CN109028048B - 一种循环流化床锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种循环流化床锅炉，属于发电技术领域，包括控制系统、锅炉壁和设置在锅炉壁上的吹灰孔，还包括红外测温系统，所述红外测温系统包括红外测温探头、窥视管和法兰，所述窥视管一端通过法兰固定在锅炉壁上，另一端连接红外测温探头，红外测温探头通过窥视管正对吹灰孔的中心，红外测温探头的测量值反馈至控制系统。本发明使用寿命长，减小了测温元件的磨损速度，减小了日常维护量，测温响应速度快，缩短了启动时间，节约燃料成本同时能防止炉床结焦，保证床温测量的可靠性。

Description

一种循环流化床锅炉

技术领域

本发明涉及一种循环流化床锅炉，属于发电技术领域。

背景技术

循环流化床锅炉的主要特点是物料经过多次循环，在炉膛内反复进行燃烧和脱硫反应，物料在燃烧过程中，物料层的温度俗称床温是保证循环流化床锅炉设备安全性和运行经济性的重要参数之一，如果流化床床温过低，会导致流化床结焦，影响脱硫和燃烧效果，反之床温过高，会导致密相区下端煤粉经过二次风后进行二次燃烧，导致水冷壁和高温再热器出现高温结焦，因此循环流化床锅炉对床温的控制至关重要。

目前主要采用将热电偶插入位于循环流化床锅炉炉膛下部并且紧挨炉床的密相区锅炉壁内进行测温，根据热电偶反馈至控制系统的测量值对循环流化床锅炉床温进行控制，但是，循环流化床锅炉在使用热电偶测温的过程中存在的以下问题：

1、热电偶磨损速度快，检修费用高。由于循环流化床锅炉特殊的燃烧方式，大量高温循环物料粒子不断冲刷燃烧室、分离器和回料阀，而下部燃烧室内表面由于物料粒子体积最大，在烟气流剧烈作用下，其磨损程度最为严重。极易使分布在此位置的热电偶损坏，导致热电偶失效或测量结果失准，导致热电偶的日常维护量增大，检修费用高昂，并且还会影响电厂的安全稳定运行。

2、热电偶响应时间慢，导致炉床结焦。现在普遍使用的热电偶响应时间为30-120秒不等，从而使炉床的实际温度与热电偶输出信号温度之间存在延迟现象，使得床温调节不及时而引起锅炉结焦现象。循环流化床锅炉的床层整体温度低于灰渣变性温度，会由于局部超温或低温烧结会引起低温结焦；而当床层整体温度水平较高而流化正常时，也可能引起高温结焦。一旦焦块在床料中形成，随着时间的推移，焦块就会附着在一起，且越来越大，造成流化更加困难，而产生恶性循环形成堵塞。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种循环流化床锅炉，使用寿命长，减小了测温元件的磨损速度，减小了日常维护量，测温响应速度快，缩短了启动时间，节约燃料成本同时能防止炉床结焦，保证床温测量的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种循环流化床锅炉，包括控制系统、锅炉壁和设置在锅炉壁上的吹灰孔，还包括红外测温系统，所述红外测温系统包括红外测温探头、窥视管和法兰，所述窥视管一端通过法兰固定在锅炉壁上，另一端连接红外测温探头，红外测温探头通过窥视管正对吹灰孔的中心，红外测温探头的测量值反馈至控制系统。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述红外测温系统还包括窥视管吹扫装置、红外探头吹扫装置和压缩空气控制装置。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述窥视管吹扫装置包括管路Ⅰ、设置在管路Ⅰ上的球阀Ⅰ、油污分离器Ⅰ和转子流量计Ⅰ，管路Ⅰ中的压缩空气依次通过球阀Ⅰ、油污分离器Ⅰ和转子流量计Ⅰ进入窥视管内。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述红外探头吹扫装置包括管路Ⅱ、设置在管路Ⅱ的球阀Ⅱ、油污分离器Ⅱ和转子流量计Ⅱ，管路Ⅱ中的压缩空气依次通过球阀Ⅱ、油污分离器Ⅱ和转子流量计Ⅱ送至红外测温探头处。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述管路Ⅱ还设有过滤减压阀，过滤减压阀设置在转子流量计Ⅱ和红外测温探头之间。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述窥视管上设有气动球阀，管路Ⅱ内的压缩空气还可以送至气动球阀处。

本发明技术方案的进一步改进在于：管路Ⅱ上还设有用于控制气动球阀的电磁阀。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述压缩空气控制装置包括为管路Ⅰ和管路Ⅱ提供压缩空气的主管路、设置在主管路上的压力变送器和总球阀。

本发明技术方案的进一步改进在于：红外测温系统距离烟气出口的垂直距离为炉床与烟气出口之间总距离的1/3，红外测温探头与水平方向夹角为15°。

本发明技术方案的进一步改进在于：红外测温系统设置位置对应炉床上部的密相区，用来测量炉膛下方炉床的床温，红外测温探头与水平方向夹角为30°。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明的一种循环流化床锅炉，使用寿命长，减小了测温元件的磨损速度，减小了日常维护量，测温响应速度快，缩短了启动时间，节约燃料成本同时能防止炉床结焦，保证床温测量的可靠性。

本发明通过红外测温探头测量床温，与传统热电偶相比，一方面红外测温探头的使用寿命长，并且红外在线测温是非接触式测温，可避免物料粒子与烟气流的冲刷而造成的对测温元件磨损，减少日常维修量；另一方面，红外在线测温响应快，延迟时间短，测量温度一般是炉床的实际温度，便于操作人员根据测量结果调节床温，防止了锅炉结焦现象，同时响应时间的减少，可大大缩短点火初期煤、油混燃时间，降低投油量，减少启动时的燃烧消耗。

本发明通过设置窥视管吹扫装置，引入压缩空气对窥视管进行吹扫，一方面保证红外测温探头前面的窥视管内不会出现积灰，避免灰尘影响红外测温探头的使用寿命，另一方面确保炉膛内部的热气流不会冲击到红外探头的镜头而造成红外测温探头的损坏。

由于料层的床温一般在800℃到900℃之间，过高的温度很容易损坏红外测温探头前的镜头，通过红外探头吹扫装置引入压缩空气直接对红外测温探头前的镜头进行降温，有效的保护了整个红外测温探头。

压缩空气控制装置保证压缩空气压力正常，避免由于压缩空气故障导致红外测温探头损坏。

在窥视管和红外探头之间增加了气动球阀，当压缩空气出现故障时，通过电磁阀及时关断气动球阀，避免红外测温探头受到高温炉膛烟气的损伤。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2为本发明结构示意图；

其中，1、锅炉壁，2、红外测温系统，3、红外测温探头，4、吹灰孔，5、法兰，6、窥视管，7、气动球阀，8、控制系统，9、管路Ⅰ，10、球阀Ⅰ，11、油污分离器Ⅰ，12、转子流量计Ⅰ，13、管路Ⅱ，14、球阀Ⅱ，15、油污分离器Ⅱ，16、转子流量计Ⅱ，17、主管路，18、压力变送器，19、总球阀，20、过滤减压阀，21、电磁阀，22、烟气出口，23、炉床。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

如图1、图2所示，一种循环流化床锅炉，包括控制系统8、锅炉壁1和设置在锅炉壁上的吹灰孔4，还包括红外测温系统2，所述红外测温系统2包括红外测温探头3、窥视管6和法兰5，所述窥视管6一端通过法兰5固定在锅炉壁1上，另一端连接红外测温探头3，红外测温探头3通过窥视管6正对吹灰孔4的中心，红外测温探头3的测量值反馈至控制系统8。通过红外测温探头3测量床温，与传统热电偶相比，一方面红外测温探头3的使用寿命长，并且红外在线测温是非接触式测温，可避免物料粒子与烟气流的冲刷而造成的对测温元件磨损，减少日常维修量；另一方面，红外在线测温响应快，延迟时间短，测量温度一般是炉床的实际温度，便于操作人员根据测量结果调节床温，防止了锅炉结焦现象，同时响应时间的减少，可大大缩短点火初期煤、油混燃时间，降低投油量，减少启动时的燃烧消耗。

红外测温系统2还包括窥视管吹扫装置、红外探头吹扫装置和压缩空气控制装置。窥视管吹扫装置包括管路Ⅰ9、设置在管路Ⅰ9上的球阀Ⅰ10、油污分离器Ⅰ11和转子流量计Ⅰ12，管路Ⅰ9中的压缩空气依次通过球阀Ⅰ10、油污分离器Ⅰ11和转子流量计Ⅰ12进入窥视管6内。窥视管吹扫装置中的压缩空气可以对窥视管6进行吹扫，一方面保证红外测温探头3前面的窥视管内不会出现积灰，避免灰尘影响红外测温探头的使用寿命，另一方面确保炉膛内部的热气流不会冲击到红外探头的镜头而造成红外测温探头的损坏。管路Ⅰ9用于输送压缩空气，球阀Ⅰ10便于切断分管路Ⅰ压缩空气；油污分离器Ⅰ11用于分离压缩空气中凝聚的水分和油分等杂质，使压缩空气得到初步净化，转子流量计Ⅰ12用于测量通过管路Ⅰ9的压缩空气的流量。窥视管6的内径大于等于吹灰孔4的直径，可以保证窥视管吹扫装置对窥视管彻底的吹扫和降温，避免窥视管6不能覆盖吹灰孔而导致的烟气外泄和热气流对于窥视管6的外壁造成的损伤。

红外探头吹扫装置包括管路Ⅱ13、设置在管路Ⅱ13的球阀Ⅱ14、油污分离器Ⅱ15和转子流量计Ⅱ16，管路Ⅱ13中的压缩空气依次通过球阀Ⅱ14、油污分离器Ⅱ15和转子流量计Ⅱ16送至红外测温探头3处。由于料层的床温一般在800℃到900℃之间，过高的温度很容易损坏红外测温探头前的镜头，红外探头吹扫装置中的压缩空气直接对红外测温探头前的镜头进行降温，有效的保护了整个红外测温探头。管路Ⅱ13用于输送压缩空气，球阀Ⅱ14便于切断分球阀Ⅱ14压缩空气；油污分离器Ⅱ15用于分离压缩空气中凝聚的水分和油分等杂质，使压缩空气得到初步净化，转子流量计Ⅰ12用于测量通过管路Ⅱ13的压缩空气的流量。

由于管路Ⅱ13内的压缩空气的压力可能会出现压力不稳定的情况，会损坏红外测温探头，因此管路Ⅱ13还设有过滤减压阀20，过滤减压阀20设置在转子流量计Ⅱ16和红外测温探头3之间，过滤减压阀20能够保证当输入端的压缩空气压力波动时，减压阀膜片自动作出调整，使压缩空气压力平稳的输出，保证压缩空气的压力稳定。

窥视管6上设有气动球阀7，管路Ⅱ13内的压缩空气还可以送至气动球阀7处，管路Ⅱ13上还设有用于控制气动球阀7的电磁阀21。当压缩空气出现故障时，通过电磁阀21及时关断气动球阀7，避免炉膛内的高温烟气损伤红外测温探头。

压缩空气控制装置包括为管路Ⅰ9和管路Ⅱ13提供压缩空气的主管路17、设置在主管路17上的压力变送器18和总球阀19。压缩空气主管路17上的总球阀19，用于切断进入主管路17压缩空气；主管路17上安装压力变送器18，压力变送器18的信号反馈至控制系统8，实现远距离监视压缩空气压力，可以保证压缩空气压力正常，避免由于压缩空气故障导致红外测温探头损坏。

本发明设置红外测温系统4套，其中两套红外测温系统2距离烟气出口22的垂直距离为炉床23与烟气出口22之间总距离的1/3，并且相对锅炉的中心线对称设置，红外测温探头3与水平方向夹角为15°；两套红外测温系统2设置位置对应炉床23上部的密相区，同样相对锅炉的中心线对称设置，用来测量炉膛下方炉床的床温，红外测温探头3与水平方向夹角为30°。

本发明的一种循环流化床锅炉，使用寿命长，减小了测温元件的磨损速度，减小了日常维护量，测温响应速度快，缩短了启动时间，节约燃料成本同时能防止炉床结焦，保证床温测量的可靠性。

Claims (1)

1.一种循环流化床锅炉，包括控制系统（8）、锅炉壁（1）和设置在锅炉壁上的吹灰孔（4），其特征在于：还包括红外测温系统（2），所述红外测温系统（2）包括红外测温探头（3）、窥视管（6）和法兰（5），所述窥视管（6）一端通过法兰（5）固定在锅炉壁（1）上，另一端连接红外测温探头（3），红外测温探头（3）通过窥视管（6）正对吹灰孔（4）的中心，红外测温探头（3）的测量值反馈至控制系统（8）；

所述红外测温系统（2）还包括窥视管吹扫装置、红外探头吹扫装置和压缩空气控制装置；

所述窥视管吹扫装置包括管路Ⅰ（9）、设置在管路Ⅰ（9）上的球阀Ⅰ（10）、油污分离器Ⅰ（11）和转子流量计Ⅰ（12），管路Ⅰ（9）中的压缩空气依次通过球阀Ⅰ（10）、油污分离器Ⅰ（11）和转子流量计Ⅰ（12）进入窥视管（6）内；

所述红外探头吹扫装置包括管路Ⅱ（13）、设置在管路Ⅱ（13）的球阀Ⅱ（14）、油污分离器Ⅱ（15）和转子流量计Ⅱ（16），管路Ⅱ（13）中的压缩空气依次通过球阀Ⅱ（14）、油污分离器Ⅱ（15）和转子流量计Ⅱ（16）送至红外测温探头（3）处；

所述管路Ⅱ（13）还设有过滤减压阀（20），过滤减压阀（20）设置在转子流量计Ⅱ（16）和红外测温探头（3）之间；

所述窥视管（6）上设有气动球阀（7），管路Ⅱ（13）内的压缩空气还可以送至气动球阀（7）处；

管路Ⅱ（13）上还设有用于控制气动球阀（7）的电磁阀（21）；

两套红外测温系统（2）距离烟气出口（22）的垂直距离为炉床（23）与烟气出口（22）之间总距离的1/3，并且相对锅炉的中心线对称设置， 红外测温探头（3）与水平方向夹角为15°；

两套红外测温系统（2）设置位置对应炉床（23）上部的密相区，同样相对锅炉的中心线对称设置，用来测量炉膛下方炉床的床温，红外测温探头（3）与水平方向夹角为30°；

所述压缩空气控制装置包括为管路Ⅰ（9）和管路Ⅱ（13）提供压缩空气的主管路（17）、设置在主管路（17）上的压力变送器（18）和总球阀（19）。

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