CN107631294B - 一种用于燃烧低热值高灰分燃料的循环流化床锅炉 - Google Patents

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Abstract

一种用于燃烧低热值高灰分燃料的循环流化床锅炉，含有炉膛、一次风室、旋风分离器、料腿、回料阀、排渣管、尾部烟道以及气固换热床；气固换热床布置在一次风室的下面，并通过连接管和气固分离装置与炉膛连接；炉膛通过排渣管与气固换热床连接。气固换热床包含换热床风室、换热床风帽、换热床换热室和换热床排渣管；所述换热床风室通过气体管路与空气预热器连接。炉膛内大量高温灰渣通过排渣管排放至气固换热床内，一次风经过空气预热器加热后通入气固换热床，之后进入一次风室。本发明一方面可以大幅提高一次风温，满足低热值高灰分燃料稳定燃烧的需求，另一方面可以回收高灰分燃料大量灰渣的热量，降低排渣热损失，从而提高锅炉整体热效率。

Description

一种用于燃烧低热值高灰分燃料的循环流化床锅炉
技术领域
本发明属于循环流化床锅炉燃烧应用领域，公开了一种用于燃烧低热值高灰分燃料的循环流化床锅炉。
背景技术
循环流化床锅炉具有燃料适应性广、污染物排放水平低等优点，被广泛应用在劣质煤的燃烧利用中。我国低热值高灰分燃料储量巨大，如油页岩半焦、矸石等，目前这类燃料大部分采用堆放、埋存等手段处理，只有少量较高品质的用于循环流化床锅炉燃烧。其主要影响因素就是这类燃料本身热值低，在一般锅炉设计条件下难以稳定燃烧。除此之外，这类燃料灰分高，排渣量大，造成巨大的排渣热损失，锅炉整体热效率很低。
因此，针对低热值高灰分燃料的特点，设计一种可有效回收灰渣热损失并促进燃料稳定燃烧的循环流化床锅炉具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是针对循环流化床锅炉燃烧低热值高灰分燃料时，难以稳定燃烧和高灰分大量热灰渣流失进而降低锅炉热效率的问题，提供一种用于燃烧低热值高灰分燃料的循环流化床锅炉，使其不仅可以满足低热值高灰分燃料稳定燃烧的要求，同时还能有效回收热灰的热量，降低排渣热损失，提高锅炉热效率。
本发明的技术方案是：
一种用于燃烧低热值高灰分燃料的循环流化床锅炉，含有炉膛、一次风室、旋风分离器、料腿、回料阀、排渣管和尾部烟道；在一次风室上部均匀布置风帽，尾部烟道内布置有过热器、省煤器和空气预热器，其特征在于：所述循环流化床锅炉还包括气固换热床，气固换热床设置在一次风室下面，一次风室通过连接管与气固换热床的顶部连接，在连接管上安装有换热床气固分离装置；所述排渣管对称布置在炉膛底部的两侧，所述炉膛通过排渣管与气固换热床连接；所述气固换热床包含换热床风室、换热床风帽、换热床换热室和换热床排渣管；所述换热床风室通过气体管路与空气预热器连接。
优选地，在所述的排渣管上设有排渣管阀门。
优选地，所述换热床换热室内设置有两个隔板，所述两个隔板将换热床换热室分成左换热室、中间换热室和右换热室，对称布置在炉膛底部两侧的排渣管分别与左换热室和右换热室的顶部连接；所述换热床排渣管布置在中间换热室的底部。
优选地，气固换热床截面积与炉膛上部稀相区的截面积相同。
上述技术方案中，所述换热床气固分离装置可采用隔板式惯性分离器或旋风分离器。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：①由于增加了气固换热床，可大幅提高一次风温，一般空气预热器后一次风温大约200℃，本发明通过气固换热床可将一次风温提高到约400℃，有效回收灰渣热量，同时满足低热值高灰分燃料稳定燃烧的要求；②高温热灰通过一次风冷却，传热温差大，冷却效果好，能有效回收热灰的热量，降低排渣热损失，提高锅炉热效率；③气固换热床内布置隔板，热灰先进入两侧换热室，翻过隔板后进入中间换热室，因而可增加热灰流动路程，从而增加气固换热时间，实现气固充分换热。
附图说明
图1是本发明的循环流化床锅炉的具体结构示意图。
图中标号：图中：1-炉膛；2-一次风室；3-风帽；4-排渣管；5-排渣管阀门；6-旋风分离器；7-料腿；8-回料阀；9-尾部烟道；10-过热器；11-省煤器；12-空气预热器；13-气固换热床；14-换热床风室；15-换热床风帽；16-换热床换热室；16a-左换热室；16b-中间换热室；16c-右换热室；17-换热床排渣管；18-连接管；19-气固分离装置；20-隔板。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明实施例的具体结构、原理和实施方式。
图1是发明的一种用于燃烧低热值高灰分燃料的循环流化床锅炉实施例的结构原理示意图，它含有炉膛1、一次风室2、旋风分离器6、料腿7、回料阀8和尾部烟道9；炉膛1底部侧面布置排渣管4，一次风室2上部均匀布置风帽3，尾部烟道9内包含过热器10、省煤器11和空气预热器12；在一次风室2下面增加一个气固换热床13，一次风室2通过连接管18与气固换热床13的顶部连接，在连接管18上安装有气固分离装置19，该换热床气固分离装置19可采用隔板式惯性分离器或旋风分离器。所述排渣管4对称布置在炉膛底部的两侧，炉膛1通过排渣管4与气固换热床13连接，所述排渣管4设置排渣管阀门5。
所述气固换热床13包含换热床风室14、换热床风帽15、换热床换热室16和换热床排渣管17；所述换热床风室14通过气体管路与空气预热器12连接，一次风经过空气预热器12加热后，进入换热床风室14，均匀分布后通过换热床风帽15进入换热床换热室16；换热床换热室16内设置有两个隔板20，所述两个隔板将换热床换热室分成左换热室16a、中间换热室16b和右换热室16c三个换热室，对称布置在炉膛底部两侧的排渣管分别与左换热室16a和右换热室16c的顶部连接；所述换热床排渣管17布置在中间换热室16b的底部。
为了保证气固换热床内为旺盛的鼓泡流态化，气固换热床13截面积应与炉膛1上部稀相区的截面积相同。
本发明的工作原理和实施过程如下：炉膛内燃烧产生的大量高温灰渣，通过排渣管排入气固换热床换热室内；一次风通过空气预热器加热后，进入气固换热床风室，均匀分布后通过换热床风帽进入换热床换热室；气固换热床截面积与炉膛顶部截面积相同，气固换热床内为旺盛的鼓泡流态化；一次风与高温热灰在换热床换热室内进行气固换热；换热室内设置隔板，16a、16c换热室内灰渣需要在一次风携带下翻过隔板进入16b换热室，从而增加热灰流动路程，增长换热时间；16b换热室中充分加热的一次风，携带一部分灰渣进入连接管中的气固分离系统，分离下来的固体落回换热床换热室，而一次风继续向上进入一次风室，在一次风室内均匀分布后通过风帽送入炉膛；充分冷却的灰渣从16b换热室的换热床排渣管排出；气固换热床内可以实现气固高效换热，从而大幅提高一次风温，同时回收灰渣的热量，提高一次风温有利于低热值燃料的稳定燃烧，实现低热值高灰燃料的燃烧利用，回收灰渣的热量可以降低排渣热损失，提高锅炉热效率。
使用本发明的循环流化床锅炉可以实现低热值高灰分燃料的稳定燃烧利用，不仅满足了低热值燃料稳定燃烧的需求，还实现了大量灰渣热量的回收，提高了锅炉热效率，整体锅炉系统结构简单，布置方便，运行成本较低。

Claims (5)

1.一种用于燃烧低热值高灰分燃料的循环流化床锅炉，含有炉膛(1)、一次风室(2)、旋风分离器(6)、料腿(7)、回料阀(8)、排渣管(4)和尾部烟道(9)；在一次风室(2)上部均匀布置风帽(3)，尾部烟道(9)内布置有过热器(10)、省煤器(11)和空气预热器(12)，其特征在于：所述循环流化床锅炉还包括气固换热床(13)，气固换热床(13)设置在一次风室(2)下面，一次风室(2)通过连接管(18)与气固换热床(13)的顶部连接，在连接管(18)上安装有气固分离装置(19)；所述排渣管(4)对称布置在炉膛底部的两侧，所述炉膛(1)通过排渣管(4)与气固换热床(13)连接；
所述气固换热床(13)包含换热床风室(14)、换热床风帽(15)、换热床换热室(16)和换热床排渣管(17)；所述换热床风室(14)通过气体管路与空气预热器(12)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于燃烧低热值高灰分燃料的循环流化床锅炉，其特征在于：在所述的排渣管(4)上设有排渣管阀门(5)。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于燃烧低热值高灰分燃料的循环流化床锅炉，其特征在于：所述换热床换热室(16)内设置有两个隔板(20)，所述两个隔板将换热床换热室(16)分成左换热室(16a)、中间换热室(16b)和右换热室(16c)，所述对称布置在炉膛底部两侧的排渣管(4)分别与左换热室(16a)和右换热室(16c)的顶部连接；所述换热床排渣管(17)布置在中间换热室(16b)的底部。
4.根据权利要求3所述的一种用于燃烧低热值高灰分燃料的循环流化床锅炉，其特征在于：气固换热床(13)截面积与炉膛(1)上部稀相区的截面积相同。
5.根据权利要求4所述的一种用于燃烧低热值高灰分燃料的循环流化床锅炉，其特征在于：所述换热床气固分离装置(19)采用隔板式惯性分离器或旋风分离器。
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