蒸汽的品质。上集箱7里汽水预分离后的水从4根下降管4流入下集箱12，再进入膜式水冷壁内，形成水循环。

燃尽风进口11位于膜式水冷壁炉膛3的中部，燃尽风进口的数量为两排多个，所进风用于保证炉膛有充分的氧气与燃料反应燃烧。

高温对流管束15和低温对流管束14采用蛇形管，并竖向顺列布置在炉膛的外侧，高温对流管束15和低温对流管束14之间相互连通，高温对流管束15的上方的端部与有机热载体出口集箱16连通，低温对流管束14下方的端部与有机热载体进口集箱13连通。

有机热载体进口集箱13、低温对流管束14、高温对流管束15和有机热载体出口集箱16依次连通，并通过循环油泵和高、低位油槽构成封闭的热媒循环系统，通过外部管道输送到用热设备，期间有机热载体产生的水汽可通过各部件的高排管排入高位槽再排入大气。有机热载体的流程低进高出，低温对流管束14、高温对流管束15内不会积气，避免了低温对流管束14、高温对流管束15产生局部过热。所述高温对流管束（15）、所述低温对流管束（14）按所述煤粉锅炉的烟气排出方向设置。

本发明的工作原理如下：

煤粉通过一次风机从炉膛底部两个燃烧器1喷入膜式水冷壁炉膛3，同时，经空气预热器加热后的高温空气（二次风）也进入燃烧器1与煤粉混合进入炉膛进行猛烈悬浮燃烧，同时在炉膛中布置了两级燃尽风进口，保证了炉膛有充分的氧气与燃料反应燃烧。在膜式水冷壁炉膛燃烧换热后的高温烟气从膜式水冷壁炉膛上方的凝渣管出口处转折180°向下进入高温对流管15进行对流换热，再垂直向下进入低温对流管14进行对流换热，烟气再进入空气预热器18和省煤器17进行换热，后排入烟气净化系统。在烟气净化系统内，烟气中的固体颗粒被清除掉。省煤器17和空预热器18可利用烟气的余热对锅炉燃烧所需空气和锅炉给水进行加热，经空预器加热后的干净预热空气从两个燃烧器1中再次喷入炉膛，经省煤器加热后的热水进入锅筒，从而达到循环利用和节能的目的。

作为本发明的进一步改进，炉膛四周设有炉膛吹灰器，可清除炉膛膜式水冷壁受热面上的积灰。在清灰口处设置气力吹灰装置，能及时有效地清除对流管束盘管上的积灰。

作为本发明的再进一步改进，膜式水冷壁四周设有两层SNCR接口，可确保锅炉在不同负荷下NOX均能达标。

本发明的煤粉锅炉至少具有以下优点：

在本发明的煤粉锅炉中煤粉锅炉包括膜式水冷壁和对流管束，对流管束与有机热载体集箱连通。在本发明的煤粉锅炉同时提供蒸汽\热水，有机热载体两种介质。＂一炉两用〃,可同时给用户提供＂蒸汽和有机热载体〃两种介质。省煤器、锅筒、下降管、集箱、汽连通管及炉膛膜式水冷壁构成一个封闭的汽水系统；进、出口集箱、高、低温对流管束构成一个封闭的热媒系统；两个系统互不干涉，因此，本炉型可同时提供蒸汽和有机热载体两种介质到用户指定设备。

本发明的煤粉锅炉的一个实施例中，采用立式单炉膛结构。单炉膛可在炉膛四周分级分段送风，针对不同的负荷，可以实现多元化调节，使燃料燃烧更加完全。另外，底层燃尽风进口还可采用四角切圆的喷入方式，增加燃料在炉膛内的停留时间，并使空气与燃料混合的更加充分。

本发明的煤粉锅炉的一个实施例中，本锅炉属模块化组装,炉膛廋高形,烟气流程长达11米以上,特别利于煤粉燃烬。整个炉膛均由膜式水冷壁受热面构成，可确保额定出力时不结焦。和传统立式散装锅炉相比,只有部分组焊在现场进行,检验方便,可保证产品质量100%合格。

本发明的煤粉锅炉的一个实施例中，炉膛受热部分采用膜式水冷壁结构，炉体采用角管式结构炉膛受热面采用膜式水冷壁结构，炉墙只需要保温材料，整体密封、保温性能好，漏风少；炉体采用立式角管式结构布置，四角布置4根大口径下降管，不需要另设支撑钢架，钢耗低；锅炉采用立式结构，锅筒高度较高，因而锅炉水循环压差大，水循环安全可靠。

本发明的煤粉锅炉的一个实施例中，燃烧器底置燃烧器为两个，炉膛底部布置。双燃烧器布置的好处在于每个燃烧器可单独控制，大大提高燃烧的稳定性和负荷的调节性能，同时可使用两种以上的燃料。燃烧器底置，便于燃烧调节，燃烧温度场分布均匀，有利于抑制NOX的生成。

本发明的煤粉锅炉的一个实施例中，热媒循环安全可靠。本炉型的高低温对流管束主要是用于加热有机热载体，由于热媒经过的高、低温对流管时采用低进高出的形式，受热管内不集气，不会造成局部过热，连接管设置在烟道外部，不受热，因此热媒循环安全可靠。

本发明的煤粉锅炉的一个实施例中，煤粉锅炉整体结构紧凑、外形布置简单、占地面积小。由于此类型的锅炉可同时提供蒸汽和有机热载体两种介质，对于那些需要用两种介质的用户来说就不需要同时上两种型号的锅炉了，相应的尾部装置也只需要一套就可以了，这就有利于整体布置，大大节省了用地面积。

本发明的煤粉锅炉的一个实施例中，煤粉锅炉包括：膜式水冷壁炉膛，燃烧器，对流管束。在本发明的水煤浆锅炉中包括锅筒，集箱，膜式水冷壁，下降管，对流管束及有机热载体进出口集箱，锅筒，集箱，膜式水冷壁，下降管构成封闭的汽水系统，对流管束与有机热载体进出口集箱连通，构成封闭的热媒循环系统。本发明的水煤浆锅炉可同时提供蒸汽和有机热载体两种介质。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种煤粉锅炉，其包括：膜式水冷壁炉膛（3），燃烧器（1），锅筒（5）、凝渣管（10）、集箱（6、7、12）、下降管（4）；所述锅筒（5）、集箱（6、7、12）、膜式水冷壁炉膛（3）、下降管（4）构成汽水系统用于吸收所述膜式水冷壁炉膛（3）内的热量制造蒸汽，其特征在于，所述煤粉锅炉还包括对流管束（14、15），有机热载体集箱（13、16）;所述对流管束（14、15）和所述有机热载体集箱（13、16）连通形成机热载体循环系统。

2.根据权利要求1所述的煤粉锅炉，其特征在于：所述膜式水冷壁炉膛（3）由膜式水冷壁炉膛（3）组成。

3.根据权利要求1所述的煤粉锅炉，其特征在于：所述对流管束（14、15）为蛇形管。

4.根据权利要求1所述的煤粉锅炉，其特征在于：所述对流管束（14、15）包括高温对流管束（15）和低温对流管束（14），有机热载体集箱（13、16）包括有机热载体出口集箱（16），有机热载体进口集箱（13），所述对流管束（14、15）用于加热有机热载体。

5.根据权利要求1所述的煤粉锅炉，其特征在于：所述膜式水冷壁炉膛（3）中部设有两排燃尽风进口（11）。

6.根据权利要求1所述的煤粉锅炉，其特征在于：所述膜式水冷壁炉膛（3）的下部的炉墙逐渐变窄形成落灰口，所述膜式水冷壁炉膛（3）的中部、上部的炉墙与所述落灰口底部的夹角为大于或等于125度(灰安息角)的钝角。

7.根据权利要求4所述的煤粉锅炉，其特征在于：所述高温对流管束（15）、所述低温对流管束（14）按所述煤粉锅炉的烟气排出方向设置。

8.根据权利要求1所述的煤粉锅炉，其特征在于：所述燃烧器（1）位于所述膜式水冷壁（3）的底部。

9.根据权利要求1所述的煤粉锅炉，其特征在于：所述膜式水冷壁（3）四周设有吹灰器。

10.根权利要求1-9任一所述的煤粉锅炉，其特征在于：所述膜式水冷壁（3）四周设有两层SNCR接口。