CN107631293A - 一种循环流化床锅炉 - Google Patents

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宋平
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刘启
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Abstract

本发明提供一种循环流化床锅炉，炉膛密相区燃烧温度在850～900℃，尾部竖井对流受热面进口烟温控制在530℃以下，炉膛的传热结构包括埋管加膜式壁组合；尾部竖井烟道对流受热面为顺列布置；炉膛为三回程结构，配置二次风；炉膛采用惯性分离，炉膛外采用530℃中低温旋风分离器；密相区的流化速度为3~4m/s。解决循环流化床锅炉燃烧的积灰、结渣、腐蚀问题，保证锅炉连续运行的可靠性，既节能，又环保，运行费用低。

Description

一种循环流化床锅炉
技术领域
本发明涉及一种锅炉，尤其是一种循环流化床锅炉。
背景技术
目前，制约锅炉一大因素为结焦、沾污以及因为沾污引起的积灰，而造成这一问题的主要因素在于燃煤本身的特性，煤灰成分中高碱金属含量是造成锅炉结渣、沾污和积灰的最大原因。例如，新疆准东煤矿地区的煤质具有以下特点：（1）中高水分；（2）中等发热值；（3）煤质堆积密度小；（4）易着火、易燃尽；（5）强结焦；（6）高碱金属含量，强沾污性；（7） 各矿的灰熔点相差比较大。
用燃新疆准东煤的锅炉，都出现了类似的问题。吹灰器对受热面上面沾污的东西吹扫不掉，锅炉结渣，尾部受热面结渣，爆管、高温腐蚀严重，燃用或掺烧的准东煤本身高结渣沾污特性已经严重影响到了锅炉安全正常运行。因此解决积灰结渣问题是燃烧准东煤的关键。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种循环流化床锅炉，特别适用于新疆准东煤的燃烧。
实施本发明所采用的技术方案是，炉膛密相区燃烧温度在850～900℃，尾部竖井对流受热面进口烟温控制在530℃以下，炉膛的传热结构包括埋管加膜式壁组合；尾部竖井烟道对流受热面为大节距顺列布置；炉膛为三回程结构，配置二次风；炉膛采用惯性分离，炉膛外采用530℃中低温旋风分离器；密相区的流化速度为3~4m/s。
（1）炉膛采用埋管加膜式壁组合式传热结构，合理布置受热面，保证尾部竖井对流受热面进口烟温控制在530℃以下，防止尾部对流受热面积灰粘结、结渣、腐蚀。
（2）尾部竖井烟道对流受热面采用大节距顺列布置，防止积灰搭桥。
（3）由于准东煤灰分很少，采用埋管低循环倍率燃烧方法，锅炉不需要添加很多石英砂即可满足正常运行。
（4）炉膛采用三回程结构，延长颗粒在炉内的燃烧停留时间。
（5）采用较低的燃烧温度，保持炉膛密相区燃烧温度在850～900℃左右范围，并合理配置二次风，控制过量空气系数，给细颗粒创造良好的低氮燃烧条件。
（6）采用炉膛惯性分离及炉外中温旋风分离器，保证未燃烬颗粒的多次循环燃烧，尽可能提高热效率。
（7）密相区采用低流化速度（3~4m/s），减少磨损。
（8）采用埋管传热技术，提高传热系数，减少膜式水冷壁受热面积，降低锅炉整体钢耗。
炉膛内含有大量的物料，在燃烧过程中大量的物料被烟气携带到炉膛上部，经过布置在炉膛出口的分离器，将物料与烟气分开，并经过非机械式回送阀将物料回送至床内，多次循环燃烧。由于物料浓度高，具有很大的热容量和良好的物料混合，一般每公斤烟气可携带若干公斤的物料，这些循环物料带来了高传热系数，使锅炉热负荷调节范围广，对燃料的适应性强。
循环流化床锅炉运行温度在850～900℃之间，这是个理想的脱硫温度区间，采用炉内脱硫技术，向床内加入脱硫剂（如石灰石），燃料及脱硫剂经多次循环，反复进行低温燃烧和脱硫反应，加之炉内湍流运动剧烈，SO2的排放量大大降低。同时循环流化床采用低温分级送风燃烧，使燃烧始终在低过量空气下进行，从而大大降低了NOX的生成和排放。循环流化床锅炉还具有高的燃烧效率、可以燃用劣质燃料、锅炉负荷调节性好、灰渣易于综合利用等优点，因此在世界范围内得到了迅速发展。
由于新疆准东煤的特殊性，主要是要解决积灰结渣问题。通过实验研究发现准东煤在530℃以下的烟温时，尾部对流受热面基本不会产生积灰结焦。
本发明的有益效果在于，可以很好地解决循环流化床锅炉燃烧新疆准东煤的积灰、结渣、腐蚀问题，保证锅炉连续运行的可靠性。既节能，又环保，运行费用低。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
参见图1，一次高压风14从烟气出口15处经过空气预热器12进入风室1，锅筒7布置在炉膛5上方，炉膛5的第二回程和第三回程下方设返料器13。
炉膛5的密相区2燃烧温度在850～900℃，尾部竖井10对流受热面进口9烟温控制在530℃以下，炉膛的传热结构包括埋管3加膜式壁6组合；尾部竖井烟道10对流受热面为大节距顺列布置；炉膛5为三回程结构，配置二次风；炉膛采用惯性分离，炉膛外采用530℃中低温旋风分离器8；密相区2的流化速度为3~4m/s。
炉膛5采用埋管3加膜式壁6组合式传热结构，合理布置受热面，保证尾部竖井对流受热面进口9烟温控制在530℃以下，防止尾部对流受热面11积灰粘结、结渣、腐蚀。
尾部竖井烟道10对流受热面采用大节距顺列布置，防止积灰搭桥。
由于准东煤灰分很少，采用埋管低循环倍率燃烧方法，锅炉不需要添加很多石英砂即可满足正常运行。
炉膛5采用三回程结构，延长颗粒在炉内的燃烧停留时间。
采用较低的燃烧温度，保持炉膛密相区燃烧温度在850～900℃左右范围，并合理配置二次风，控制过量空气系数，给细颗粒创造良好的低氮燃烧条件。
采用炉膛惯性分离及炉外中温旋风分离器，保证未燃烬颗粒的多次循环燃烧，尽可能提高热效率。
密相区2采用低流化速度（3~4m/s），减少磨损。
采用埋管传热技术，提高传热系数，减少膜式水冷壁受热面积，降低锅炉整体钢耗。
炉膛内含有大量的物料，在燃烧过程中大量的物料被烟气携带到炉膛上部，经过布置在炉膛出口的分离器，将物料与烟气分开，并经过非机械式回送阀将物料回送至床内，多次循环燃烧。由于物料浓度高，具有很大的热容量和良好的物料混合，一般每公斤烟气可携带若干公斤的物料，这些循环物料带来了高传热系数，使锅炉热负荷调节范围广，对燃料的适应性强。
循环流化床锅炉运行温度在850～900℃之间，这是个理想的脱硫温度区间，采用炉内脱硫技术，向床内加入脱硫剂（如石灰石），燃料及脱硫剂经多次循环，反复进行低温燃烧和脱硫反应，加之炉内湍流运动剧烈，SO2的排放量大大降低。同时循环流化床采用低温分级送风燃烧，使燃烧始终在低过量空气下进行，从而大大降低了NOX的生成和排放。循环流化床锅炉还具有高的燃烧效率、可以燃用劣质燃料、锅炉负荷调节性好、灰渣易于综合利用等优点，因此在世界范围内得到了迅速发展。
由于新疆准东煤的特殊性，主要是要解决积灰结渣问题。通过实验研究发现准东煤在530℃以下的烟温时，尾部对流受热面基本不会产生积灰结焦。

Claims (1)

1.一种循环流化床锅炉，其特征在于，炉膛密相区燃烧温度在850～900℃，尾部竖井对流受热面进口烟温控制在530℃以下，炉膛的传热结构包括埋管加膜式壁组合；尾部竖井烟道对流受热面为顺列布置；炉膛为三回程结构，配置二次风；炉膛采用惯性分离，炉膛外采用530℃中低温旋风分离器；密相区的流化速度为3~4m/s。
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