CN110701607A - 一种锅炉飞灰复燃装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锅炉飞灰复燃装置，涉及锅炉技术领域，锅炉上端与旋风分离器相连通，旋风分离器与锅炉的辅助受热面相连接，辅助受热面下端与静电除尘器相连通，静电除尘器与飞灰装置相连通，飞灰装置与返料箱相连接，返料箱的料腿与锅炉炉膛相连接，返料器与返料风机相连接。本发明主要是把静电除尘器收集下来的锅炉飞灰通过飞灰装置回送到锅炉的返料器料腿，随返料灰一起进入炉膛参加燃烧，这样就增加了炉膛中的循环灰量，降低了床温，提高了炉膛差压，也提高了炉膛出口温度，降低了飞灰含碳量，增大了锅炉对煤种的适应范围；通过控制飞灰返灰量达到了氨水的温度反应区间使氨水与烟气中的氮氧化物充分反应，减少了氨逃逸。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉技术领域，具体为一种锅炉飞灰复燃装置及方法。
背景技术
现今火电厂循环流化床锅炉设计一般为低床温、低床压、低氮燃烧国内新型炉型，氮氧化物原始排放量为70-160mg/m3，在2017年10月份前执行的Nox排放标准为≤200mg/m3。期间，不需要采用SNCR投氨水脱硝方式也能满足烟气排放要求。2017年10月份后，很多地区环保部门实行超低排放标准，Nox的排放标准为≤50mg/m3；为做到达标排放，锅炉采取SNCR脱硝方式，脱硝剂一般为氨水或尿素。设计氨水的使用量一般为0.3-0.5吨/小时，需要根据锅炉的氮氧化合物原始排放量调整；原始排放量根据炉膛及炉膛出口温度的不同而不同，反应温度一般控制在850-930℃之间最佳。为保证二氧化硫达标，原煤中的硫含量需控制在较低水平(0.8％以下)。而在实际在运行中，氨水使用量达到0.5-0.8吨/小时，明显大于设计值，而且飞灰含碳量最高达到12％以上；针对这一情况，经过认真研究分析；一致认为主要原因有两个：一是锅炉床温偏高，高负荷时床温达到980℃以上，导致氮氧化合物在此温度下急剧增加，致使投用的氨水也增加；其次，炉膛出口温度低，提负荷困难，经过认真分析，确认炉膛差压低是主要原因，而炉膛差压低与锅炉循环灰的多少密切相关，因此，在进行运行调整的同时，提高循环灰量就成了当务之急。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锅炉飞灰复燃装置及方法，以解决上述背景技术中提出的提高循环灰量的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种锅炉飞灰复燃装置，包括锅炉，所述锅炉上端与旋风分离器相连通，所述旋风分离器的出气端与锅炉的辅助受热面相连接，所述辅助受热面下端与静电除尘器相连通，所述静电除尘器的出灰端与飞灰装置相连通，所述飞灰装置与储灰间相连接，所述飞灰装置还与返料箱的料腿处相连接，所述返料箱的料腿与锅炉炉膛相连接，所述返料器下端与返料风机相连接。
进一步的，所述辅助受热面包括过热器、省煤器和空气预热器，所述过热器、省煤器和空气预热器依次连接，其中过热器与旋风分离器相连通，所述空气预热器与静电除尘器相连通。
进一步的，所述飞灰装置包括粉料泵、输灰风机和输灰管道，所述粉料泵的进口与静电除尘器的出灰端相连接，所述粉料泵的出口与输灰管道相连通，所述输灰管道前端与输灰风机相连通。
进一步的，所述输灰风机和返料风机均为罗茨风机。
进一步的，所述返料箱、旋风分离器均设有两个。
进一步的，所述飞灰装置设有两个。
一种锅炉飞灰复燃方法，具体方法如下：锅炉炉膛出口排出的带有小颗粒的烟气进入旋风分离器，在旋风分离器中在离心力作用下分离出较大颗粒的烟灰，分离出来的较大颗粒的烟灰进入返料器中通过返料风机的作用回到炉膛再次燃烧，并起到控制床温的作用，另外把静电除尘器收集下来的部分小颗粒烟灰通过飞灰装置回送到锅炉的返料器，随分离出较大颗粒的烟灰一起进入炉膛参加燃烧。
进一步的，静电除尘器收集下来的剩余的小颗粒烟灰通过另一飞灰装置进入储灰间进行暂时储存。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明主要是把静电除尘器收集下来的锅炉飞灰通过飞灰装置回送到锅炉的返料器料腿，随返料灰一起进入炉膛参加燃烧，这样就增加了炉膛中的循环灰量，降低了床温，提高了炉膛差压，也提高了炉膛出口温度，通过控制飞灰返灰量达到了氨水的温度反应区间(800-930℃)使氨水与烟气中的氮氧化物充分反应，减少了氨逃逸，同时由于床温的降低，锅炉的氮氧化合物原始排放量也大大减少，相应的也减少了氨水用量；而且由于飞灰再次复燃，也降低了飞灰含碳量，同时由于循环灰量的提高，使锅炉提负荷的能力大大增强。同时可适当降低采购煤炭的灰分要求，提高采购煤的热值，降低运输及使用成本。将本已成为固废的煤灰再输送回锅炉，重新进入循环流化系统，增加灰分含量，通过调整供料机进灰量控制飞灰返料量。气力输灰系统设定料位，以保证返料飞灰的供应量。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图中：1静电除尘器，2过热器，3省煤器，4空气预热器，5锅炉，6旋风分离器，7返料箱，8粉料泵，9返料风机，10输灰风机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
参照图1，一种锅炉飞灰复燃装置，包括锅炉5，所述锅炉5上端与旋风分离器7相连通，所述旋风分离器7的出气端与锅炉5的辅助受热面相连接，所述辅助受热面下端与静电除尘器1相连通，所述静电除尘器1的出灰端与飞灰装置相连通，所述飞灰装置与储灰间相连接，所述飞灰装置还与返料箱的料腿处相连接，所述返料箱的料腿与锅炉5炉膛相连接，所述返料器下端与返料风机9相连接。
所述辅助受热面包括过热器2、省煤器3和空气预热器4，所述过热器2、省煤器3和空气预热器4依次连接，其中过热器2与旋风分离器7相连通，所述空气预热器4与静电除尘器1相连通。辅助受热面吸收烟道内高温烟气的辐射热。使烟气得到可靠冷却，熔化的灰粉凝结成灰粉团后可以使得静电除尘器1的除尘效果更好。
所述旋风分离器7由外壳、筛网和排风管组成，外壳上部为圆筒形，下部为上大下小的空心圆台形，其顶部一侧有入料进风管，底部有直通向下的粉末出口管，筛网上部为圆筒形，下部为锥顶在下的圆锥形，底部有带斜度的出料管，其安装在外壳中，排风管位于筛网中并安装在外壳上部。
返料箱包括炉膛、回料管、膨胀节、风箱、U型阀返料器、水冷换热管、进水集箱、出水集箱、返料立管及高温绝热旋风分离器7，U型阀返料器与返料立管间设有水冷换热管，所述水冷换热管的两端分别与进水集箱及出水集箱相连接，进水集箱与锅炉5进水管路连通，出水集箱与给水管路的混合集箱相连通。所述返料立管与高温绝热旋风分离器7的下端相连接，返料立管与高温绝热旋风分离器7构成落料密封回路。U型阀返料器的下端设有风箱。回料管的两端分别与返料立管及炉膛相连接，所述回料管上与返料立管相连接的垂直段上设有膨胀节。经过旋风分离器7分离的粉尘进入返料立管内，水冷换热管的两端与进水集箱及出水集箱相连接，通过在水冷换热管内进行热交换，使在返料立管的高温物料降温。从风箱送入流化松动风，利用U型阀返料器的上升段与下降段的料位差作为循环物料的返送动力，将循环物料稳定有序地向炉膛内返送，实现循环燃烧。利用水冷换热管的热交换，使从高温绝热旋风分离器7分离下来的高温物料降温幅度达150～200℃，使U型阀返料器运行时不结渣不结焦，水冷换热器交换后的热水通过出水集箱送入给水管路的混合集箱，提高了混合集箱中水的温度，提高了锅炉5的热效率，节约了能源。
实施例2：
参照图1，一种锅炉飞灰复燃装置，包括锅炉5，所述锅炉5上端与旋风分离器7相连通，所述旋风分离器7的出气端与锅炉5的辅助受热面相连接，所述辅助受热面下端与静电除尘器1相连通，所述静电除尘器1的出灰端与飞灰装置相连通，所述飞灰装置与储灰间相连接，所述飞灰装置还与返料箱的料腿处相连接，所述返料箱的料腿与锅炉5炉膛相连接，所述返料器下端与返料风机9相连接。
所述辅助受热面包括过热器2、省煤器3和空气预热器4，所述过热器2、省煤器3和空气预热器4依次连接，其中过热器2与旋风分离器7相连通，所述空气预热器4与静电除尘器1相连通。辅助受热面吸收烟道内高温烟气的辐射热。使烟气得到可靠冷却，熔化的灰粉凝结成灰粉团后可以使得静电除尘器1的除尘效果更好。所述飞灰装置包括粉料泵8、输灰风机10和输灰管道，所述粉料泵8的进口与静电除尘器1的出灰端相连接，所述粉料泵8的出口与输灰管道相连通，所述输灰管道前端与输灰风机10相连通。
所述旋风分离器7由外壳、筛网和排风管组成，外壳上部为圆筒形，下部为上大下小的空心圆台形，其顶部一侧有入料进风管，底部有直通向下的粉末出口管，筛网上部为圆筒形，下部为锥顶在下的圆锥形，底部有带斜度的出料管，其安装在外壳中，排风管位于筛网中并安装在外壳上部。
返料箱包括炉膛、回料管、膨胀节、风箱、U型阀返料器、水冷换热管、进水集箱、出水集箱、返料立管及高温绝热旋风分离器7，U型阀返料器与返料立管间设有水冷换热管，所述水冷换热管的两端分别与进水集箱及出水集箱相连接，进水集箱与锅炉5进水管路连通，出水集箱与给水管路的混合集箱相连通。所述返料立管与高温绝热旋风分离器7的下端相连接，返料立管与高温绝热旋风分离器7构成落料密封回路。U型阀返料器的下端设有风箱。回料管的两端分别与返料立管及炉膛相连接，所述回料管上与返料立管相连接的垂直段上设有膨胀节。经过旋风分离器7分离的粉尘进入返料立管内，水冷换热管的两端与进水集箱及出水集箱相连接，通过在水冷换热管内进行热交换，使在返料立管的高温物料降温。从风箱送入流化松动风，利用U型阀返料器的上升段与下降段的料位差作为循环物料的返送动力，将循环物料稳定有序地向炉膛内返送，实现循环燃烧。利用水冷换热管的热交换，使从高温绝热旋风分离器7分离下来的高温物料降温幅度达150～200℃，使U型阀返料器运行时不结渣不结焦，水冷换热器交换后的热水通过出水集箱送入给水管路的混合集箱，提高了混合集箱中水的温度，提高了锅炉5的热效率，节约了能源。
实施例3：
参照图1，一种锅炉飞灰复燃装置，包括锅炉5，所述锅炉5上端与旋风分离器7相连通，所述旋风分离器7的出气端与锅炉5的辅助受热面相连接，所述辅助受热面下端与静电除尘器1相连通，所述静电除尘器1的出灰端与飞灰装置相连通，所述飞灰装置与储灰间相连接，所述飞灰装置还与返料箱的料腿处相连接，所述返料箱的料腿与锅炉5炉膛相连接，所述返料器下端与返料风机9相连接。
所述辅助受热面包括过热器2、省煤器3和空气预热器4，所述过热器2、省煤器3和空气预热器4依次连接，其中过热器2与旋风分离器7相连通，所述空气预热器4与静电除尘器1相连通。辅助受热面吸收烟道内高温烟气的辐射热。使烟气得到可靠冷却，熔化的灰粉凝结成灰粉团后可以使得静电除尘器1的除尘效果更好。所述飞灰装置包括粉料泵8、输灰风机10和输灰管道，所述粉料泵8的进口与静电除尘器1的出灰端相连接，所述粉料泵8的出口与输灰管道相连通，所述输灰管道前端与输灰风机10相连通。所述输灰风机10和返料风机9均为罗茨风机。所述返料箱8、旋风分离器7均设有两个。所述飞灰装置设有两个。
所述旋风分离器7由外壳、筛网和排风管组成，外壳上部为圆筒形，下部为上大下小的空心圆台形，其顶部一侧有入料进风管，底部有直通向下的粉末出口管，筛网上部为圆筒形，下部为锥顶在下的圆锥形，底部有带斜度的出料管，其安装在外壳中，排风管位于筛网中并安装在外壳上部。
返料箱包括炉膛、回料管、膨胀节、风箱、U型阀返料器、水冷换热管、进水集箱、出水集箱、返料立管及高温绝热旋风分离器7，U型阀返料器与返料立管间设有水冷换热管，所述水冷换热管的两端分别与进水集箱及出水集箱相连接，进水集箱与锅炉5进水管路连通，出水集箱与给水管路的混合集箱相连通。所述返料立管与高温绝热旋风分离器7的下端相连接，返料立管与高温绝热旋风分离器7构成落料密封回路。U型阀返料器的下端设有风箱。回料管的两端分别与返料立管及炉膛相连接，所述回料管上与返料立管相连接的垂直段上设有膨胀节。经过旋风分离器7分离的粉尘进入返料立管内，水冷换热管的两端与进水集箱及出水集箱相连接，通过在水冷换热管内进行热交换，使在返料立管的高温物料降温。从风箱送入流化松动风，利用U型阀返料器的上升段与下降段的料位差作为循环物料的返送动力，将循环物料稳定有序地向炉膛内返送，实现循环燃烧。利用水冷换热管的热交换，使从高温绝热旋风分离器7分离下来的高温物料降温幅度达150～200℃，使U型阀返料器运行时不结渣不结焦，水冷换热器交换后的热水通过出水集箱送入给水管路的混合集箱，提高了混合集箱中水的温度，提高了锅炉5的热效率，节约了能源。
实施例4：
参照图1，一种锅炉飞灰复燃装置，包括锅炉5，所述锅炉5上端与旋风分离器7相连通，所述旋风分离器7的出气端与锅炉5的辅助受热面相连接，所述辅助受热面下端与静电除尘器1相连通，所述静电除尘器1的出灰端与飞灰装置相连通，所述飞灰装置与储灰间相连接，所述飞灰装置还与返料箱的料腿处相连接，所述返料箱的料腿与锅炉5炉膛相连接，所述返料器下端与返料风机9相连接。
所述辅助受热面包括过热器2、省煤器3和空气预热器4，所述过热器2、省煤器3和空气预热器4依次连接，其中过热器2与旋风分离器7相连通，所述空气预热器4与静电除尘器1相连通。辅助受热面吸收烟道内高温烟气的辐射热。使烟气得到可靠冷却，熔化的灰粉凝结成灰粉团后可以使得静电除尘器1的除尘效果更好。所述飞灰装置包括粉料泵8、输灰风机10和输灰管道，所述粉料泵8的进口与静电除尘器1的出灰端相连接，所述粉料泵8的出口与输灰管道相连通，所述输灰管道前端与输灰风机10相连通。飞灰装置采用气力输送，气力输送就是一种利用气体流作为输送动力，在管道中搬运粉粒状固体物料的方法。物料在管道中的流动状态实际上很复杂，主要随气流速度及气流中所含物料量和物料本身料性等的不同而显著变化。固体含量低于1-10kg/m3，操作气速较高(约18～30m/s)，输送距离基本上在300m以内。现成熟设备料封泵来说，输送操作简单无机械转动部件，输送压力低，无维修、免维护！低压系统(稀相系统)又分为正压与负压两种，系统输送速度高，料气比低，一般采用旋转阀下料，鼓风机提供气源的组合，起始速度一般为12M/S，末端速度为25M/S，输送压力一般为0.1MPA左右，末端压力接近为零。本发明采用的低压正压系统(稀相系统)，该系统末端压力低不会影响锅炉5自身的循环系统。所述输灰风机10和返料风机9均为罗茨风机。所述返料箱8、旋风分离器7均设有两个。所述飞灰装置设有两个。
所述旋风分离器7由外壳、筛网和排风管组成，外壳上部为圆筒形，下部为上大下小的空心圆台形，其顶部一侧有入料进风管，底部有直通向下的粉末出口管，筛网上部为圆筒形，下部为锥顶在下的圆锥形，底部有带斜度的出料管，其安装在外壳中，排风管位于筛网中并安装在外壳上部。
返料箱包括炉膛、回料管、膨胀节、风箱、U型阀返料器、水冷换热管、进水集箱、出水集箱、返料立管及高温绝热旋风分离器7，U型阀返料器与返料立管间设有水冷换热管，所述水冷换热管的两端分别与进水集箱及出水集箱相连接，进水集箱与锅炉5进水管路连通，出水集箱与给水管路的混合集箱相连通。所述返料立管与高温绝热旋风分离器7的下端相连接，返料立管与高温绝热旋风分离器7构成落料密封回路。U型阀返料器的下端设有风箱。回料管的两端分别与返料立管及炉膛相连接，所述回料管上与返料立管相连接的垂直段上设有膨胀节。经过旋风分离器7分离的粉尘进入返料立管内，水冷换热管的两端与进水集箱及出水集箱相连接，通过在水冷换热管内进行热交换，使在返料立管的高温物料降温。从风箱送入流化松动风，利用U型阀返料器的上升段与下降段的料位差作为循环物料的返送动力，将循环物料稳定有序地向炉膛内返送，实现循环燃烧。利用水冷换热管的热交换，使从高温绝热旋风分离器7分离下来的高温物料降温幅度达150～200℃，使U型阀返料器运行时不结渣不结焦，水冷换热器交换后的热水通过出水集箱送入给水管路的混合集箱，提高了混合集箱中水的温度，提高了锅炉5的热效率，节约了能源。
一种锅炉飞灰复燃方法，具体方法如下：锅炉5炉膛出口排出的带有小颗粒的烟气进入旋风分离器7，在旋风分离器7中在离心力作用下分离出较大颗粒的烟灰，分离出来的较大颗粒的烟灰进入返料器中通过返料风机9的作用回到炉膛再次燃烧，并起到控制床温的作用，另外把静电除尘器1收集下来的部分小颗粒烟灰通过飞灰装置回送到锅炉5的返料器，随分离出较大颗粒的烟灰一起进入炉膛参加燃烧。另外，静电除尘器1收集下来的剩余的小颗粒烟灰通过另一飞灰装置进入储灰间进行暂时储存。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种锅炉飞灰复燃装置，其特征在于：包括锅炉(5)，所述锅炉(5)上端与旋风分离器(7)相连通，所述旋风分离器(7)的出气端与锅炉(5)的辅助受热面相连接，所述辅助受热面下端与静电除尘器(1)相连通，所述静电除尘器(1)的出灰端与飞灰装置相连通，所述飞灰装置与储灰间相连接，所述飞灰装置还与返料箱的料腿处相连接，所述返料箱的料腿与锅炉(5)炉膛相连接，所述返料器下端与返料风机(9)相连接。
2.根据权利要求1所述的锅炉飞灰复燃装置,其特征在于：所述辅助受热面包括过热器(2)、省煤器(3)和空气预热器(4)，所述过热器(2)、省煤器(3)和空气预热器(4)依次连接，其中过热器(2)与旋风分离器(7)相连通，所述空气预热器(4)与静电除尘器(1)相连通。
3.根据权利要求1所述的锅炉飞灰复燃装置,其特征在于：所述飞灰装置包括粉料泵(8)、输灰风机(10)和输灰管道，所述粉料泵(8)的进口与静电除尘器(1)的出灰端相连接，所述粉料泵(8)的出口与输灰管道相连通，所述输灰管道前端与输灰风机(10)相连通。
4.根据权利要求1所述的锅炉飞灰复燃装置,其特征在于：所述输灰风机(10)和返料风机(9)均为罗茨风机。
5.根据权利要求1所述的锅炉飞灰复燃装置，其特征在于：所述返料箱(8)、旋风分离器(7)均设有两个。
6.根据权利要求1所述的锅炉飞灰复燃装置，其特征在于：所述飞灰装置设有两个。
7.一种锅炉飞灰复燃方法，其特征在于：包括权利要求1-6中任意一条所述的锅炉飞灰复燃装置，具体方法如下：锅炉(5)炉膛出口排出的带有小颗粒的烟气进入旋风分离器(7)，在旋风分离器(7)中在离心力作用下分离出较大颗粒的烟灰，分离出来的较大颗粒的烟灰进入返料器中通过返料风机(9)的作用回到炉膛再次燃烧，并起到控制床温的作用，另外把静电除尘器(1)收集下来的部分小颗粒烟灰通过飞灰装置回送到锅炉(5)的返料器，随分离出较大颗粒的烟灰一起进入炉膛参加燃烧。
8.根据权利要求7所述的锅炉飞灰复燃方法,其特征在于：静电除尘器(1)收集下来的剩余的小颗粒烟灰通过另一飞灰装置进入储灰间进行暂时储存。
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