CN106287689A - 外循环物料提升分配系统及应用的多流程循环流化床锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种外循环物料提升分配系统及应用的多流程循环流化床锅炉，其中风机(1)提供物料提升所需的高压风，并通过调节控制阀(2)调节风量和风速后送至文丘里装置(3)；灰斗(4)内的物料通过锥形自锁装置(5)分散下落、通过星型拨料器(6)控制下落速度后进入文丘里装置(3)中；文丘里装置(3)依靠高压风产生较高的流速，将物料吸入管道内，并将引入的物料喷入到分配母管(7)；物料在分配母管(7)中达到气力输送状态，由多向旋转阀(8)调节到相关的分配管(9)中输送到锅炉所需点。本发明能够补充锅炉内部循环系统的灰分，增加锅炉运行的稳定性，使得锅炉安全、高效运行。

Description

外循环物料提升分配系统及应用的多流程循环流化床锅炉

技术领域

本发明涉及循环流化床锅炉技术领域，尤其涉及一种外循环物料提升分配系统及其应用的多流程循环流化床锅炉。

背景技术

物料循环是循环流化床锅炉高效运行的前提条件，物料通过循环系统反复在锅炉内部循环燃烧，以提高物料的燃烧效率。物料循环亦可增加锅炉炉膛内部的物料浓度，增加传热效率，可使锅炉稳定、高效经济运行。

目前常见的物料循环方式有如下三种方式：第一种物料循环方式：炉膛排出的大量含尘烟气通过旋风分离器或惯性分离器将烟气中的灰尘分离下来，再通过返料器、返料管等送至锅炉的主燃室密相区，实现物料的回送及再利用。

该技术虽然能够在一定程度上提高物料的燃烧效率及灰分浓度，但当锅炉燃烧劣质煤、固体废弃物、污泥或生物质等低灰分劣质物料时，物料本身的灰分很少，导致锅炉内部燃烧的物料循环灰分很少，不能完全满足锅炉正常运行所需的灰分。

第二种物料循环方式：在给料装置中掺入底渣灰或河沙等物料。

第二种物料循环方式在给料装置中掺入物料时会影响给料量，影响锅炉的出力。

第三种物料循环方式：将从炉膛内排出的底渣筛分后得到的细渣等回料，通过床料外循环机构分别输送至主燃室或返料器中。

由于主燃室或返料器这些部位为正压区域，所以需要非常高的风压压头才能将回料送入此区域，且送入返料器时还会影响灰斗及旋风筒正常回料量，破坏物料循环系统的正常回料。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种外循环物料提升分配系统及应用的多流程循环流化床锅炉，该发明在燃烧劣质煤、固体废弃物、污泥或生物质等低灰分劣质物料时，或者锅炉运行时需补充床料又缺少合格床料的情况下，及时通过外部系统补充物料，能够完全满足锅炉正常运行所需的灰分，又不破坏现有给料系统的给料量，不会破坏物料循环系统的正常回料，且不需要非常高的风压压头即可送至锅炉所需点。

本发明通过如下技术方案实现：

本发明提供一种外循环物料提升分配系统，其包括：

风机，调节控制阀，文丘里装置，灰斗，锥形自锁装置，星型拨料器，分配母管，多向旋转阀和分配管；

风机提供物料提升所需的高压风，并通过调节控制阀调节风量和风速后送至文丘里装置；

灰斗内的物料通过锥形自锁装置分散下落、通过星型拨料器控制下落速度后进入文丘里装置中；

文丘里装置依靠高压风产生较高的流速，将物料吸入管道内，并将引入的物料喷入到分配母管；

物料在分配母管中达到气力输送状态，由多向旋转阀调节到相关的分配管中输送到锅炉所需点。

更优选地，所述锥形自锁装置包括：

仓体和锥形自锁体；

仓体为中空结构的壳体，且仓体的上开口向内收敛，与灰斗的物料出口对接；仓体的下开口向内收敛，收敛后的仓体的下开口与星型拨料器的物料入口对接；

所述锥形自锁体为锥体结构，设置在仓体的内部。

更优选地，所述仓体的下开口收敛后的壳体外壁与水平线之间的夹角为а，该夹角满足：45°≤а≤60°。

更优选地，所述锥形自锁体的锥体结构为实心结构；或者，所述锥形自锁体的锥体结构为中空结构，且上部锥顶是封闭端。

更优选地，所述锥形自锁体为一个，其中锥形自锁体的中心线与仓体的中心线重合，所述锥形自锁体的壳体左右外壁与对应的仓体的壳体内壁面平行；且满足条件：2*L2≥L1，其中L1为灰斗下料口的宽度；L2为锥形自锁体的外壁到仓体的壳体内壁的距离；

或者，

更优选地，所述锥形自锁体为N个，其中1＜N≤6，其中第一个锥形自锁体的中心线与仓体的中心线重合，其余的锥形自锁体依次向下一排布置，且当前排布置的锥形自锁体的数量比上一排布置的锥形自锁体数量多一个；所述锥形自锁体的壳体左右外壁与对应的仓体壳体内壁面平行；且满足条件：2*L2≥L1，其中L1为灰斗下料口的宽度；L2为锥形自锁体的外壁到仓体壳体内壁的距离；同一排中相邻锥形自锁体的中心线之间的距离L3满足：L3≥A，其中A为上一排锥形自锁体纵截面的下底边宽度。

更优选地，所述的外循环物料提升分配系统还包括：

设置在锅炉所需点的压力感应器；

所述压力感应器的信号输出端通过线路连接到多向旋转阀的控制端。

更优选地，所述多向旋转阀设置在所述分配母管和分配管之间。

更优选地，所述分配管中还设置有多向旋转阀。

更优选地，所述多向旋转阀包括：

可旋转的内套筒和外套筒，以及设置在内套筒内部的进料管；

所述内套筒上开有多个第一通孔，外套筒上开有多个第二通孔，当调整到第一通孔和第二通孔的中心线重合时，多向旋转阀阀芯的开度最大。

本发明还提供一种多流程循环流化床锅炉，其包括：

上述的一种外循环物料提升分配系统；所述外循环物料提升分配系统接入高灰分物料，并输送到所述多流程循环流化床锅炉的所需点。

由上述本发明的技术方案可以看出，本发明具有如下技术效果：

本发明通过锥形自锁装置、星型拨料器和文丘里装置将底渣、外部炉渣等高灰分物料顺利导出，并通过多向旋转阀控制物料的流向和量，使物料被合理分配到锅炉内部所需点，能够在不破坏现有给料系统的给料量及现有物料循环系统的正常回料的情况下，为锅炉内部循环系统补充灰分，因此能够增加锅炉运行的稳定性，使得锅炉安全、高效运行。

本发明的物料回送点为灰斗或旋风筒等负压区，因此不需要很高的风压压头即可为锅炉内部循环系统补充灰分。

本发明可广泛应用于锅炉燃烧灰分较少的燃料、循环灰少的场合，或者锅炉运行时需补充床料又缺少合格床料的情况。

附图说明

图1为本发明的外循环物料提升分配系统的结构示意图；

图2为本发明中的锥形自锁装置的结构示意图；

图3为本发明中的多向旋转阀的结构示意图。

附图中：

风机1，调节控制阀2，文丘里装置3，灰斗4，锥形自锁装置5，星型拨料器6，分配母管7，多向旋转阀8、分配管9；仓体51、锥形自锁体52；内套筒81、外套筒82、进料管83。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此限定有“第一”或者“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是指两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明中，属于“安装”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种外循环物料提升分配系统，其应用于多流程循环流化床锅炉，其结构如图1所示，包括：

风机1，调节控制阀2，文丘里装置3，灰斗4，锥形自锁装置5，星型拨料器6，分配母管7，多向旋转阀8和分配管9。

风机1用于为整个系统提供高压风作为物料提升所需的动力，其可以为高压变频风机，也可以为其它风机。其位于系统最前端，其出口通过法兰与调节控制阀2相连。

调节控制阀2用于调节风量和风压，可控制物料的给入量。其前端与风机1的出口相连，尾端直接或者通过过渡管间接与文丘里装置3相连。

文丘里装置3位于灰斗4的下方，其包括三个端口，其中一个物料端口用于引入灰斗4内的物料；气流端口直接或间接地与调节控制阀2相连接；物料出口接分配母管7。文丘里装置3将灰斗4内的物料吸入管道内，并通过气流端口进入的高压风产生较高的流速，将引入的物料喷入到分配母管7。

文丘里装置3与灰斗4之间还设置有锥形自锁装置5和星型拨料器6；其中的星型拨料器6位于文丘里装置上方；锥形自锁装置5位于星型拨料器6的上方以及灰斗4的下方。

上述锥形自锁装置5为本发明中一个关键物料分配部件，其结构如图2所示，包括：仓体51和锥形自锁体52。

仓体51为中空结构的壳体，且仓体51的上开口向内收敛，与灰斗4的物料出口对接；仓体51的下开口向内收敛，收敛后的壳体外壁与水平线之间的夹角为а(45°≤а≤60°)，收敛后的仓体51的下开口与星型拨料器6的物料入口对接。

锥形自锁体52为N个(1≤N≤6)，其为锥体结构，其中第一个锥形自锁体52的中心线与仓体51的中心线重合，其余的锥形自锁体52依次向下一排布置，且当前排布置的锥形自锁体52的数量比上一排布置的锥形自锁体52数量多一个。如图2所示为布置六个锥形自锁体52的实施例，在第一排布置一个，在第二排布置两个，在第三排布置三个；且每一排的锥形自锁体52以仓体51的中心线为基准对称布置。

锥形自锁体52的壳体左右外壁与对应的仓体51的壳体内壁面平行，设锥形自锁体52的外壁到仓体51的壳体内壁的距离为L2，布置一个锥形自锁体52时，需满足：2*L2≥L1(其中L1为灰斗4下料口的宽度)；当布置多个锥形自锁体52时，同一排中相邻锥形自锁体52的中心线之间的距离需要满足：L3≥A(其中A为上一排锥形自锁体52纵截面的下底边宽度)，以便进一步前后分别落料。

上述锥形自锁体52的锥体结构可以为实心结构。为了减轻重量，该锥体结构也可以为中空结构，且上部锥顶是封闭端。

上述锥形自锁装置5的结构，有利于从灰斗4下来的物料分散下落，避免堆积卡死在锥形自锁装置5仓体内，比灰斗4出口略粗的锥形自锁装置5仓体也避免大量物料堆积在下降管内。

上述星型拨料器6，用于控制物料的下降速度，也有助于使堆积在其上面的物料通过叶片搅动变得松散，利于下料。通过叶片的刚度及密封性，也可以阻止高压风机的风通过管道反窜到灰斗4内。

上述多向旋转阀8位于分配母管7与多路分配管9之间，所述分配管9连接到循环流化床锅炉所需点。多向旋转阀8可控制物料通过N(1≤N≤6)路分配管9进入循环流化床锅炉所需点。

上述多向旋转阀8的结构如图3所示，包括内套筒81、外套筒82，以及设置在内套筒81内部的进料管83。内套筒81上开有多个第一通孔，外套筒82上开有多个第二通孔，内套筒81以及外套筒82可以分别旋转，也可以单独旋转，当调整到第一通孔和第二通孔的中心线重合时，表明多向旋转阀8阀芯的开度开到最大。

通过调整多向旋转阀8，可以调整某一路分配管单独进料，亦可以调整多路分配管同时进料；通过调整多向旋转阀8阀芯的角度控制开度，进而控制分配管9的进料量。

上述分配管9的各管路中也可单独设计阀门控制进料量，该阀门可以为多向旋转阀8，也可以为其它形式的阀门。

物料在分配母管7中达到气力输送状态，由多向旋转阀8调节到相关的分配管9中输送到所需点。

上述的外循环物料提升分配系统还包括：设置在锅炉所需点的压力感应器；该压力感应器的信号输出端通过线路连接到多向旋转阀8的控制端。压力感应器检测到锅炉所需点的压力降低时，则控制多向旋转阀8调整方向和控制开度，将物料通过分配管9输送到该所需点。

本发明的工作原理如下：

由灰斗4下来的物料通过锥形自锁装置5时可前后分散下落，避免堆积卡死在锥形自锁装置5仓体内，然后通过星型拨料器6控制物料的下降速度。

文丘里装置2借助风机1提供的动力，将灰斗4内的物料吸入自身管道内，并产生较高的流速喷入分配母管7，物料在分配母管7中达到气力输送状态。当检测到锅炉所需点的压力降低时，则将物料通过多向旋转阀8调整方向和控制开度，通过分配管9输送到多流程循环流化床锅炉的所需点。

本发明还提供一种多流程循环流化床锅炉，该多流程循环流化床锅炉包括上述实施例一中的多流程循环流化床锅炉的外循环物料提升分配系统；该外循环物料提升分配系统接入高灰分物料，并输送到所述多流程循环流化床锅炉的所需点。该外循环物料提升分配系统的结构以及各个部件的功能与实施例一中的描述相同，这里不再详细阐述。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不限定本发明。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (10)

1.一种外循环物料提升分配系统，其特征在于，所述外循环物料提升分配系统应用于多流程循环流化床锅炉，其包括：

风机(1)，调节控制阀(2)，文丘里装置(3)，灰斗(4)，锥形自锁装置(5)，星型拨料器(6)，分配母管(7)，多向旋转阀(8)和分配管(9)；

风机(1)提供物料提升所需的高压风，并通过调节控制阀(2)调节风量和风速后送至文丘里装置(3)；

灰斗(4)内的物料通过锥形自锁装置(5)分散下落、通过星型拨料器(6)控制下落速度后进入文丘里装置(3)中；

文丘里装置(3)依靠高压风产生较高的流速，将物料吸入管道内，并将引入的物料喷入到分配母管(7)；

物料在分配母管(7)中达到气力输送状态，由多向旋转阀(8)调节到相关的分配管(9)中输送到锅炉所需点。

2.根据权利要求1所述的一种外循环物料提升分配系统，其特征在于，所述锥形自锁装置(5)包括：

仓体(51)和锥形自锁体(52)；

仓体(51)为中空结构的壳体，且仓体(51)的上开口向内收敛，与灰斗(4)的物料出口对接；仓体(51)的下开口向内收敛，收敛后的仓体(51)的下开口与星型拨料器(6)的物料入口对接；

所述锥形自锁体(52)为锥体结构，设置在仓体(51)的内部。

3.根据权利要求2所述的一种外循环物料提升分配系统，其特征在于，所述仓体(51)的下开口收敛后的壳体外壁与水平线之间的夹角为а，该夹角满足：45°≤а≤60°。

4.根据权利要求2或3所述的一种外循环物料提升分配系统，其特征在于，

所述锥形自锁体(52)的锥体结构为实心结构；或者，

所述锥形自锁体(52)的锥体结构为中空结构，且上部锥顶是封闭端。

5.根据权利要求4所述的一种外循环物料提升分配系统，其特征在于，

所述锥形自锁体(52)为一个，其中锥形自锁体(52)的中心线与仓体(51)的中心线重合，所述锥形自锁体(52)的壳体左右外壁与对应的仓体(51)的壳体内壁面平行；且满足条件：2*L2≥L1，其中L1为灰斗(4)下料口的宽度；L2为锥形自锁体(52)的外壁到仓体(51)的壳体内壁的距离；

或者，

所述锥形自锁体(52)为N个，其中1＜N≤6，其中第一个锥形自锁体(52)的中心线与仓体(51)的中心线重合，其余的锥形自锁体(52)依次向下一排布置，且当前排布置的锥形自锁体(52)的数量比上一排布置的锥形自锁体(52)数量多一个；所述锥形自锁体(52)的壳体左右外壁与对应的仓体(51)壳体内壁面平行；且满足条件：2*L2≥L1，其中L1为灰斗(4)下料口的宽度；L2为锥形自锁体(52)的外壁到仓体(51)壳体内壁的距离；同一排中相邻锥形自锁体(52)的中心线之间的距离L3满足：L3≥A，其中A为上一排锥形自锁体(52)纵截面的下底边宽度。

6.根据权利要求1所述的一种外循环物料提升分配系统，其特征在于，所述的外循环物料提升分配系统还包括：

设置在锅炉所需点的压力感应器；

所述压力感应器的信号输出端通过线路连接到多向旋转阀(8)的控制端。

7.根据权利要求1所述的一种外循环物料提升分配系统，其特征在于，所述多向旋转阀(8)设置在所述分配母管(7)和分配管(9)之间。

8.根据权利要求7所述的一种外循环物料提升分配系统，其特征在于，所述分配管(9)中还设置有多向旋转阀(8)。

9.根据权利要求7或8所述的一种外循环物料提升分配系统，其特征在于，所述多向旋转阀(8)包括：

可旋转的内套筒(81)和外套筒(82)，以及设置在内套筒(81)内部的进料管(83)；

所述内套筒(81)上开有多个第一通孔，外套筒(82)上开有多个第二通孔，当调整到第一通孔和第二通孔的中心线重合时，多向旋转阀(8)阀芯的开度最大。

10.一种多流程循环流化床锅炉，其特征在于，所述多流程循环流化床锅炉包括：

根据权利要求1‐9任意一项所述的一种外循环物料提升分配系统；

所述外循环物料提升分配系统接入高灰分物料，并输送到所述多流程循环流化床锅炉的所需点。