CN111156500B - 循环流化床预热室送粉方法及设备、燃料处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种循环流化床预热室的送粉方法，包括步骤：将包括粉状燃料与送粉风的燃料流送入浓淡分离装置；基于浓淡分离装置将燃料流分离为浓相气流和稀相气流；和将浓相气流从循环流化床预热室下部通入预热室，以及将稀相气流从预热室底部通入预热室。本发明还涉及一种循环流化床预热室的送粉设备，包括：浓淡分离装置，具有供燃料流进入的燃料流入口，稀相气流出口与浓相气流出口，燃料流为粉状燃料与送粉风的混合流，其中：稀相气流出口通过第一管道与预热室底部相通；浓相气流出口通过第二管道与预热室下部相通。

Description

循环流化床预热室送粉方法及设备、燃料处理设备
技术领域
本发明的实施例涉及锅炉领域，尤其涉及一种循环流化床预热室送粉方法及设备，一种燃料处理设备，一种循环流化床预热室的调节方法，以及一种循环流化床锅炉。
背景技术
煤炭是中国主要的化石能源，其中烟煤是中国电站锅炉和工业锅炉燃用的主要煤种，而无烟煤由于挥发分含量低，通常存在着火困难、低负荷下着火稳定性差，NOx等问题。煤化工领域每年产生大量副产品，如热解半焦和气化残炭等，此类燃料依然具有较高的含碳量和热值，燃烧是这类燃料回收利用最有效地方式之一。然而这类燃料挥发分含量往往较无烟煤更低，其存在的问题较无烟煤更加严重。因此，如何实现此类低挥发分碳基燃料的清洁高效燃烧利用，已成为制约煤炭清洁高效梯级利用产业化应用的关键技术瓶颈，亟待解决。
中国专利CN201410367608提出一种粉状燃料自预热装置和方法、粉状燃料燃烧锅炉系统。其基于循环流化床燃烧技术，提出了一种粉状燃料自预热方法，在循环流化床预热室的底部设置有锥形部，利用风粉输送管将粉状燃料与一次风的风粉混合物经由锥形部输送到预热室内部，粉状燃料在预热室中部分燃烧而放热，实现燃料的自预热。
不过，中国专利CN201410367608的自预热方法控制条件较为严格，负荷调节范围受到限制。
发明内容
为缓解或解决煤粉锅炉上述问题中的至少一个方面，提出本发明。
根据本发明的实施例的一个方面，本发明提出一种循环流化床预热室的送粉方法，包括步骤：
将包括粉状燃料与送粉风的燃料流送入浓淡分离装置；
基于浓淡分离装置将燃料流分离为浓相气流和稀相气流；和
将浓相气流从循环流化床预热室下部通入预热室，以及将稀相气流从预热室底部通入预热室。
可选的，将稀相气流与流化风汇合后一起通入预热室。进一步的，将稀相气流与流化风通入混合风室后混合后一起通入预热室。
可选的，将稀相气流与流化风分别通入预热室。
可选的，浓相气流中粉状燃料与送粉风的比例为0.3-5.0kg粉状燃料∶1m3空气。
本发明的实施例还涉及一种循环流化床预热室的调节方法，包括步骤：
提供浓淡分离装置，所述浓淡分离装置包括：
供燃料流进入的燃料流入口；
稀相气流出口，稀相气流出口与预热室底部相通；
浓相气流出口，浓相气流出口与预热室下部相通，以及
通过如下方式中的至少一种调节预热室负荷或者温度：
(1)调整燃料流的流量；
(2)调整燃料流的固气比；
(3)调整通入预热室的流化风量；
(4)调整浓相气流或者稀相气流的固气比；
(5)调整浓相气流和稀相气流的风量分配。
本发明的上还涉及一种循环流化床预热室的送粉设备，包括：浓淡分离装置，具有供燃料流进入的燃料流入口，稀相气流出口与浓相气流出口，燃料流为粉状燃料与送粉风的混合流，其中：稀相气流出口通过第一管道与预热室底部相通；浓相气流出口通过第二管道与预热室下部相通。
可选的，第一管道与预热室的流化风管道直接相通。
可选的，第一管道与预热室的流化风管道均与混合风室连通，所述混合风室与预热室的底部相通。
可选的，第一管道与预热室的流化风管道分别通入预热室的底部。
可选的，浓相气流出口与预热室下部的浓相气流入口的距离小于5m。
可选的，送粉设备还包括调节装置，其通过如下至少一种方式调节预热室负荷或者温度：
(1)调整燃料流的流量；
(2)调整燃料流的固气比；
(3)调整通入预热室的流化风量；
(4)调整浓相气流或者稀相气流的固气比；
(5)调整浓相气流和稀相气流的风量分配。
本发明的实施例也涉及一种燃料处理设备，包括：预热室；用于所述预热室的上述送粉设备；旋风分离器；返料器，其中：预热室、旋风分离器与返料器组成循环回路。
本发明还涉及一种循环流化床锅炉，包括：上述的燃料处理设备；和炉膛，其中：旋风分离器的出口与炉膛相通。
附图说明
图1为根据本发明的一个示例性实施例的燃料处理设备的示意图；
图2为根据本发明的另一个示例性实施例的燃料处理设备的示意图；
图3为根据本发明的再一个示例性实施例的燃料处理设备的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
进入循环流化床预热室的空气Q1由送粉风Qs和流化风Qf两部分组成，即Q1＝Qs+Qf。循化流化床预热室依靠进入预热室的空气与粉状燃料发生部分燃烧产生的热量实现自预热，维持预热室温度在600～1300℃。预热室的温度由燃料和空气的比例决定，空气量越大，燃料的燃烧份额越高，预热室温度也就越高。因此要维持合理温度水平(不高于1300℃)的自预热，要求进入预热室的空气维持在一定范围内，即进入预热室的空气存在最大值Q1max。而为保证送粉流畅稳定，送粉风Qs需要维持一定的风粉混合物流速和固气比以稳定携带燃料，送粉风Qs存在最小值Qsmin；为保证循环流化床预热室的状态稳定，需要风粉混合物在预热室的流速不低于2～3m/s，流化风Qf存在最小值Qfmin。因此在实际运行中，预热室风量需要同时满足总风量Q1<Q1max、送粉风量Qs>Qsmin、Qf>Qfmin，风量调节范围有限，并进一步导致预热室的负荷调节困难。
本发明将风粉混合物分离为浓相气流和稀相气流两部分分别送入预热室。而稀相气流从底部进入预热室，起到流化作用，相当于增加了流化风量，保证了预热室内的风粉混合物流速。经过送粉风和流化风的重新分配，使得两股风的风量调节更加灵活，进而提高预热室及整个燃烧系统负荷调节范围和灵活性。
下面参照附图1-3示例性说明本发明。
基于图1-3，本发明提出了循环流化床预热室的送粉方法，该方法包括步骤：
将包括粉状燃料与送粉风的燃料流送入浓淡分离装置1；
基于浓淡分离装置1将燃料流分离为浓相气流和稀相气流；和
将浓相气流从循环流化床预热室下部通入预热室2，以及将稀相气流从预热室底部通入预热室2。
如图1所示，可以将稀相气流与流化风汇合后一起通入预热室2。
如图2所示，可以将稀相气流与流化风分别通入预热室。
如图3所示，可以将稀相气流与流化风通入混合风室后混合后一起通入预热室。
在本发明中，经过送粉风和流化风的重新分配，使得两股风的风量调节更加灵活，进而提高预热室及整个燃烧系统负荷调节范围和灵活性。
为了降低对预热室给粉的影响，有利于送粉稳定性，在可选的实施例中，浓淡分离装置浓相气流出口与预热室浓相气流入口的距离为：1～5m。此时，高固气比对给粉稳定影响较小，从而给粉稳定。
在可选的实施例中，浓相气流中粉状燃料与送粉风的比例为0.3-5.0kg粉状燃料∶1m3空气。
相应的，本发明还提出了一种循环流化床预热室的调节方法，包括步骤：
提供浓淡分离装置，所述浓淡分离装置包括：
供燃料流进入的燃料流入口；
稀相气流出口，稀相气流出口与预热室底部相通；
浓相气流出口，浓相气流出口与预热室下部相通，以及
通过如下方式中的至少一种调节预热室负荷或者温度：
(1)调整燃料流的流量；
(2)调整燃料流的固气比；
(3)调整通入预热室的流化风量；
(4)调整浓相气流或者稀相气流的固气比；
(5)调整浓相气流和稀相气流的风量分配。
可以利用调节装置来执行上述调整操作以调节预热室负荷或者温度。
采用本发明的方案，可易于控制预热室温度，系统运行稳定。
如图1-3所示，本发明也提出了一种循环流化床预热室的送粉设备，包括：浓淡分离装置1，具有供燃料流进入的燃料流入口，稀相气流出口与浓相气流出口，燃料流为粉状燃料与送粉风的混合流，其中：稀相气流出口通过第一管道与预热室2底部相通；浓相气流出口通过第二管道与预热室2下部相通。
该送粉设备可以包括上述的调节装置。
相应的，本发明提出了一种燃料处理设备，包括：预热室2；用于所述预热室的上述的送粉设备；旋风分离器3；返料器4，其中：如图1-3所示，预热室2、旋风分离器3与返料器4组成循环回路。
附图1-3中旋风分离器3的出口可以与需要的设备相连或者相通，例如锅炉炉膛，即，来自旋风分离器3出口的粉状燃料流体(包括烟气)可以通入到炉膛内。此时，燃料处理设备可以为燃料预热设备。
相应的，本发明也提出了一种循环流化床锅炉，包括燃料处理设备和炉膛，其中：旋风分离器的出口与炉膛相通。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化、要素组合，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种循环流化床预热室的送粉方法，包括步骤：
将包括粉状燃料与送粉风的燃料流送入浓淡分离装置；
基于浓淡分离装置将燃料流分离为浓相气流和稀相气流；和
将浓相气流从循环流化床预热室下部通入预热室，以及将稀相气流从预热室底部通入预热室。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
将稀相气流与流化风汇合后一起通入预热室。
3.根据权利要求2所述的方法，其中：
将稀相气流与流化风通入混合风室后混合后一起通入预热室。
4.根据权利要求1所述的方法，其中：
将稀相气流与流化风分别通入预热室。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中：
浓相气流中粉状燃料与送粉风的比例为0.3-5.0kg粉状燃料∶1m3空气。
6.一种循环流化床预热室的调节方法，包括步骤：
提供浓淡分离装置，所述浓淡分离装置包括：
供燃料流进入的燃料流入口；
稀相气流出口，稀相气流出口与预热室底部相通；
浓相气流出口，浓相气流出口与预热室下部相通，以及
通过如下至少一种方式调节预热室负荷或者温度：
(1)调整燃料流的流量；
(2)调整燃料流的固气比；
(3)调整通入预热室的流化风量；
(4)调整浓相气流或者稀相气流的固气比；
(5)调整浓相气流和稀相气流的风量分配。
7.一种循环流化床预热室的送粉设备，包括：
浓淡分离装置，具有供燃料流进入的燃料流入口，稀相气流出口与浓相气流出口，燃料流为粉状燃料与送粉风的混合流，其中：
稀相气流出口通过第一管道与预热室底部相通；
浓相气流出口通过第二管道与预热室下部相通。
8.根据权利要求7所述的送粉设备，其中：
第一管道与预热室的流化风管道直接相通。
9.根据权利要求7所述的送粉设备，其中：
第一管道与预热室的流化风管道均与混合风室连通，所述混合风室与预热室的底部相通。
10.根据权利要求7所述的送粉设备，其中：
第一管道与预热室的流化风管道分别通入预热室的底部。
11.根据权利要求7所述的送粉设备，其中：
浓相气流出口与预热室下部的浓相气流入口的距离小于5m。
12.根据权利要求7所述的送粉设备，还包括：
调节装置，其通过如下至少一种方式调节预热室负荷或者温度：
(1)调整燃料流的流量；
(2)调整燃料流的固气比；
(3)调整通入预热室的流化风量；
(4)调整浓相气流或者稀相气流的固气比；
(5)调整浓相气流和稀相气流的风量分配。
13.一种燃料处理设备，包括：
预热室；
用于所述预热室的根据权利要求7-12中任一项所述的送粉设备；
旋风分离器；
返料器，
其中：
预热室、旋风分离器与返料器组成循环回路。
14.一种循环流化床锅炉，包括：
根据权利要求13所述的燃料处理设备；和
炉膛，
其中：
旋风分离器的出口与炉膛相通。
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