CN106224941A - 一种有机热载体蒸汽热风组合热力联产循环流化床锅炉 - Google Patents

一种有机热载体蒸汽热风组合热力联产循环流化床锅炉 Download PDF

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Abstract

本发明涉及节能工业锅炉技术领域，具体涉及一种有机热载体蒸汽热风组合热力联产循环流化床锅炉。其特征是：包括循环流化床炉体组件、高温烟气沉降净化室、有机热载体受热系统、蒸汽发生器。根据热力使用单位工艺条件提供各种形式热力，对各种形式能源统筹调剂，能够提供符合热力使用单位工艺要求的洁净无尘高温烟气（热风）。

Description

一种有机热载体蒸汽热风组合热力联产循环流化床锅炉
技术领域
本发明涉及节能工业锅炉领域，具体涉及一种有机热载体蒸汽热风组合热力联产循环流化床锅炉。
背景技术
工业锅炉是重要的热能动力设备，现今越来越受到能源政策和节能、环保要求的制约，为满足向各行业提供所需的工艺条件的各种形式热力，如不同的工艺温度、工艺介质所需的热风、蒸汽、有机热载体等热力，比如有机硅行业干燥工段需要洁净高温热风、漂洗工段需要低温热水、而活化工序需要中温热能等，另外又要根据生产的变化在一定范围内条件下调剂热力分配，因此如何达到工艺要求和合理利用热能是工程技术人员努力解决的问题。中国发明专利（专利号为201510561733.7，专利名称为一种茶叶蒸汽热风杀青机）公开了一种茶叶蒸汽热风杀青机，其特征是包括蒸汽锅炉，盘管热风炉，杀青系统和若干辅助设备；所述蒸汽锅炉入口与水泵相连，出口通过蒸汽管道与盘管热风炉相连接，盘管热风炉通过蒸汽管道与杀青系统连接，杀青系统分为三层；在工作时首先通过热风对茶叶进行预加热，然后蒸汽锅炉产生的蒸汽，经过盘管热风炉的盘旋管道，再次加热蒸汽，形成高压蒸汽，并进入杀青系统的第一层，与流化床的鲜叶全面接触；盘管热风炉产生的高压蒸汽进入第二层和第三层流化床，对杀青后的茶叶进行杀青脱水处理，最终达到杀青效果，完成杀青作业。本使用新型设计合理、结构紧凑、杀青效率高，易于维护保养。中国发明专利（专利号为201110063149.0，专利名称为用锅炉烟气余热加热导热油的系统）公开了用锅炉烟气余热加热导热油的系统，特征是包括按烟气流经方向设在烟道内的省煤器和空预器，还包括导热油加热器，设在烟道内省煤器的前方，导热油加热器通过循环管与用热设备相连，循环管上设有循环泵。本发明的用锅炉烟气余热加热导热油的系统，充分利用了烟气余热，通过改变锅炉尾部受热面布置顺序，在保证原锅炉效率与出力的同时，降低锅炉排烟温度，回收锅炉烟气部分余热，并将其回收的热量加热热载体——导热油，可应用于石油、化工、纺织、印染、橡胶、制革、食品、木材加工等许多行业。中国发明专利（专利号为201010210404.5，专利名称为循环流化床锅炉）公开了循环流化床锅炉，特征是包括布风装置和由水冷壁围成的炉膛，所述布风装置包括布风板、穿过该布风板延伸的多个风管和安装在各风管上的风帽，所述风帽上具有与所述风管连通的开孔，其中：在所述布风板的中心区域，所述布风装置的通流面积小于其余区域的通流面积；相邻的两个水冷壁之间的角落部分具有过渡层，该过渡层在相邻的水冷壁之间形成弧形过渡。通过在床料厚度较小的中心区域减小通流面积，可以达到分级布风、均匀流化的目的。不仅提高了循环流化床锅炉的效率，还能够从根本上解决风帽磨损和漏渣问题。另外，在相邻的水冷壁之间形成弧形过渡层，可以减弱角度部分的磨损。因而本发明的循环流化床锅炉能够保持长周期的安全、稳定运行。现有技术中第一款为获得预加热的符合食品行业的洁净热风，把蒸汽加热洁净空气盘管获得热风，不仅由于空气的传导系数低需要较大的受热面积，而且能量转化过程必然造成能耗损失。现有技术第二款用余热转化为有机热载体热力，由于一般余热烟气温度较低，而温度差的关系，有机热载体热力温度更低，很难满足所需的工艺温度。现有技术中第三款循环流化床锅炉烟气含尘高、流速高，对受热管磨损大，有机热载体易于泄漏而引起火灾，循环流化床锅炉罕见有提供有机热载体热力。综上所述锅炉或热力系统一般根据使用单位工艺要求提供单一或两种的热力形式组合，这就导致热力使用单位需要根据工艺条件投资建设多台各种热力形式锅炉，不仅投资较大，而且不能对能源统筹调剂，造成能源的浪费。
发明内容
本发明所采取的技术方案是：一种有机热载体蒸汽热风组合热力联产循环流化床锅炉。其特征是：包括循环流化床炉体组件、高温烟气沉降净化室、有机热载体受热系统、蒸汽发生器。
所述循环流化床炉体组件包括落渣管、等压风箱、进料器、布风板、炉膛、空冷壁、高温分离器、烟风道、返料器。
所述高温烟气沉降净化室包括净化室体、清灰口、高温烟气进口、洁净热风出口、连接有机热载体受热系统洁净热风出口、连接蒸汽发生器洁净热风出口、高温烟气折流挡墙、插板阀。所述高温烟气沉降净化室的洁净热风出口、连接有机热载体受热系统洁净热风出口、连接蒸汽发生器洁净热风出口均设计有插板阀，通过插板阀的开合来调节供给热力，所述净化室体由耐火材料筑砌而成。
发明人发现，为获得洁净高温烟气，必须对高温烟气的颗粒物高效捕集，而目前理想的方式为高温烟气沉降净化室，颗粒物在重力和折流挡墙的作用下激烈碰撞失去动能落入净化室内，在高温条件下熔融为布满净化室内表面的类牛顿流体熔融的落灰，利用熔融的落灰的类牛顿流体的表面张力粘附直径更微小的颗粒物，而布满净化室内表面的类牛顿流体熔融的落灰无疑充分保证捕集微小颗粒物的几率。为保证净化室的温度与炉膛温度基本相当，循环流化床炉烟风道不设受热面，炉膛中的高温烟气直接进入净化室内，而颗粒物中的可燃物利用烟气的高温、过剩氧量能够继续燃烧，实质上增加了炉膛容积使可燃物充分燃烧，第一，保持净化室温度使落灰处于熔融的类牛顿流体状态，第二，提高了燃烧效率，并输出更高的温度的烟气（热风），实质上提高了锅炉热效率，第三，消耗了过剩氧量，降低了空气过量系数，也减少污染物的排放量。最后，熔融的落灰累积成较厚的积灰层后，外层冷却凝固的积灰层又是极好的保温材料，一则减少净化室表面热损失，二则保护净化室不被高温、烟气冲刷而垮塌。
所述有机热载体受热系统通过连接有机热载体受热系统洁净热风出口与高温烟气沉降净化室连接，所述蒸汽发生器通过连接蒸汽发生器洁净热风出口与高温烟气沉降净化室连接，所述循环流化床炉体组件通过烟风道与高温烟气沉降净化室连接。
相对于现有技术，本发明至少含有以下优点：第一，设计高温分离器和返料器使烟气中较大颗粒物分离并燃烧利用后，较小的颗粒物在重力和折流挡墙的作用下激烈碰撞失去动能落入净化室内，在高温条件下熔融为布满净化室内表面的类牛顿流体熔融的落灰，利用熔融的落灰的类牛顿流体的表面张力粘附直径更微小的颗粒物，而布满净化室内表面的类牛顿流体熔融的落灰无疑充分保证捕集微小颗粒物的几率，是目前理想的获得洁净高温烟气方式；第二，解决了工业锅炉技术领域中受热面金属受携带颗粒物的高速烟气冲刷而磨损的普遍性难题，使用易燃易爆有机热载体为热载体介质的循环流化床锅炉在技术实现可能，同时使相关工业锅炉的使用寿命大大延长；第三，为保证净化室的温度与炉膛温度基本相当，循环流化床炉烟风道不设受热面，炉膛中的高温烟气直接进入净化室内，而颗粒物中的可燃物利用烟气的高温、过剩氧量能够继续燃烧，实质上增加了炉膛容积使可燃物充分燃烧，提高了燃烧效率，并输出更高的温度的烟气（热风），实质上提高了锅炉热效率；第四，颗粒物中的可燃物利用烟气的高温、过剩氧量能够继续燃烧，消耗了过剩氧量，降低了空气过量系数，也减少污染物的排放量；第五，熔融的落灰累积成较厚的积灰层后，外层冷却凝固的积灰层又是极好的保温材料，一则减少净化室表面热损失，二则保护净化室不被高温、烟气冲刷而垮塌；第六，根据热力使用单位工艺条件提供各种形式热力，对各种形式能源统筹调剂，节约了能源，减少了建设投资；第七，能够提供符合热力使用单位工艺要求的洁净无尘高温烟气（热风）。
附图说明
图1为本发明一种有机热载体蒸汽热风组合热力联产循环流化床锅炉的主视结构示意图。
图2为本发明一种有机热载体蒸汽热风组合热力联产循环流化床锅炉的A-A剖面结构示意图。
图3为本发明一种有机热载体蒸汽热风组合热力联产循环流化床锅炉的B-B剖面结构示意图。
图4为本发明一种有机热载体蒸汽热风组合热力联产循环流化床锅炉的C-C剖面结构示意图。
图5为本发明一种有机热载体蒸汽热风组合热力联产循环流化床锅炉的D-D剖面结构示意图。
图6为本发明一种有机热载体蒸汽热风组合热力联产循环流化床锅炉的E局部放大结构示意图。
图7为本发明一种有机热载体蒸汽热风组合热力联产循环流化床锅炉的F局部放大结构示意图。
1－落渣管 2－等压风箱 3－进料器 4－炉膛
5－循环流化床炉体组件 6－高温分离器 7－烟风道
8－空冷壁 9－返料器 10－布风板 11－高温烟气沉降净化室
12－清灰口 13－蒸汽发生器 14－有机热载体受热系统
15－高温烟气进口 16－高温烟气折流挡墙 17－洁净热风出口
18－连接有机热载体受热系统洁净热风出口
19－连接蒸汽发生器洁净热风出口 20－插板阀 21－净化室体。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本装置做进一步的说明。
本发明如附图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，一种有机热载体蒸汽热风组合热力联产循环流化床锅炉，其特征是：包括循环流化床炉体组件5、高温烟气沉降净化室11、有机热载体受热系统14、蒸汽发生器13。
所述循环流化床炉体组件5包括落渣管1、等压风箱2、进料器3、布风板10、炉膛4、空冷壁8、高温分离器6、烟风道7、返料器9。
所述高温烟气沉降净化室11包括净化室体21、清灰口12、高温烟气进口15、洁净热风出口17、连接有机热载体受热系统洁净热风出口18、连接蒸汽发生器洁净热风出口19、高温烟气折流挡墙16、插板阀20。所述高温烟气沉降净化室11的洁净热风出口17、连接有机热载体受热系统洁净热风出口18、连接蒸汽发生器洁净热风出口19均设计有插板阀20，通过插板阀20的开合来调节供给热力，所述净化室体21由耐火材料筑砌而成。
所述有机热载体受热系统14通过连接有机热载体受热系统洁净热风出口18与高温烟气沉降净化室11连接，所述蒸汽发生器13通过连接蒸汽发生器洁净热风出口19与高温烟气沉降净化室11连接，所述循环流化床炉体组件5通过烟风道7与高温烟气沉降净化室11连接。

Claims (2)

1.一种有机热载体蒸汽热风组合热力联产循环流化床锅炉，其特征是：包括循环流化床炉体组件、高温烟气沉降净化室、有机热载体受热系统、蒸汽发生器，循环流化床炉体组件包括落渣管、等压风箱、进料器、布风板、炉膛、空冷壁、高温分离器、烟风道、返料器，高温烟气沉降净化室包括净化室体、清灰口、高温烟气进口、洁净热风出口、连接有机热载体受热系统洁净热风出口、连接蒸汽发生器洁净热风出口、高温烟气折流挡墙、插板阀，高温烟气沉降净化室的洁净热风出口、连接有机热载体受热系统洁净热风出口、连接蒸汽发生器洁净热风出口均设计有插板阀，通过插板阀的开合来调节供给热力，净化室体由耐火材料筑砌而成，有机热载体受热系统通过连接有机热载体受热系统洁净热风出口与高温烟气沉降净化室连接，蒸汽发生器通过连接蒸汽发生器洁净热风出口与高温烟气沉降净化室连接，循环流化床炉体组件通过烟风道与高温烟气沉降净化室连接。
2.根据权利要求1所述的一种有机热载体蒸汽热风组合热力联产循环流化床锅炉，其特征是：根据热力使用单位工艺条件提供各种形式热力，对各种形式能源统筹调剂，能够提供符合热力使用单位工艺要求的洁净无尘高温烟气（热风）。
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