CN107327840A - 低排放型循环流化床锅炉的水流程系统 - Google Patents

Abstract

低排放型循环流化床锅炉的水流程系统，它涉及一种循环流化床锅炉的水流程系统，以解决现有循环流化床锅炉水流程复杂、水阻力大、停电保护弱和无温度调控的问题，它包括锅筒、下降管、水冷屏下集箱、水冷屏、水冷屏上集箱、顶部连接管、水冷汇集集箱、水冷壁、导水管、低温省煤器下集箱、低温省煤器、低温省煤器上集箱、高温省煤器下集箱、高温省煤器和高温省煤器上集箱；下降管中部与水冷屏下集箱连通，水冷屏上集箱上部通过顶部连接管与水冷汇集集箱连通；下降管下部与水冷壁连通，水冷壁通过顶部连接管与水冷汇集集箱连通；水冷汇集集箱通过导水管与低温省煤器连通。本发明通过调控炉膛温度实现锅炉初始超低排放，用于低排放型循环流化床锅炉。

Description

低排放型循环流化床锅炉的水流程系统

技术领域

本发明涉及一种循环流化床锅炉的水流程系统，具体涉及低排放型循环流化床锅炉的水流程系统。

背景技术

循环流化床燃烧技术因其具有的环保、节能性得到快速发展，随着环境保护的日趋严格和完善，加速了低排放型循环流化床锅炉水流程系统的开发及应用。由于现有循环流化床锅炉水流程复杂、水阻力大、停电保护弱、且无燃烧温度调控功能。

发明内容

本发明提供一种低排放型循环流化床锅炉的水流程系统，为解决现有循环流化床锅炉水流程复杂、水阻力大、停电保护弱和无温度调控的问题。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

低排放型循环流化床锅炉的水流程系统包括锅筒、下降管、水冷屏下集箱、水冷屏、水冷屏上集箱、顶部连接管、水冷汇集集箱、水冷壁、导水管、低温省煤器下集箱、低温省煤器、低温省煤器上集箱、高温省煤器下集箱、高温省煤器和高温省煤器上集箱；

锅筒位于下降管上部并与下降管上部连通，下降管中部与水冷屏下集箱连通，水冷屏下集箱侧面与水冷屏连通，水冷屏与水冷屏上集箱下部连通，水冷屏上集箱上部通过顶部连接管与水冷汇集集箱连通；

下降管的下部与水冷壁连通，水冷壁通过顶部连接管与水冷汇集集箱连通，水冷汇集集箱通过导水管与低温省煤器连通，低温省煤器与高温省煤器连通。

进一步地，水冷壁包括前水冷壁、后水冷壁、前水冷壁下集箱、后水冷壁下集箱和前后水冷壁上集箱；下降管的下部与前水冷壁下集箱和后水冷壁下集箱连通，前水冷壁下集箱与前水冷壁下部连通，前水冷壁上部与前后水冷壁上集箱连通，后水冷壁下集箱与后水冷壁下部连通，后水冷壁上部与前后水冷壁上集箱连通，前后水冷壁上集箱通过顶部连接管与水冷汇集集箱连通。

进一步地，水冷壁还包括侧水冷壁下集箱、侧水冷壁和侧水冷壁上集箱；下降管的下部与侧水冷壁下集箱连通，侧水冷壁下集箱与侧水冷壁下部连通，侧水冷壁上部与侧水冷壁上集箱连通，侧水冷壁上集箱通过顶部连接管与水冷汇集集箱连通。

进一步地，导水管通过低温省煤器下集箱与低温省煤器连通，低温省煤器通过低温省煤器上集箱与高温省煤器下集箱连通，高温省煤器下集箱通过高温省煤器与高温省煤器上集箱连通，低温省煤器上集箱通过省煤器连接管与高温省煤器下集箱连通。

进一步地，高温省煤器上集箱通过再循环管与水冷汇集集箱连通，再循环管上安装有阀门。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1、本发明保证了锅炉在最大连续负荷时炉膛温维持在850～880℃，适合脱硫温度并能抑制氮氧化物生成，达到原始超低排放。

2、本发明是在锅筒、水冷汇集集箱和高温省煤器上集箱上装有安全阀，当锅炉超压时，安全阀开启，系统排汽泄压，起到安全保护作用。

3、本发明的前、侧、后水冷壁内的水由于比重差而形成自然循环，大容量的锅筒、下降管和外段不受热顶部连接管在停电后都能为各水冷壁提供冷水；水冷汇集集箱到低温省煤器下集箱的导水管可以为低、高温省煤器提供冷水，同样起到停电保护作用。

4、本发明设计时在高温省煤器上集箱及水冷汇集集箱之间设有再循环管，当停电发生后，只需将再循环管上阀门(截止阀)打开，形成循环并排掉蒸汽，就可以防止锅炉压力升高。随着锅炉蓄热量的逐渐减少，锅炉压力会平稳的降下来。设有再循环管，起到停电保护的辅助作用。

5、本发明设计了六个水流程(分别是锅筒与水冷屏、锅筒与前水冷壁、锅筒与后水冷壁、锅筒与侧水冷壁、锅筒与省煤器和省煤器与水冷汇集集箱)，实则为两个相对独立的水流程汇成的一个水流程系统，具体由前部水冷壁侧和后部省煤器侧组成，实现了运行时水强制流动停电后水自然流动，此设计具有水流程系统简化、水阻力小的特性。

6、本发明水流程系统实现了低排放型循环流化床锅炉的水流程系统对燃烧温度进行调控，料床温度、炉膛出口温度控制在适合炉内脱硫并降低氮氧化物生成的范围内。此水流程系统具有水流程简化、水阻力小、实现停电保护功能，达到锅炉初始超低排放和安全稳定运行。实现了由“炉外治理”到“炉内减排”的转变，从源头控制污染物生成。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，其中箭头表示水的流向。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案作进一步地说明。

参见图1说明，低排放型循环流化床锅炉的水流程系统包括锅筒1、下降管2、水冷屏下集箱3、水冷屏4、水冷屏上集箱5、顶部连接管6、水冷汇集集箱7、水冷壁、导水管16、低温省煤器下集箱17、低温省煤器18、低温省煤器上集箱19、高温省煤器下集箱21、高温省煤器22和高温省煤器上集箱23；

锅筒1位于下降管2上部并与下降管2上部连通，下降管2中部与水冷屏下集箱3连通，水冷屏下集箱3侧面与水冷屏4连通，水冷屏4与水冷屏上集箱5下部连通，水冷屏上集箱5上部通过顶部连接管6与水冷汇集集箱7连通；

下降管2的下部与水冷壁连通，水冷壁通过顶部连接管6与水冷汇集集箱7连通，水冷汇集集箱7通过导水管16与低温省煤器18连通，低温省煤器18与高温省煤器22连通。

锅炉水流程系统中受热面内的水均为上升流程，水的下降流程采用布置在炉膛外不受热下降管、导水管结构。锅炉炉顶布置大直径锅筒、水冷汇集集箱，使锅炉有较大的水容量。当锅炉在突然停电时，炉水不会汽化，具有优越的停电保护功能。

水循环方式，采用了强制水循环，使受热面管中有较高的水流速，所以锅炉运行时，在规定的循环水流量下，炉水不会汽化。该炉布置的管中水流速，当锅炉水流量在额定循环水量60％以上变化时，水冷壁不会发生过冷沸腾。水流程布置简单、水系统阻力小，使锅炉操作、调节更简易。布置受热面中的水流都是从下到上流向，管内水不会发生气塞。该炉布置了大直径的锅筒1、水冷汇集集箱7，使锅炉水容量增大。当突然停电时，汽化需要的热量大于炉内的蓄热量，保护锅炉安全。所以在突然停电后，锅炉的水系统完全保证锅炉的安全可靠。受热面的平均水速如下表。

受热面的平均水速表

负荷	上升流动的水冷壁受热面(m/s)	上升流动的对流受热面(m/s)
			额定循环水量	≥0.8	≥1.5
70％循环水量	≥0.56	≥1.05
			60％循环水量	≥0.48	≥0.9

锅炉最低循环水流量为额定循环水流量的70％，60％循环水流量受热面管内水速已满足其中水不发生过冷沸腾的要求。锅炉水阻力较小，水系统节电明显。

参见图1说明，其中一个实施例中，水冷壁包括前水冷壁9、后水冷壁15、前水冷壁下集箱8、后水冷壁下集箱14和前后水冷壁上集箱10；下降管2的下部与前水冷壁下集箱8和后水冷壁下集箱14连通，前水冷壁下集箱8与前水冷壁9下部连通，前水冷壁9上部与前后水冷壁上集箱10连通，后水冷壁下集箱14与后水冷壁15下部连通，后水冷壁15上部与前后水冷壁上集箱10连通，前后水冷壁上集箱10通过顶部连接管6与水冷汇集集箱7连通。

另一个实施例中，水冷壁还包括侧水冷壁下集箱11、侧水冷壁12和侧水冷壁上集箱13；下降管2的下部与侧水冷壁下集箱11连通，侧水冷壁下集箱11与侧水冷壁12下部连通，侧水冷壁12上部与侧水冷壁上集箱13连通，侧水冷壁上集箱13通过顶部连接管6与水冷汇集集箱7连通。作为一个可实施方式，导水管16通过低温省煤器下集箱17与低温省煤器18连通，低温省煤器18通过低温省煤器上集箱19与高温省煤器下集箱21连通，高温省煤器下集箱21通过高温省煤器22与高温省煤器上集箱23连通，低温省煤器上集箱19通过省煤器连接管20与高温省煤器下集箱21连通。通过省煤器连接管20实现水循环。

上述水循环结构中，热水锅炉正常运行时，炉内的水不允许发生汽化。如果汽化会发生水击，水击使锅炉设备发出响声、振动，直至损坏设备。因此热水锅炉受热面的布置应采用避免发生过冷沸腾和炉水汽化的结构。本发明锅炉采用了强制水循环，锅炉回水进至锅筒1，由下降管2一路进入水冷壁下集箱、水冷壁、水冷壁上集箱，一路引入水冷屏下集箱3、水冷屏4和水冷屏上集箱5，两路同时由顶部连接管6进入水冷汇集集箱7，然后由导水管16进入低温省煤器下集箱17，经低温省煤器18、高温省煤器22，最后从高温省煤器上集箱23将合格的热水送出，高温省煤器上集箱23与水冷汇集集箱7之间还设有再循环管24。锅炉最高出口水温130℃，各管组出口水温有25℃以上的欠热，避免发生饱和沸腾。为了保证停电时对锅炉起到保护作用，在再循环管24上还安装有阀门25，当停电时打开阀门25，阀门25为截止阀门，再循环管24与水冷汇集集箱7联通，形成循环，起到停电保护作用。在一个实施例中，作为一个可实施方式，高温省煤器22和低温省煤器18的数量分别为两个，两个高温省煤器22和两个低温省煤器18各自串联设置，如此设置，满足了实际需求。

本发明的停电保护措施是这样的，炉膛水冷壁内的水由于比重差而形成自然循环，大容量的锅筒1、下降管2在停电后都能为水冷壁提供冷水；水冷汇集集箱7到省煤器的导水管16可以为省煤器提供冷水。当锅炉内的水几乎全部加热到饱和温度后，水才可能汽化。设计时回水管路和省煤器上集箱上装有可靠的排汽装置，在高温省煤器上集箱23及水冷汇集集箱7之间设有再循环管24，同时起到停电保护的辅助作用。这时只需将水冷汇集集箱7和省煤器上集箱上的排气阀打开，排掉蒸汽，就可以防止锅炉压力升高。随着炉膛内放热量的逐渐减少，锅炉压力会平稳的降下来。在高温省煤器上集箱23及水冷汇集集箱7之间设有再循环管24也起到停电保护的辅助作用。如果锅炉压力没有升高，可以暂时不放汽。恢复供电后，启动循环水泵前要先开补给水泵同时打开放气阀把余汽放尽。如果压力、温度继续升高，应打开各炉门并将床层放渣，减少炉内蓄热量，使锅水不汽化。或启动设置的备用电源运行。

本发明已以较佳实施案例揭示如上，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，依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围。

Claims (6)

1.低排放型循环流化床锅炉的水流程系统，其特征在于：它包括锅筒(1)、下降管(2)、水冷屏下集箱(3)、水冷屏(4)、水冷屏上集箱(5)、顶部连接管(6)、水冷汇集集箱(7)、水冷壁、导水管(16)、低温省煤器下集箱(17)、低温省煤器(18)、低温省煤器上集箱(19)、高温省煤器下集箱(21)、高温省煤器(22)和高温省煤器上集箱(23)；

锅筒(1)位于下降管(2)上部并与下降管(2)上部连通，下降管(2)中部与水冷屏下集箱(3)连通，水冷屏下集箱(3)侧面与水冷屏(4)连通，水冷屏(4)与水冷屏上集箱(5)下部连通，水冷屏上集箱(5)上部通过顶部连接管(6)与水冷汇集集箱(7)连通；

下降管(2)的下部与水冷壁连通，水冷壁通过顶部连接管(6)与水冷汇集集箱(7)连通，水冷汇集集箱(7)通过导水管(16)与低温省煤器(18)连通，低温省煤器(18)与高温省煤器(22)连通。

2.根据权利要求1所述低排放型循环流化床锅炉的水流程系统，其特征在于：水冷壁包括前水冷壁(9)、后水冷壁(15)、前水冷壁下集箱(8)、后水冷壁下集箱(14)和前后水冷壁上集箱(10)；

下降管(2)的下部与前水冷壁下集箱(8)和后水冷壁下集箱(14)连通，前水冷壁下集箱(8)与前水冷壁(9)下部连通，前水冷壁(9)上部与前后水冷壁上集箱(10)连通，后水冷壁下集箱(14)与后水冷壁(15)下部连通，后水冷壁(15)上部与前后水冷壁上集箱(10)连通，前后水冷壁上集箱(10)通过顶部连接管(6)与水冷汇集集箱(7)连通。

3.根据权利要求2所述低排放型循环流化床锅炉的水流程系统，其特征在于：水冷壁还包括侧水冷壁下集箱(11)、侧水冷壁(12)和侧水冷壁上集箱(13)；下降管(2)的下部与侧水冷壁下集箱(11)连通，侧水冷壁下集箱(11)与侧水冷壁(12)下部连通，侧水冷壁(12)上部与侧水冷壁上集箱(13)连通，侧水冷壁上集箱(13)通过顶部连接管(6)与水冷汇集集箱(7)连通。

4.根据权利要求1、2或3所述低排放型循环流化床锅炉的水流程系统，其特征在于：导水管(16)通过低温省煤器下集箱(17)与低温省煤器(18)连通，低温省煤器(18)通过低温省煤器上集箱(19)与高温省煤器下集箱(21)连通，高温省煤器下集箱(21)通过高温省煤器(22)与高温省煤器上集箱(23)连通，低温省煤器上集箱(19)通过省煤器连接管(20)与高温省煤器下集箱(21)连通。

5.根据权利要求4所述低排放型循环流化床锅炉的水流程系统，其特征在于：高温省煤器上集箱(23)通过再循环管(24)与水冷汇集集箱(7)连通，再循环管(24)上安装有阀门(25)。

6.根据权利要求5所述低排放型循环流化床锅炉的水流程系统，其特征在于：高温省煤器(22)和低温省煤器(18)的数量分别为两个，两个高温省煤器(22)和两个低温省煤器(18)各自串联设置。