CN108980820A - 一种循环流化床锅炉底渣余热回收装置 - Google Patents

一种循环流化床锅炉底渣余热回收装置 Download PDF

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杨帆
郑雄
李建波
王泉海
范旭宸
刘卓
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    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
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Abstract

一种循环流化床锅炉底渣余热回收装置，包括排渣管(9)、倾斜式移动床换热器(11)，其特征是：倾斜式移动床换热器(11)的整体呈倾斜形式，上部错流段(11‑16)和下部错流段(11‑17)分别由上导流板(11‑10)和下导流板(11‑12)组成，两段错流段均设置有上下两个风室，下部错流段上风室(11‑11)与上部错流段下风室(11‑4)间通过风室连接烟管(11‑3)连接；上部错流段下风室(11‑4)设有底渣收集箱(11‑15)；两段错流段之间有灰道中部封压段(11‑9)，下部错流段(11‑17)以下设置有灰道下部封压段(11‑13)。本发明采用再循环烟气作为换热介质，将底渣绝大部分热量回收至炉膛(1)或尾部烟道(4)的适宜位置，减少了锅炉灰渣物理热损失，提高了锅炉效率。

Description

一种循环流化床锅炉底渣余热回收装置
技术领域：
本发明属于循环流化床锅炉技术领域，具体属于循环流化床锅炉高温底渣冷却与余热回收利用装置。
背景技术：
从循环流化床锅炉中排出的高温底渣含有大量的物理显热，需采用合适的底渣冷却装置进行底渣冷却及余热回收。传统的底渣余热技术有滚筒水冷、流化床风水冷、移动床风冷等。这些传统方法都无法获得高温换热介质(水或空气)，余热利用率低，并伴有阻力大、磨损等问题。滚筒冷渣器出水温度在100℃以下，底渣余热回收利用率也只有10％左右；并且吸热后的冷凝水被送回至回热系统，排挤汽轮机末级或多级低压加热器的抽汽，降低汽轮机效率；甚至还可能出现机组所有的凝结水量都不足以满足底渣冷却需求的情况。流化床冷渣器的流化风在流化床冷渣器内吸热后形成的约300-400℃热空气被送回至炉膛作为补充二次风使用，但在实际运行中存在气固换热与受热面磨损的矛盾，以及常有的堵渣、燃烧结焦等问题；虽然采用双分选式流化床冷渣器(CN201010297379.9)在一定程度上解决了上述问题，但空气在冷渣器内换热后的风温不超过400℃，风量消耗较大。传统的移动床冷渣器其普遍存在问题是，采用空气作为冷却介质时易结焦，而采用烟气由下至上一次性通过料层所产生的流动阻力太大，工程上很难应用。目前还有采用移动床多级水平串联气固换热技术(CN107013906A)回收高温底渣余热，能提高工质温度至800℃左右，但阻力较大，且对底渣粒径分布适应性较差，影响了实际应用效果。
发明内容：
本发明的目的就是为了克服上述背景技术的不足，提出了一种可以实现低压阻、高回收工质温度的循环流化床底渣余热回收装置。
本发明所涉及的一种循环流化床锅炉底渣余热回收装置，包括排渣管9、倾斜式移动床换热器11；其中倾斜式移动床换热器11包括11-1为烟道进口段、11-2为下部错流段下风室、11-3为风室连接烟管、11-4为上部错流段下风室、11-5为烟道出口段、11-6为灰道进口段、11-7为底渣扩散段、11-8为上部错流段上风室、11-9为灰道中部封压段、11-10为上导流板、11-11为下部错流段上风室、11-12为下导流板、11-13为灰道下部封压段、11-14为旋转排渣阀、11-15为细底渣收集箱、11-16为上部错流段、11-17为下部错流段、11-18为竖直灰道、11-19为倾斜灰道，倾斜式移动床换热器11的整体呈倾斜形式，倾斜灰道11-19与水平面的夹角α在35-80°之间，底渣层厚度在150-800mm之间；在倾斜式移动床换热器11顶部的灰道进口段11-6以下设置有底渣扩散段11-7，用于扩大底渣流动通道的截面积；在上部错流段11-16和下部错流段11-17，均设置有上下两个风室，下部错流段上风室11-11与上部错流段下风室11-4间通过风室连接烟管11-3连接，延长烟气与底渣的接触时间；在上部错流段下风室11-4设置有细底渣收集箱11-15，用来收集由下部错流段上风室11-11随烟气携带进入上部错流段下风室11-4的底渣细颗粒；两段错流段之间还有灰道中部封压段11-9，灰道中部封压段11-9有竖直灰道11-18，用来减少上部错流段11-16和下部错流段11-17之间的窜风；上部错流段11-16和下部错流段11-17由上导流板11-10和下导流板11-12组成，上导流板11-10竖直安装，下导流板11-12与倾斜灰道11-19间的夹角β在10-30°，上部错流段11-16和下部错流段11-17长度之比L2:L1在0.4-3之间；在下部错流段11-17以下设置有灰道下部封压段11-13和旋转排渣阀11-14，颗粒下落速率通过旋转排渣阀11-14控制。
本发明的优点是：
1、以再循环烟气作为循环流化床锅炉底渣的冷却介质，在倾斜式移动床换热器内与高温底渣进行直接接触换热，且采用两级串联单向式布置，延长了烟气与底渣的接触时间，因此换热后的烟气温度能达到仅比初始底渣温度低约100℃。
2、采用倾斜式灰道不仅保证灰渣能在自身重力下自上而下流过灰道，还给予底渣在错流段膨胀空间，降低烟气通过错流段的阻力。另外，因电厂炉膛排渣口高度限制，灰道倾斜还增加了可供错流段布置的长度。
3、由于烟气流速较低，经过底渣料层换热时，底渣中的细颗粒不会被烟气带走，能获得较高终温的低含尘热烟气，为热烟气的后续热能回收利用提供了极大的便利。
4、在倾斜式移动床换热器内烟气流速较低，磨损小，可靠性较高。
附图说明：
图1：循环流化床锅炉及底渣余热回收装置图；
图2：倾斜式移动床换热器的俯视图；
图3：A-A剖视图；
图4：B-B剖视图。
上述图中，1为炉膛、2为旋风分离器、3为回料阀、4为尾部烟道、5为省煤器、6为空预器、7为除尘器、8为烟囱、9为排渣口、10为排渣管、11为倾斜式移动床换热器、11-1为烟道进口段、11-2为下部错流段下风室、11-3为风室连接烟管、11-4为上部错流段下风室、11-5为烟道出口段、11-6为灰道进口段、11-7为底渣扩散段、11-8为上部错流段上风室、11-9为灰道中部封压段、11-10为上导流板、11-11为下部错流段上风室、11-12为下导流板、11-13为灰道下部封压段、11-14为旋转排渣阀、11-15为细底渣收集箱、11-16为上部错流段、11-17为下部错流段、11-18为竖直灰道、11-19为倾斜灰道、12为再循环烟气风机、L1为下部错流段长度、L2为上部错流段长度、α为倾斜灰道与水平面间夹角、β为下导流板与倾斜灰道间的夹角。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例
本实施例所涉及的一种循环流化床锅炉底渣余热回收装置其结构如图1-图4所示，该装置主要包括排渣管9、倾斜式移动床换热器11；其中倾斜式移动床换热器11包括11-1为烟道进口段、11-2为下部错流段下风室、11-3为风室连接烟管、11-4为上部错流段下风室、11-5为烟道出口段、11-6为灰道进口段、11-7为底渣扩散段、11-8为上部错流段上风室、11-9为灰道中部封压段、11-10为上导流板、11-11为下部错流段上风室、11-12为下导流板、11-13为灰道下部封压段、11-14为旋转排渣阀、11-15为细底渣收集箱、11-16为上部错流段、11-17为下部错流段、11-18为竖直灰道、11-19为倾斜灰道，倾斜式移动床换热器11的整体呈倾斜形式，倾斜灰道11-19与水平面的夹角α在35-80°之间，底渣层厚度在150-800mm之间；在倾斜式移动床换热器11顶部的灰道进口段11-6以下设置有底渣扩散段11-7，用于扩大底渣流动通道的截面积；在上部错流段11-16和下部错流段11-17，均设置有上下两个风室，下部错流段上风室11-11与上部错流段下风室11-4间通过风室连接烟管11-3连接，延长烟气与底渣的接触时间；在上部错流段下风室11-4设置有细底渣收集箱11-15，用来收集由下部错流段上风室11-11随烟气携带进入上部错流段下风室11-4的底渣细颗粒；两段错流段之间还有灰道中部封压段11-9，灰道中部封压段11-9有竖直灰道11-18，用来减少上部错流段11-16和下部错流段11-17之间的窜风；上部错流段11-16和下部错流段11-17由上导流板11-10和下导流板11-12组成，上导流板11-10竖直安装，下导流板11-12与倾斜灰道11-19间的夹角β在10-30°，上部错流段11-16和下部错流段11-17长度之比L2:L1在0.4-3之间；在下部错流段11-17以下设置有灰道下部封压段11-13和旋转排渣阀11-14，颗粒下落速率通过旋转排渣阀11-14控制。
本实施例所涉及的一种循环流化床锅炉底渣余热回收装置，其工作过程如下：
炉膛1内燃烧产生的高温底渣沿排渣口9进入到排渣管10中。在倾斜式移动床换热器11顶部的灰道进口段11-6以下设置有底渣扩散段11-7，以扩大底渣流通截面积。底渣在自身重力作用下流过灰道，流动速率通过旋转排渣阀11-14控制。烟气由除尘器7后引入，通过再循环烟气风机12增压后，由烟道进口段11-1进入下部错流段下风室11-2，穿过下部错流段11-17进入下部错流段上风室11-11，再通过风室连接烟管11-3进入上部错流段下风室11-4，之后再通过上部错流段11-16进入上部错流段上风室11-8，最后由烟道出口段11-5返回至炉膛1或尾部烟道4的适宜位置。在上部错流段11-16和下部错流段11-17，底渣在由上导流板11-10和下导流板11-12组成的通道内流动，而烟气从下导流板11-12穿过底渣层实现烟气与底渣的直接接触。在上部错流段下风室11-4设置有细底渣收集箱11-15，用来收集由下部错流段上风室11-11随烟气携带进入上部错流段下风室11-4的底渣细颗粒。另外，灰道中部封压段11-9用来减少上部错流段11-16和下部错流段11-17之间的窜风；灰道下部封压段11-13用来减少下部错流段11-17与旋转排渣阀11-14出口间的漏风。

Claims (1)

1.一种循环流化床锅炉底渣余热回收装置，包括排渣管(9)、倾斜式移动床换热器(11)；其特征是：倾斜式移动床换热器(11)包括烟道进口段(11-1)、下部错流段下风室(11-2)、风室连接烟管(11-3)、上部错流段下风室(11-4)、烟道出口段(11-5)、灰道进口段(11-6)、底渣扩散段(11-7)、上部错流段上风室(11-8)、灰道中部封压段(11-9)、上导流板(11-10)、下部错流段上风室(11-11)、下导流板(11-12)、灰道下部封压段(11-13)、旋转排渣阀(11-14)、细底渣收集箱(11-15)、上部错流段(11-16)、下部错流段(11-17)、竖直灰道(11-18)、倾斜灰道(11-19)；倾斜式移动床换热器(11)的整体呈倾斜形式，倾斜灰道(11-19)与水平面间的夹角(α)在35-80°之间；在倾斜式移动床换热器(11)顶部的灰道进口段(11-6)以下设置有底渣扩散段(11-7)，上部错流段(11-16)和下部错流段(11-17)由上导流板(11-10)和下导流板(11-12)组成，上导流板(11-10)竖直安装，下导流板(11-12)与倾斜灰道(11-19)间的夹角(β)在10-30°，上部错流段(11-16)和下部错流段(11-17)长度之比L2:L1在0.4-3之间；上部错流段(11-16)和下部错流段(11-17)，均设置有上下两个风室，下部错流段上风室(11-11)与上部错流段下风室(11-4)间通过风室连接烟管(11-3)连接，在上部错流段下风室(11-4)设置有细底渣收集箱(11-15)，采用锅炉再循环烟气作为换热介质；两段错流段之间有灰道中部封压段(11-9)，灰道中部封压段(11-9)有竖直灰道(11-18)，下部错流段(11-17)以下设置有灰道下部封压段(11-13)。
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