CN110906321A - 一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉 - Google Patents

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鲁金灿
刘志全
程言龙
杜昕
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    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
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Abstract

本发明公开了一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉,包括炉墙和炉膛,所述炉墙上连接有给料装置和返料装置;本发明中的一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉,其在炉膛内采用了水冷式屏式受热面,控制分离器进口烟温,使之降低到可控温度;采用水冷式返料装置,耦合水冷式屏式受热面装置,可以有效的对循环流化床锅炉的返料循环灰进行温度调节;有效的控制返料循环灰的温度,可以避免返料器结焦的现象;在炉膛内采用了水冷式屏式受热面装置,可以有效改善炉膛内的烟气流程,平衡多个返料器循环灰量的分布;采用水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉可以有效的控制燃烧场后半段的温度窗口,达到循环流化床锅炉超低NOX排放的性能。

Description

一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉
技术领域
本发明涉及锅炉环保节能技术领域,特别是涉及一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉。
背景技术
循环流化床锅炉采用的是工业化程度最高的洁净煤燃烧技术。循环流化床锅炉采用流态化燃烧,主要结构包括燃烧室(包括密相区和稀相区)和循环回炉(包括高温气固分离器和返料系统)两大部分。与鼓泡流化床燃烧技术的最大区别是运行风速高,强化了燃烧和脱硫等非均相反应过程,锅炉容量可以扩大到电力工业可以接受的大容量(600MW或以上等级),循环流化床锅炉已经很好的解决了热学、力学、材料学等基础问题和膨胀、磨损、超温等工程问题,成为难燃固体燃料(如煤矸石、油页岩、城市垃圾、淤泥和其他废弃物)能源利用的先进技术。
现有技术中的工业循环流化床锅炉具有以下不足:
1、现有的工业循环流化床锅炉采用绝热型旋风筒,无法克服燃料在分离器内的二次燃烧问题。
2、现有的循环流化床返料装置无法进行温度调节,其返料系统经常出现结焦情况。
3、现有的锅炉返料装置无法对返料量进行平衡。
4、现有的循环流化床锅炉分离、返料装置不能改善锅炉的NOX生产,无法有效达到超低NOX排放的要求。
因此,针对上述技术问题,有必要提供一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉,其在炉膛内采用了水冷式屏式受热面,控制分离器进口烟温,使之降低到可控温度;采用水冷式返料装置,耦合水冷式屏式受热面装置,可以有效的对循环流化床锅炉的返料循环灰进行温度调节;有效的控制返料循环灰的温度,可以避免返料器结焦的现象;在炉膛内采用了水冷式屏式受热面装置,可以有效改善炉膛内的烟气流程,平衡多个返料器循环灰量的分布;采用水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉可以有效的控制燃烧场后半段的温度窗口,达到循环流化床锅炉超低NOX排放的性能。
为了实现上述目的,本发明一实施例提供的技术方案如下:
一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉,包括炉墙和炉膛,所述炉墙上连接有给料装置和返料装置,所述炉墙的下端设置有分离装置,所述返料装置的上端设置有分离装置,所述分离装置的上设置有蒸发管束,所述蒸发管束的下端设置有烟气出口,所述炉膛内设置有水冷屏式受热面装置,所述分离装置内设置有水冷式返料装置。
作为本发明的进一步改进,所述返料装置的下端设置有布风装置。
作为本发明的进一步改进,所述水冷屏式受热面装置包括第一上集箱、第一下集箱和第一受热面管子。
作为本发明的进一步改进,所述第一上集箱和第一下集箱均位于炉墙的外侧,所述第一受热面管子位于第一上集箱和第一下集箱之间,且第一受热面管子位于炉膛内。
作为本发明的进一步改进,所述水冷式返料装置包括第二上集箱、第二下集箱和第二受热面管子。
作为本发明的进一步改进,所述第二上集箱、第二下集箱和第二受热面管子均位于分离装置的内部,所述第二受热面管子连接在第二上集箱和第二下集箱之间。
作为本发明的进一步改进,所述蒸发管束的内部从上至下依次固定连接有省煤器和空预器。
作为本发明的进一步改进,所述省煤器包括第一省煤器和第二省煤器,所述空预器包括第一空预器和第二空预器。
本发明的有益效果是:本发明中的一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉,其在炉膛内采用了水冷式屏式受热面,控制分离器进口烟温,使之降低到可控温度;采用水冷式返料装置,耦合水冷式屏式受热面装置,可以有效的对循环流化床锅炉的返料循环灰进行温度调节;有效的控制返料循环灰的温度,可以避免返料器结焦的现象;在炉膛内采用了水冷式屏式受热面装置,可以有效改善炉膛内的烟气流程,平衡多个返料器循环灰量的分布;采用水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉可以有效的控制燃烧场后半段的温度窗口,达到循环流化床锅炉超低NOX排放的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一具体实施例中一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉的结构示意图。
图中:1.炉墙、101.炉膛、2.给料装置、3.返料装置、4.分离装置、5.蒸发管束、6.第一省煤器、7.第二省煤器、8.水冷屏式受热面装置、801.第一上集箱、802.第一下集箱、803.第一受热面管子、9.水冷式返料装置、901.第二上集箱、902.第二下集箱、903.第二受热面管子、10.第一空预器、11.第二空预器、12.烟气出口、13.布风装置。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,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,都应当属于本发明保护的范围。
在本发明的各个图示中,为了便于图示,结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分扩大,因此,仅用于图示本发明的主题的基本结构。
本文使用的例如“左”、“右”、“左侧”、“右侧”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如,如果将图中的设备翻转,则被描述为位于其他单元或特征“右侧”的单元将位于其他单元或特征“左侧”。因此,示例性术语“右侧”可以囊括左侧和右侧这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向),并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。
参图1所示,本发明的一具体实施例中,一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉,包括炉墙1和炉膛101,炉墙1上连接有给料装置2和返料装置3,炉墙1的下端设置有分离装置4,返料装置3的上端设置有分离装置4,返料装置3的下端设置有布风装置13,分离装置4的上设置有蒸发管束5,蒸发管束5的下端设置有烟气出口12,蒸发管束5的内部从上至下依次固定连接有省煤器和空预器,省煤器包括第一省煤器6和第二省煤器7,空预器包括第一空预器10和第二空预器11。
炉膛101内设置有水冷屏式受热面装置8,水冷屏式受热面装置8包括第一上集箱801、第一下集箱802和第一受热面管子803,第一上集箱801和第一下集箱802均位于炉墙1的外侧,第一受热面管子803位于第一上集箱801和第一下集箱802之间,且第一受热面管子803位于炉膛101内。
分离装置4内设置有水冷式返料装置9,水冷式返料装置9包括第二上集箱901、第二下集箱902和第二受热面管子903,第二上集箱901、第二下集箱902和第二受热面管子903均位于分离装置4的内部,第二受热面管子903连接在第二上集箱901和第二下集箱902之间。
一部分工质(冷却介质)经过所述水冷式屏式受热面装置的管子内部,经装置的上部集箱导汽管引至锅筒;一部分工质(冷却介质)经过所述水冷式平衡返料装置的受热管内部,经装置的上部集箱导汽管引至锅筒。
通过水冷屏式受热面装置8能够有效降低分离器进口烟温,并能对循环灰量的分布进行平衡。
通过水冷式返料装置9,能够有效的控制返料循环灰的温度,可以避免返料器结焦的现象。
该发明的目的是形成一种低NOX排放,改善分离效果,有效控制温度场分布,改善返料质量的循环流化床锅炉。现有的循环流化床锅炉技术,为达到高效燃烧的目的,均采用较高的旋风分离效率,其分离效果良好,使得炉膛101内上部物料浓度高,造成锅炉燃烧温度场后移,形成炉膛101下部温度低上部温度高的现象;同时,上部较高的温度还会增加NOX的生成量。通过运用该发明的水冷式屏式受热面装置8,炉膛101上部的吸热份额会提高,炉膛101出口烟气温度相应降低并且与床温相差很小,有效控制温度场分布。
通过运用该发明的水冷式屏式受热面装置8,在热功率大小不同的循环流化床锅炉上采用数量不等的水冷屏装置,并保持设置一定间距,使炉膛101内上升的烟气进行有效分流,对采用多个旋风分离器的锅炉可以平衡进口烟气量,对循环灰量的分布进行平衡,达到返料平衡的目的。
通过运用该发明的水冷式返料装置9,通过在绝热旋风分离器装置内的吸热,耦合冷式屏式受热面装置的热量吸收,可以进一步控制返料灰的温度,避免返料器高温结焦问题。
通过返料灰的平衡措施和降低返料灰的措施,可以大大的优化、改善返料质量。
通过水冷式屏式受热面装置8对温度场的控制、对循环灰量的平衡和水冷式返料装置9对返料灰温度控制的综合作用,可以有效应对相对复杂的炉内灰浓度场分布和新鲜燃料的不平衡性、氧量分布的不均性;最终实现循环流化床物料温度场的整体均衡、最佳分区燃烧、局部氧量均匀化、烟气立体化分级等几个方面的技术效果,达到超低NOX排放目标的实现。
由以上技术方案可以看出,本发明具有以下有益效果:
本发明中的一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉,其在炉膛内采用了水冷式屏式受热面,控制分离器进口烟温,使之降低到可控温度;采用水冷式返料装置,耦合水冷式屏式受热面装置,可以有效的对循环流化床锅炉的返料循环灰进行温度调节;有效的控制返料循环灰的温度,可以避免返料器结焦的现象;在炉膛内采用了水冷式屏式受热面装置,可以有效改善炉膛内的烟气流程,平衡多个返料器循环灰量的分布;采用水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉可以有效的控制燃烧场后半段的温度窗口,达到循环流化床锅炉超低NOX排放的性能。
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。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉,包括炉墙(1)和炉膛(101),所述炉墙(1)上连接有给料装置(2)和返料装置(3),其特征在于,所述炉墙(1)的下端设置有分离装置(4),所述返料装置(3)的上端设置有分离装置(4),所述分离装置(4)的上设置有蒸发管束(5),所述蒸发管束(5)的下端设置有烟气出口(12),所述炉膛(101)内设置有水冷屏式受热面装置(8),所述分离装置(4)内设置有水冷式返料装置(9)。
2.根据权利要求1所述的一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉,其特征在于,所述返料装置(3)的下端设置有布风装置(13)。
3.根据权利要求1所述的一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉,其特征在于,所述水冷屏式受热面装置(8)包括第一上集箱(801)、第一下集箱(802)和第一受热面管子(803)。
4.根据权利要求3所述的一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉,其特征在于,所述第一上集箱(801)和第一下集箱(802)均位于炉墙(1)的外侧,所述第一受热面管子(803)位于第一上集箱(801)和第一下集箱(802)之间,且第一受热面管子(803)位于炉膛(101)内。
5.根据权利要求1所述的一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉,其特征在于,所述水冷式返料装置(9)包括第二上集箱(901)、第二下集箱(902)和第二受热面管子(903)。
6.根据权利要求5所述的一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉,其特征在于,所述第二上集箱(901)、第二下集箱(902)和第二受热面管子(903)均位于分离装置(4)的内部,所述第二受热面管子(903)连接在第二上集箱(901)和第二下集箱(902)之间。
7.根据权利要求1所述的一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉,其特征在于,所述蒸发管束(5)的内部从上至下依次固定连接有省煤器和空预器。
8.根据权利要求7所述的一种包含水冷式平衡返料技术的循环流化床锅炉,其特征在于,所述省煤器包括第一省煤器(6)和第二省煤器(7),所述空预器包括第一空预器(10)和第二空预器(11)。
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