CN110793012A - 一种纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统 - Google Patents
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Abstract
一种纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统，它涉及一种锅炉水汽系统。本发明解决现有的锅炉水汽系统与锅炉燃烧系统集成化低、不便于锅炉温度调节和负荷调整，导致锅炉纯烧生物质难、机组运行效率低问题。省煤器通过给水分配管与锅筒连接，水冷屏下降管与水冷屏连通设置，水冷屏通过水冷屏引出管与锅筒连通设置，饱和蒸汽引出管的一端与锅筒连通设置，饱和蒸汽引出管的另一端与侧包墙过热器、前包墙过热器和后包墙过热器连接，低温过热器通过一级喷水减温器与中温过热器连接，中温过热器通过二级喷水减温器与中温屏过热器连接，中温屏过热器通过三级喷水减温器与高温屏过热器连接。本发明用于纯烧生物质环保型循环流化床锅炉上。
Description
技术领域
本发明涉及一种锅炉水汽系统，具体涉及一种纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统。
背景技术
按国家发布的《促进生物质能供热发展的指导意见》要求，以及我国局部区域限煤、禁煤工作的开展，加速了生物质循环流化床锅炉的开发，需要达到清洁化燃烧和低污染排放及负荷稳定运行。农林业生物质露天焚烧、堆放腐蚀可导致雾霾、火灾等对环境的损害和对自然资源的污染。
随着环境保护、节约能源的日趋严格和完善，循环流化床燃烧技术因其具有的环保性能得到快速发展，促使了环保节能型生物质循环流化床锅炉开发及应用。
目前，现有的纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统与锅炉燃烧的系统集成化低、不便于温度调节和负荷调整，导致锅炉纯烧生物质难、机组运行效率低。
发明内容
本发明为解决现有的锅炉水汽系统与锅炉燃烧的系统集成化低、不便于锅炉温度调节和负荷调整，导致锅炉纯烧生物质难、机组运行效率低的问题，进而提供一种纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
本发明的纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统包括给水集箱9、省煤器10、锅筒12、集中下降管13、水冷屏15、前水冷壁17、侧水冷壁18、后水冷壁19、水冷导汽管20、饱和蒸汽引出管21、侧包墙过热器22、前包墙过热器23、后包墙过热器24、低温过热器25、一级喷水减温器26、炉膛内中温过热器27、二级喷水减温器28、中温屏过热器29、三级喷水减温器30、高温屏过热器31、集汽集箱32和给水分配管11；
给水集箱9与省煤器10相互连通设置，给水集箱9位于省煤器10的下方，锅筒12位于炉膛顶部，省煤器10通过给水分配管11与锅筒12连接，集中下降管13布置在炉膛4的前部，集中下降管13的上部与锅筒12连接，集中下降管13的下部分别与前水冷壁17、侧水冷壁18和后水冷壁19连通设置，水冷导汽管20位于炉膛4顶部，炉膛4通过水冷导汽管20与锅筒12连接；锅筒12下部布置有水冷屏下降管14，水冷屏下降管14与水冷屏15连通设置，水冷屏15通过水冷屏引出管16与锅筒12连通设置，饱和蒸汽引出管21的一端与锅筒12连通设置，饱和蒸汽引出管21的另一端与侧包墙过热器22、前包墙过热器23和后包墙过热器24连接，低温过热器25位于包墙过热器的下方且二者连通设置，低温过热器25上连接有一级喷水减温器26，一级喷水减温器26与中温过热器27连接，中温过热器27通过二级喷水减温器28与中温屏过热器29连接，中温屏过热器29通过三级喷水减温器30与高温屏过热器31连接，高温屏过热器31的上端与集汽集箱32连通设置。
在一个实施方案中，炉膛4内由前水冷壁17、侧水冷壁18和后水冷壁19围合而成。
在一个实施方案中，侧包墙过热器22、前包墙过热器23和后包墙过热器24构成包墙过热器，包墙过热器位于锅炉尾部烟道内。
在一个实施方案中，省煤器10由低温省煤器和高温省煤器构成，低温省煤器与高温省煤器连接，高温省煤器、低温省煤器和给水集箱9由上至下依次设置在尾部烟道内且位于包墙过热器的下方。
在一个实施方案中，水冷屏15、中温屏过热器29和高温屏过热器31并排安装在炉膛4内，中温屏过热器29通过三级喷水减温器30与高温屏过热器31连通设置。
本发明的有益效果是：
本发明的纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统通过对锅炉水汽系统集成优化，解决以往生物质锅炉参数低、机组效率低问题，重点提升锅炉参数、系统集成优化，攻克了锅炉传热、温度调节、燃料多样、负荷调整的难点，实现了锅炉受热面整体布置和汽水流程系统集成优化；本发明的纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统将低温过热器、中温过热器布置在包墙过热器内，水冷屏、中温屏过热器、高温屏过热器布置在炉膛内，攻克锅炉高效传热难题、解决高温结渣和腐蚀问题，水汽流程系统更加合理，使锅炉整体布置与水汽系统流程得到协同优化；
本发明的纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统的过热蒸汽采用三级喷水减温，方便燃料、负荷和温度调节，实现锅炉燃烧与水汽流程系统集成优化；
本发明的纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统炉膛内布置大量水冷屏、过热器和再热器等受热面，采用低温燃烧技术，使炉膛出口温度控制800℃以内，降低NOx生成，避免高温腐蚀。
附图说明
图1是本发明的纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统的流程示意图；
图2是本发明的纯烧生物质环保型循环流化床锅炉的主剖视图；
图3是本发明的纯烧生物质环保型循环流化床锅炉的剖视图(左半为图2的A-A左剖视图，右半为图2的B-B右半剖视图)；
图4是本发明的纯烧生物质环保型循环流化床锅炉的俯视图(上半为图2的C-C剖视图，下半为图2的D-D剖视图)；
图5是本发明的纯烧生物质环保型循环流化床锅炉炉膛4的结构示意图；
图6是本发明纯烧生物质环保型循环流化床锅炉炉膛4的俯视剖视图(上半为图5的G-G剖视图，下半为图5的J-J剖视图)；
图7是本发明纯烧生物质环保型循环流化床锅炉包墙过热器6的主剖视图。
图中：单箭头表示水流向，双箭头表示蒸汽流向；
4为炉膛、5为分离返料系统、6为包墙过热器、7为空气预热器、9为给水集箱、10为省煤器、11为给水分配管、12为锅筒、13为集中下降管、14为水冷屏下降管、15为水冷屏、16为水冷屏引出管、17为前水冷壁、18为侧水冷壁、19为后水冷壁、20为水冷导汽管、21为饱和蒸汽引出管、22为侧包墙过热器、23为前包墙过热器、24为后包墙过热器、25为低温过热器、26为一级喷水减温器、27为中温过热器、28为二级喷水减温器、29为中温屏过热器、30为三级喷水减温器、31为高温屏过热器和32为集汽集箱。
具体实施方式
具体实施方式一：如图1～7所示，本实施方式的纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统包括给水集箱9、省煤器10、锅筒12、集中下降管13、水冷屏15、前水冷壁17、侧水冷壁18、后水冷壁19、水冷导汽管20、饱和蒸汽引出管21、侧包墙过热器22、前包墙过热器23、后包墙过热器24、低温过热器25、一级喷水减温器26、炉膛内中温过热器27、二级喷水减温器28、中温屏过热器29、三级喷水减温器30、高温屏过热器31、集汽集箱32和给水分配管11；
给水集箱9与省煤器10相互连通设置，给水集箱9位于省煤器10的下方，锅筒12位于炉膛顶部，省煤器10通过给水分配管11与锅筒12连接，集中下降管13布置在炉膛4的前部，集中下降管13的上部与锅筒12连接，集中下降管13的下部分别与前水冷壁17、侧水冷壁18和后水冷壁19连通设置，水冷导汽管20位于炉膛4顶部，炉膛4通过水冷导汽管20与锅筒12连接；锅筒12下部布置有水冷屏下降管14，水冷屏下降管14与水冷屏15连通设置，水冷屏15通过水冷屏引出管16与锅筒12连通设置，饱和蒸汽引出管21的一端与锅筒12连通设置，饱和蒸汽引出管21的另一端与侧包墙过热器22、前包墙过热器23和后包墙过热器24连接，低温过热器25位于包墙过热器的下方且二者连通设置，低温过热器25上连接有一级喷水减温器26，一级喷水减温器26与中温过热器27连接，中温过热器27通过二级喷水减温器28与中温屏过热器29连接，中温屏过热器29通过三级喷水减温器30与高温屏过热器31连接，高温屏过热器31的上端与集汽集箱32连通设置。
本发明的生物质燃料如采用农林生物质分散燃料，生物质燃料长度控制在100mm以内；如采用农林生物质成型燃料，成型燃料可压缩为块状或柱状等形状，长度控制在50mm以内；
风量与生物质燃料调节燃烧时采用交叉限制，当锅炉增负荷时，先加风再加燃料；当减负荷时，先减燃料后减风，这样可以避免锅炉负荷变化时炉膛内出现富燃料工况，可使炉膛内不出现还原性气氛，能有效防止氮氧化物生成；
采用清洁的天然气点火，比较传统油点火，具有优越的环保性能，避免传统柴油点火燃烧不完全对受热面造成油沾污和产生黑油烟污染环境；
采用天然气点火，锅炉启动时布袋除尘器无需解列，避免了油点火对布袋沾污和堵塞，保证了点火初期尘排放满足要求；
本发明充分考虑生物质燃料多样性和锅炉负荷变化等因素，炉膛内布置足够的受热面进行换热，通过提高炉膛高度，延长燃料在炉膛内停留、燃烧时间；炉膛上部布置水冷屏15、中温屏过热器29、高温屏过热器31等大量受热面，降低炉膛出口温度，维持在800℃左右，可有效防止结焦并保证充分燃烧；
高温屏过热器31采用耐腐蚀性和高温塑性的TP347H材质，高温屏过热器布置在炉膛内，由于循环物料的贴壁回流作用，过热器表面不会积灰结渣，有效防止了灰下高温腐蚀的同时保证高温屏过热器不变形、高效换热；
采用包墙过热器6结构，有效增加受热面，且有较好的密封和绝热效果，减少散热和漏风，提高锅炉效率；
将低温过热器25、中温过热器27布置在包墙过热器6内，可节约布置空间，同时方便其吊装和连接；
具体实施方式二：如图1和2所示，本实施方式炉膛4内由前水冷壁17、侧水冷壁18和后水冷壁19围合而成。
如此设计，炉膛内布置前水冷壁17、侧水冷壁18和后水冷壁19，采用低温燃烧技术，使炉膛出口温度控制800℃以内，降低NOx生成。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：如图1和图7所示，本实施方式侧包墙过热器22、前包墙过热器23和后包墙过热器24构成包墙过热器，包墙过热器位于锅炉尾部烟道内。
如此设计，有效增加受热面，且有较好的密封和绝热效果，减少散热和漏风，提高锅炉效率。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：如图1、图2、图4和图7所示，本实施方式省煤器10由低温省煤器和高温省煤器构成，低温省煤器与高温省煤器连接，高温省煤器、低温省煤器和给水集箱9由上至下依次设置在尾部烟道内且位于包墙过热器的下方。
如此设计，方便吹灰和清灰，同时控制管间节距，在确保不发生磨损的情况下，增强自清灰能力。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：如图1～6所示，本实施方式水冷屏15、中温屏过热器29和高温屏过热器31并排安装在炉膛4内，中温屏过热器29通过三级喷水减温器30与高温屏过热器31连通设置。
如此设计，可节约布置空间，同时方便其吊装和连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或四相同。
工作过程：
锅炉给水通过给水集箱9进入省煤器10，通过给水分配管11进入锅筒12，一路水经锅筒12下部布置的集中下降管13分别进入前水冷壁17、侧水冷壁18、后水冷壁19，水汽混合物经水冷导汽管20进入锅筒12；一路水经锅筒12下部布置的水冷屏下降管14进入水冷屏15、水汽混合物经水冷屏引出管16进入锅筒12，两路水汽混合物在锅筒12内进行水汽分离，蒸汽经饱和蒸汽引出管21引出，依次流经侧包墙过热器22、前包墙过热器23和后包墙过热器24，再经低温过热器25后进入一级喷水减温器26减温，减温后依次进入包墙内中温过热器27，再经二级喷水减温器28减温，减温后经炉膛内中温屏过热器29加热，再经三级喷水减温器30减温后进入炉膛内高温屏过热器31加热，最终高温高压过热蒸汽进入集汽集箱32。
Claims (5)
1.一种纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统，所述纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统包括给水集箱(9)、省煤器(10)、锅筒(12)、集中下降管(13)、水冷屏(15)、前水冷壁(17)、侧水冷壁(18)、后水冷壁(19)、水冷导汽管(20)、饱和蒸汽引出管(21)、侧包墙过热器(22)、前包墙过热器(23)、后包墙过热器(24)、低温过热器(25)、一级喷水减温器(26)、炉膛内中温过热器(27)、二级喷水减温器(28)、中温屏过热器(29)、三级喷水减温器(30)、高温屏过热器(31)、集汽集箱(32)和给水分配管(11)；
其特征在于：给水集箱(9)与省煤器(10)相互连通设置，给水集箱(9)位于省煤器(10)的下方，锅筒(12)位于炉膛顶部，省煤器(10)通过给水分配管(11)与锅筒(12)连接，集中下降管(13)布置在炉膛(4)的前部，集中下降管(13)的上部与锅筒(12)连接，集中下降管(13)的下部分别与前水冷壁(17)、侧水冷壁(18)和后水冷壁(19)连通设置，水冷导汽管(20)位于炉膛(4)顶部，炉膛(4)通过水冷导汽管(20)与锅筒(12)连接；锅筒(12)下部布置有水冷屏下降管(14)，水冷屏下降管(14)与水冷屏(15)连通设置，水冷屏(15)通过水冷屏引出管(16)与锅筒(12)连通设置，饱和蒸汽引出管(21)的一端与锅筒(12)连通设置，饱和蒸汽引出管(21)的另一端与侧包墙过热器(22)、前包墙过热器(23)和后包墙过热器(24)连接，低温过热器(25)位于包墙过热器的下方且二者连通设置，低温过热器(25)上连接有一级喷水减温器(26)，一级喷水减温器(26)与中温过热器(27)连接，中温过热器(27)通过二级喷水减温器(28)与中温屏过热器(29)连接，中温屏过热器(29)通过三级喷水减温器(30)与高温屏过热器(31)连接，高温屏过热器(31)的上端与集汽集箱(32)连通设置。
2.根据权利要求1所述的纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统，其特征在于：炉膛(4)内由前水冷壁(17)、侧水冷壁(18)和后水冷壁(19)围合而成。
3.根据权利要求1或2所述的纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统，其特征在于：侧包墙过热器(22)、前包墙过热器(23)和后包墙过热器(24)构成包墙过热器，包墙过热器位于锅炉尾部烟道内。
4.根据权利要求3所述的纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统，其特征在于：省煤器(10)由低温省煤器和高温省煤器构成，低温省煤器与高温省煤器连接，高温省煤器、低温省煤器和给水集箱(9)由上至下依次设置在尾部烟道内且位于包墙过热器的下方。
5.根据权利要求1、2或4所述的纯烧生物质环保型循环流化床锅炉水汽系统，其特征在于：水冷屏(15)、中温屏过热器(29)和高温屏过热器(31)并排安装在炉膛(4)内，中温屏过热器(29)通过三级喷水减温器(30)与高温屏过热器(31)连通设置。
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- 2019-12-16 CN CN201911291343.7A patent/CN110793012A/zh active Pending
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