CN111678126A - 一种兰炭循环流化燃烧方法及系统 - Google Patents

一种兰炭循环流化燃烧方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111678126A
CN111678126A CN202010661831.9A CN202010661831A CN111678126A CN 111678126 A CN111678126 A CN 111678126A CN 202010661831 A CN202010661831 A CN 202010661831A CN 111678126 A CN111678126 A CN 111678126A
Authority
CN
China
Prior art keywords
semi
coke
hearth
circulating fluidized
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010661831.9A
Other languages
English (en)
Inventor
郝玉平
马艳妮
李瑞波
李斌
陈玉娇
闫蕾
宋伟娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Trier Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Qingdao Clear Environmental Protection Group Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Clear Environmental Protection Group Co ltd filed Critical Qingdao Clear Environmental Protection Group Co ltd
Priority to CN202010661831.9A priority Critical patent/CN111678126A/zh
Publication of CN111678126A publication Critical patent/CN111678126A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
    • F23C10/08—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
    • F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/18—Details; Accessories
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/18—Details; Accessories
    • F23C10/20—Inlets for fluidisation air, e.g. grids; Bottoms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/18—Details; Accessories
    • F23C10/22—Fuel feeders specially adapted for fluidised bed combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/18—Details; Accessories
    • F23C10/24—Devices for removal of material from the bed
    • F23C10/26—Devices for removal of material from the bed combined with devices for partial reintroduction of material into the bed, e.g. after separation of agglomerated parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/18—Details; Accessories
    • F23C10/28—Control devices specially adapted for fluidised bed, combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2206/00—Fluidised bed combustion
    • F23C2206/10—Circulating fluidised bed

Abstract

本发明公开了一种兰炭循环流化燃烧方法，应用于循环流化床锅炉，包括点火阶段和稳定燃烧阶段，在稳定燃烧阶段中：兰炭的投料位置与一次风的布风装置之间的垂向距离为1.7m～2.5m，炉膛内的一次风占炉膛内总送风量的40％～45％，二次风占炉膛内总送风量的55％～60％，兰炭在所述炉膛中的平均燃烧时间为5～7秒，二次风分多路由兰炭投料位置上方2m～2.5m处送入炉膛内，与炉膛相连的旋风分离器的分离效率不小于99.6％，控制炉膛的温度处于880℃～950℃之间。本发明可以实现纯兰炭的稳定燃烧。本发明还公开了一种兰炭循环流化燃烧系统。

Description

一种兰炭循环流化燃烧方法及系统
技术领域
本发明涉及洁净煤燃烧领域，特别涉及一种兰炭循环流化燃烧方法及系统。
背景技术
兰炭是烟煤经过干馏制备而成的低挥发分、低硫低氮、固定碳含量高、发热量高的洁净煤燃料。
然而兰炭挥发分低，着火困难且燃尽率低，燃烧后飞灰含碳量高，导致锅炉热效率偏低，制约了兰炭在燃烧领域中的应用和推广。
鉴于兰炭的上述燃烧特性，其在固定床和链条炉中应用的较多，但是仍然以掺烧为主，最大的掺烧比例为15％，即便如此，在固定床和链条炉中应用的兰炭依然存在燃烧不充分的问题，燃尽率也难以保证，造成了能源的浪费以及环境的污染。
因此，提供一种全新的兰炭燃烧系统和方法，以解决兰炭难燃、燃烧效率低以及只能掺烧的问题对于本领域技术人员而言已经成为了迫切需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种兰炭循环流化燃烧方法，以便能够解决兰炭难燃、燃烧效率低以及只能掺烧的技术问题。
本发明的另一目的还在于提供一种能够解决上述技术问题的兰炭循环流化燃烧系统。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种兰炭循环流化燃烧方法，应用于循环流化床锅炉，包括点火阶段和稳定燃烧阶段，其特征在于，在所述稳定燃烧阶段中：
兰炭的投料位置与一次风的布风装置之间的垂向距离为1.7m～2.5m，炉膛内的一次风占炉膛内总送风量的40％～45％，二次风占炉膛内总送风量的55％～60％，兰炭在所述炉膛中的平均燃烧时间为5～7秒，二次风分多路由兰炭投料位置上方2m～2.5m处送入炉膛内，与所述炉膛相连的旋风分离器的分离效率不小于99.6％，由所述旋风分离器分离得到的物料从所述布风装置的上方返回所述炉膛内燃烧，控制所述炉膛的温度处于880℃～950℃之间。
优选地，投入炉膛内的兰炭的粒径为0～8mm。
优选地，投入所述炉膛内的所述兰炭中，粒径为0～0.5mm的兰炭所占的重量比为15％，粒径为0.5mm～3mm的兰炭所占的重量比为50％，粒径为3mm～5mm的兰炭所占的重量比为20％，粒径为5mm～8mm的兰炭所占的重量比为15％。
优选地，在所述稳定燃烧阶段中，所述循环流化床锅炉中的床料的料层厚度为300mm～350mm。
优选地，所述床料为石英砂，且所述石英砂的粒径范围为0～3mm。
优选地，在所述稳定燃烧阶段中，还包括向所述炉膛内投入脱硫剂，所述脱硫剂的粒径范围为0～0.5mm。
优选地，所述脱硫剂为石灰石。
优选的，在所述稳定燃烧阶段中，兰炭在所述炉膛内的燃烧时间为5～7秒。
优选的，在所述稳定燃烧阶段中，烟气的物料携带率控制在2.5kg/Nm3～3kg/Nm3。
优选地，所述点火阶段包括：
在所述循环流化床锅炉底部的一次风的布风装置上铺设床料；
向所述循环流化床锅炉的炉膛内送入一次风以使所述床料保持流化状态；
在所述布风装置下部采用轻柴油燃烧器点火，并加热所述床料至第一预设温度；
将点火煤投入所述循环流化床锅炉的炉膛内以继续加热所述床料至第二预设温度；
向所述炉膛内送入二次风和兰炭，并逐步增加二次风量和兰炭投入量以逐步提升锅炉负荷，待所述循环流化床锅炉的热负荷增加至额定负荷时实现兰炭的稳定燃烧。
优选的，所述旋风分离器与所述炉膛通过返料系统相连，所述床料和所述点火煤均在所述返料系统的返料风的作用下添加至所述炉膛中。
优选的，在所述点火阶段，所述布风装置上铺设的床料厚度为380mm～420mm。
本发明中所公开的兰炭循环流化燃烧系统，包括循环流化床锅炉、尾部烟道以及将所述循环流化床锅炉顶部和所述尾部烟道顶部连通的旋风分离器，其中，
所述循环流化床锅炉的炉膛底部设置有提供一次风的布风装置，所述布风装置的送风量占所述炉膛内总送风量的40％～45％，且所述炉膛前墙高于所述布风装置1.7m～2.5m处设置有燃料进料装置，所述燃料进料装置上设置有供兰炭进入的兰炭入口；
所述燃料进料装置的出口上方设置有二次配风装置，所述二次配风装置的送风量占所述炉膛内总送风量的55％～60％，所述二次配风装置分多路由所述炉膛的前墙和后墙送入所述炉膛内，所述二次配风装置与所述炉膛的前墙和后墙相连接的位置距离所述燃料进料装置的出口2m～2.5m；
所述旋风分离器的分离效率不小于99.6％，所述旋风分离器的返料管与所述炉膛上的返料口连通，所述返料口高于所述布风装置设置。
优选的，所述兰炭入口供粒径为0～8mm的兰炭进入。
优选的，位于所述旋风分离器下方的返料管上还设置有返料阀，且所述返料管上还设置有至少一个支管，所述支管供床料以及点火煤投入所述炉膛内。
优选的，所述燃料进料装置上还设置有耦合燃料入口，所述炉膛的前墙上还设置有与所述炉膛的内部连通的脱硫剂入口管，与所述布风装置相连的一次风室的侧面安装有用于床下点火的一级点火器。
优选的，所述炉膛的底部还设置有放渣管。
优选的，所述尾部烟道内由上至下分别布置有省煤器和空气预热器。
由以上技术方案可以看出，相比于目前的燃煤循环流化燃烧方法而言，本案中所公开的兰炭循环燃烧方法实际进行了炉内流态再构，兰炭颗粒由布风装置上方1.7～2.5m处送入炉膛密相区参与燃烧，炉膛内的一次风配比在40％～45％，二次风配比占炉膛内总送风量的55％～60％，在一次风的作用下，兰炭颗粒迅速形成流化状态并在密相区参与燃烧，二次风分多路由兰炭投料位置的上方2m～2.5m处送入炉膛并穿透到炉膛中心，以补充足够的空气并使空气与可燃固体颗粒充分混合，二次风送风位置相比于同吨位的燃煤流化床锅炉提高了0.5～1m，二次风的比例相比于同吨位的燃煤流化床锅炉也显著提高，这使得炉膛稀相区燃烧份额加大，燃料可以得到更为充分的燃烧；
相比于同吨位的燃煤流化床锅炉而言，炉膛高度增加10％～15％，这可以有效增大兰炭颗粒在炉膛内的燃烧时间，达到了5～7秒，从而改善兰炭本身的燃烧特性；
进一步，旋风分离器的分离效率不小于99.6％，由炉膛顶部排出的绝大部分颗粒物质会被旋风分离器捕获并重新送入炉膛再次参与燃烧，因而进一步提高了燃料颗粒在炉膛内的燃烧时间，这使得兰炭的燃烧效率得以进一步提高。
在上述多种措施的综合作用下，实现了物料循环倍率的提高和兰炭燃烧时间的延长，配合一次风和二次风的配比使得炉膛不同区域达到了较为理想的流化状态和物料浓度，严格控制炉膛温度在880℃～950℃之间进一步促了进兰炭燃烧，最终本发明所公开的兰炭循环流化燃烧方法解决了兰炭难燃、燃烧效率低以及只能掺烧的问题，实现了纯兰炭的稳定燃烧。
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为本发明实施例中所公开的兰炭循环流化燃烧系统的整体结构示意图；
图2为图1中A部分的局部放大示意图；
图3为图1中B部分的局部放大示意图；
图4为图1中二次配风装置的结构示意图。
附图中标记如下：
1为炉膛，2为二次配风装置，3为脱硫剂入口管，4为支管，5为燃料进料装置，6为布风装置，7为一次风室，8为放渣管，9为一级点火器，10为返料阀，11为空气预热器，12为省煤器，13为旋风分离器，14为尾部烟道，15为分离器水平烟道，201为主风管，202为导流板，203为进风管，501为兰炭入口，502为耦合燃料入口。
具体实施方式
本发明的核心之一在于提供一种兰炭循环流化燃烧方法，以便能够解决兰炭难燃、燃烧效率低以及只能掺烧的技术问题。
本发明的另一核心在于提供一种能够解决上述技术问题的兰炭循环流化燃烧系统。
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。
本发明中所公开的兰炭循环流化燃烧方法，应用于循环流化床锅炉中，循环流化床锅炉的结构可参考本案附图1至附图4，该兰炭循环流化燃烧方法包括点火阶段和稳定燃烧阶段，其中在稳定燃烧阶段时：
向循环流化床锅炉的炉膛1内投入的兰炭的粒径为0mm～8mm(不包括0mm但包含8mm的端点值)，兰炭颗粒通过循环流化床锅炉的燃料进料装置5输送至炉膛1内，燃料进料装置5具有密封风和送料风，兰炭在重力和风力的共同作用下均匀进入炉膛1内参与燃烧，兰炭的投料位置与一次风的布风装置6之间的垂向距离为1.7m～2.5m(包含两个端点值)，炉膛1内的一次风占炉膛1内的总送风量的40％～45％(包含两个端点值)，一次风经过空气预热器11的加热后经炉膛1底部的布风装置均匀进入炉膛1吹动炉膛底部的床料，二次风占炉膛1内总送风量的55％～60％(包含两个端点值)，相比于传统燃煤循环流化床而言，可加大炉膛1的高度设计，以使兰炭在炉膛1中的平均燃烧时间达到5～7秒，二次风分多路由兰炭投料位置上方2m～2.5m处送入炉膛1内，与炉膛1相连的旋风分离器的分离效率不小于99.6％，以使不少于99.6％的颗粒重返炉膛1内燃烧，由旋风分离器13分离得到的物料从布风装置6的上方返回炉膛1内，并且在燃烧过程中控制炉膛1的温度处于880℃～950℃之间。
上述实施例中所公开的兰炭循环流化燃烧方法，以循环流化燃烧锅炉为基础，对流化状态进行了再构，具体的，入炉的兰炭燃料的整体粒径减小至0mm～8mm，相比于燃煤循环流化床锅炉0～13mm的燃料粒径而言，兰炭燃料的粒径显著减小，小粒径的兰炭可以有效增大可燃物的表面积，兰炭与炉内空气能够更为充分的接触，这可以优化兰炭的燃烧特性并提高兰炭的燃烧效率；
兰炭颗粒由布风装置6上方1.7m～2.5m处送入炉膛1密相区参与燃烧，炉膛1内的一次风配比在40％～45％，二次风配比占炉膛1内总送风量的55％～60％，在一次风的作用下，兰炭颗粒迅速形成流化状态并在密相区参与燃烧，二次风分多路由兰炭投料位置的上方2m～2.5m处送入炉膛1并穿透到炉膛中心，以补充足够的空气并使空气与可燃固体颗粒充分混合，二次风送风位置相比于同吨位的燃煤流化床锅炉提高了0.5m～1m，二次风的比例相比于同吨位的燃煤流化床锅炉也显著提高，这使得炉膛1稀相区燃烧份额加大，燃料可以得到更为充分的燃烧；
相比于同吨位的燃煤流化床锅炉而言，炉膛1高度增加了10％～15％，这可以有效增大兰炭颗粒在炉膛1内的燃烧时间，从而改善兰炭本身的燃烧特性，燃料在炉膛1内的燃烧时间能够达到5～7秒，相比于传统燃煤循环流化床锅炉炉膛1内3～5秒的燃烧时间而言，本实施例中所公开的兰炭循环流化燃烧方法的燃料炉膛1燃烧时间显著提高，这也有利于兰炭颗粒进一步分级为更小的颗粒，从而提高燃烧效率；
进一步，旋风分离器13的分离效率不小于99.6％，这意味着由炉膛顶部排出的绝大部分颗粒物质会被旋风分离器13捕获并重新送入炉膛1再次参与燃烧，未被带出炉膛1的颗粒沿炉膛1壁面回落后再次随烟气上升形成内部循环，这进一步提高了燃料颗粒在炉膛1内的燃烧时间，使得兰炭的燃烧效率得以进一步提高。
在上述多种措施的综合作用下，实现了物料循环倍率的提高和兰炭燃烧时间的延长，配合兰炭颗粒的减小、一次风和二次风的配比使得炉膛1不同区域达到了较为理想的流化状态和物料浓度，严格控制炉膛1温度在880℃～950℃之间进一步促进了兰炭燃烧，最终上述实施例所公开的兰炭循环流化燃烧方法解决了兰炭难燃、燃烧效率低以及只能掺烧的问题，实现了纯兰炭的稳定燃烧。
进一步的优化，投入炉膛1内的兰炭中，粒径为0～0.5mm(不包括小端点值但包括大端点值)的兰炭所占的重量比为15％，粒径为0.5mm～3mm(不包括小端点值但包括大端点值)的兰炭所占的重量比为50％，粒径为3mm～5mm(不包括小端点值但包括大端点值)的兰炭所占的重量比为20％，粒径为5mm～8mm(不包括小端点值但包括大端点值)的兰炭所占的重量比为15％，粗细颗粒粒径合理分布，利于空气和兰炭颗粒混合和燃烧，提高燃烧效率；使炉膛中循环物料纵向和横向与炉膛1的膜式壁的热交换效果更好，燃烧温度均匀；入炉兰炭粒径不能太细，利于分离器对于d99灰粒的捕集，满足返料灰量的需求；入炉兰炭粒径不能太粗，避免炉膛1底灰量大沉积而发生结焦，影响锅炉性能；入炉兰炭粒径细颗粒量设计合理，密相区物料分布致密呈强还原性，利于低氮氧化物排放。。
炉膛1内的床料类型不受限制，可以为目前本领域常用的石英砂、炉渣等，但需控制床料的厚度和粒度，在稳定燃烧阶段中，循环流化床锅炉中的床料的料层厚度为300mm～350mm(包括两个端点值)，床料的粒径为0mm～3mm(不包括小端点值但包括大端点值)，在均匀的一次风的作用下，炉膛1底部的床料处于流化状态，而目前的燃煤循环流化床锅炉的床料高度为400mm～500mm，显然，本实施例中的兰炭循环流化燃烧方法中的床料高度显著降低，这可以实现低床压、低能耗运行，节能效果非常明显。
入炉物料随着烟气沿炉膛上升，烟气的物料携带率控制在2.5kg/Nm3～3kg/Nm3，考虑到运行时对低硫排放的要求，在稳定燃烧阶段中，还需要按照比例向炉膛1内投入脱硫剂，脱硫剂的投入比例是可以根据排放要求以及燃料类型进行具体计算的，该计算方式是本领域技术人员的公知技术，因而本文中对此不再进行赘述，但需强调的是，本实施例中对于脱硫剂的粒径具有要求，脱硫剂的粒径范围在0mm～0.5mm(不包括小端点值但包括大端点值)，本实施例中的脱硫剂为石灰石，相比于燃煤循环流化床锅炉而言，脱硫剂的粒径也显著减小，配合炉膛1内880℃～950℃的炉温、高倍率的物料循环过程以及二次风所形成的理想的气固混合使得炉内脱硫效率高达99％；同时，炉膛1内严格的温度控制还能够有效抑制热力型氮氧化物的生成，而且炉膛1下部的还原性气氛也能够有效抑制燃料型氮氧化物的生成，因此氮氧化物的原始排放浓度较低。
本发明实施例中所公开的兰炭循环流化燃烧方法中，点火阶段包括：
在循环流化床锅炉底部的一次风的布风装置6上铺设床料；
向循环流化床锅炉的炉膛1内送入一次风以使所述床料保持流化状态；
在布风装置6下部采用轻柴油燃烧器点火，并加热床料至第一预设温度；
将点火煤投入所述循环流化床锅炉的炉膛1内以继续加热所述床料至第二预设温度；
向炉膛1内送入二次风和兰炭，并逐步增加二次风量和兰炭投入量以逐步提升锅炉负荷，待循环流化床锅炉的热负荷增加至额定负荷时实现兰炭的稳定燃烧。
需要进行说明的是，在上述实施例中，第一预设温度取550℃，第二预设温度取650℃，当然，本领域技术人员还可以根据实际的点火效果适应性更改第一预设温度和第二预设温度，不难发现，由于兰炭难燃并且容易熄火，因此上述实施例中所公开的兰炭循环流化燃烧方法中采用了两级点火，轻质柴油燃烧器作为一级点火器进行一级点火，当床料温度被加热至550℃时，将点火煤投入循环流化床锅炉的炉膛内，并输入二次风，点火煤采用高热值高挥发分的烟煤，通过烟煤实现二级点火，当床料温度达到650℃时，逐步减少点火煤的投入量，并逐步投入兰炭并逐步增加二次风量以便使锅炉负荷逐步提升，待循环流化床锅炉的热负荷增加至额定负荷时实现纯兰炭的稳定燃烧，停止点火煤的投入，进而进入稳定燃烧阶段。
在点火阶段，布风装置6上铺设的床料(如石英砂)的厚度为380mm～420mm，优选为400mm。
采用上述实施例中所公开的兰炭循环流化燃烧方法能够实现纯兰炭的稳定燃烧，并且燃尽率高、灰渣含碳量低，锅炉热效率高。
本发明还公开了一种兰炭循环流化燃烧系统，请参考图1至图4，其包括循环流化床锅炉、尾部烟道14以及将循环流化床锅炉顶部和尾部烟道14顶部连通的旋风分离器13，具体的，旋风分离器13的进风口通过分离器水平烟道15(实际该烟道朝向旋风分离器13倾斜)与炉膛1顶部连通，出风口与尾部烟道14连通，该循环流化床锅炉的炉膛高度为33～35m，根据锅炉吨位的不同锅炉的高度会有不同的变化，但相比于同吨位的燃煤流化床锅炉而言，其高度整体提高10％～15％，循环流化床锅炉的炉膛1底部设置有提供一次风的布风装置6一次风的送风量占炉膛内总送风量的40％～45％(包含两个端点值)，并且炉膛前墙高于布风装置1.7m～2.5m(包含两个端点值)处设置有燃料进料装置5，燃料进料装置5上设置有兰炭入口，优选的，兰炭入口供粒径为0～8mm(包含大端点值且不包含小端点值)的兰炭进入；
燃料进料装置5的出口上方设置有二次配风装置2，二次配风装置2的送风量占炉膛1内总送风量的55％～60％(包含两个端点值)，二次配风装置2分多路由炉膛1的前墙和后墙送入炉膛1内，二次配风装置2与炉膛1的前墙和后墙相连接的位置距离燃料进料装置5的出口为2m～2.5m(包含两个端点值)；
旋风分离器13的分离效率不小于99.6％，旋风分离器13的返料管通过返料口与炉膛1连通，返料口高于布风装置6设置，以保证返回的物料能够进入炉膛底部再次参与燃烧。
采用本案中所公开的兰炭循环流化燃烧系统进行兰炭燃烧时，入炉的兰炭燃料的整体粒径减小至0mm～8mm，相比于燃煤循环流化床锅炉0～13mm的燃料粒径而言，兰炭燃料的粒径显著减小，小粒径的兰炭可以有效增大可燃物的表面积，兰炭与炉内空气能够更为充分的接触，这可以优化兰炭的燃烧特性并提高兰炭的燃烧效率；
兰炭颗粒由布风装置6上方1.7m～2.5m处送入炉膛密相区参与燃烧，炉膛1内的一次风配比在40％～45％，二次风配比占炉膛1内总送风量的55％～60％，在一次风的作用下，兰炭颗粒迅速形成流化状态并在密相区参与燃烧，二次风分多路由兰炭投料位置的上方2m～2.5m处送入炉膛1并穿透到炉膛1中心，以补充足够的空气并使空气与可燃固体颗粒充分混合，二次风送风位置相比于同吨位的燃煤流化床锅炉提高了0.5m～1m，二次风的比例相比于同吨位的燃煤流化床锅炉也显著提高，这使得炉膛稀相区燃烧份额加大，燃料可以得到更为充分的燃烧；
相比于同吨位的燃煤流化床锅炉而言，炉膛1高度增加了10％～15％，这可以有效增大兰炭颗粒在炉膛1内的燃烧时间，从而改善兰炭本身的燃烧特性，燃料在炉膛1内的燃烧时间能够达到5～7秒，相比于传统燃煤循环流化床锅炉炉膛1内3～5秒的燃烧时间而言，本实施例中所公开的兰炭循环流化燃烧方法的燃料炉膛燃烧时间显著提高，这也有利于兰炭颗粒进一步分级为更小的颗粒，从而提高燃烧效率；
进一步，旋风分离器13的分离效率不小于99.6％，这意味着由炉膛1顶部排出的绝大部分颗粒物质会被旋风分离器13捕获并重新送入炉膛1再次参与燃烧，未被带出炉膛1的颗粒沿炉膛1壁面回落后再次随烟气上升形成内部循环，这进一步提高了燃料颗粒在炉膛1内的燃烧时间，使得兰炭的燃烧效率得以进一步提高。
在上述多种措施的综合作用下，实际实现了循环流化燃烧锅炉的流态再构，物料循环倍率的提高和兰炭燃烧时间的延长，配合兰炭颗粒的减小、一次风和二次风的配比使得炉膛1不同区域达到了较为理想的流化状态和物料浓度，严格控制炉膛1温度在880℃～950℃之间进一步促进了兰炭燃烧，最终上述实施例所公开的兰炭循环流化燃烧系统解决了兰炭难燃、燃烧效率低以及只能掺烧的问题，实现了纯兰炭的稳定燃烧。
请参考图3，在本实施例中，旋风分离器13通过返料管与炉膛1上所设置的返料口相连，为了精确控制炉膛温度，在旋风分离器13下方还设置有自平衡式的返料阀10；进一步的，返料管上设置有一个或者多个支管4，请继续参考图3，支管4与返料管连通并用于供床料以及点火煤投入炉膛1内，图3中的支管4数量为一个，该支管4兼做床料入口和点火煤入口，床料和点火煤利用自重落入炉膛1底部，这既满足了使用要求，又提高了整个兰炭循环流化燃烧系统的结构紧凑性。
炉膛1前墙上设置有与炉膛1内部连通的脱硫剂入口管3，如图1中所示，脱硫剂入口管3穿过二次配风装置2的进风管203后与炉膛1连通，炉膛1的底部设置有沿竖直方向延伸的放渣管8。
为了进一步优化上述实施例中的方案，本实施例所公开的方案中，在燃料进料装置5上还设置有耦合燃料入口502，如图2中所示，在一些情况下，兰炭可以其他燃料进行耦合燃烧以达到高效燃烧和清洁排放，例如：
在兰炭燃料灰分氧化钙含量较高的情况下，兰炭与高硫煤进行耦合燃烧；高硫煤燃烧后产生大量SO2，结合兰炭燃料含氧化钙脱硫剂具备自脱硫能力，实现低硫排放。
兰炭与煤泥进行耦合燃烧，兰炭燃料灰分低，需依靠高效旋风分离器13保证循环物料量；煤泥灰分高，兰炭和煤泥两种燃料耦合后可增加循环灰量，提高锅炉热效率。
兰炭与生物质进行耦合燃烧，兰炭燃料挥发分低难以燃烧，而生物质燃料挥发分高易燃，兰炭生物质耦合燃料可改善纯兰炭难燃的特性，提高兰炭燃尽率。
请继续参考图1，一次风室7与布风装置6相连，在一次风室7的侧面上还安装有用于床下点火的一级点火器9，由之前描述可知，兰炭难燃且易熄火，推荐采用两级点火，作为优选的方式，本实施例中的一级点火器9采用轻柴油燃烧器。
请参考图4，二次配风装置2包括环绕于炉膛1外部并与炉膛1的横截面形状适配的中空二次风箱，中空二次风箱上设置有用于进风的主风管，中空二次风箱与炉膛1的前墙对应的前腔体，以及中空二次风箱与炉膛1的后墙对应的后腔体分别设置有多个通入所述炉膛1内的进风管203；
一种可选的方式中，中空二次风箱设置有两个主风管201，如图4中所示，两个主风管201对称设置在炉膛1的前墙的左右两侧，中空二次风箱中与每个主风管201对应的位置处均设置有导流板202，导流板202的作用在于将二次风均匀导向前腔体和后腔体内；
为了使二次风均匀进入炉膛1内部，前腔体和后腔体上的进风管203对称设置，并且在前腔体或者后腔体上，任意相邻两个进风管203之间的间距均相等。
在尾部烟道14中，由上至下依次设置有省煤器12和空气预热器11，一次风和二次风分别经过空气预热器11的预热之后再进入炉膛1内，以避免一次风和二次风所造成的炉膛温度降低。
目前已有116MW的上述兰炭循环流化床锅炉(即兰炭循环流化燃烧系统)稳定运行，该兰炭循环流化床锅炉的炉膛由全密闭膜式水冷壁组成，炉膛截面为长宽比1:2的矩形结构，炉膛烟气流速5m/s，炉膛设计高度32.5m，炉膛出口烟道横截面长宽比2.4，采用两侧出烟气结构；燃料进料装置的出口在距离布风装置1.8m的位置从炉膛前墙与炉膛连通，燃料进料装置配有送料风和密封风；二次配风装置分多路从炉膛前后墙进入炉膛，高度位于燃料进料装置上方2m处，入口截面为矩形设计，截面尺寸为：300mm×130mm，二次风量为总风量的60％；布风装置位于炉膛正下方，系统运行时布风装置内阻力为6.5kpa～7.0kpa；旋风分离器的分离效率＞99.6％；尾部烟道从上到下布置省煤器，空气预热器。
在稳定运行过程中，发现该锅炉的热效率大于90％，纯兰炭可以进行稳定的燃烧，兰炭燃尽率不小于98.5％，炉内脱硫效率高达99％，不仅实现了节能降耗，而且有效控制了烟气中的污染物的含量，降低了尾部延期处理设备的投资和运行费用。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种兰炭循环流化燃烧方法，应用于循环流化床锅炉，包括点火阶段和稳定燃烧阶段，其特征在于，在所述稳定燃烧阶段中：
兰炭的投料位置与一次风的布风装置(6)之间的垂向距离为1.7m～2.5m，炉膛(1)内的一次风占炉膛(1)内总送风量的40％～45％，二次风占炉膛(1)内总送风量的55％～60％，兰炭在所述炉膛(1)中的平均燃烧时间为5～7秒，二次风分多路由兰炭投料位置上方2m～2.5m处送入炉膛(1)内，与所述炉膛(1)相连的旋风分离器(13)的分离效率不小于99.6％，由所述旋风分离器(13)分离得到的物料从所述布风装置(6)的上方返回所述炉膛(1)内，所述炉膛(1)的温度处于880℃～950℃之间。
2.根据权利要求1所述的兰炭循环流化燃烧方法，其特征在于，投入炉膛(1)内的兰炭的粒径为0～8mm。
3.根据权利要求1所述的兰炭循环流化燃烧方法，其特征在于，投入所述炉膛(1)内的所述兰炭中，粒径为0～0.5mm的兰炭所占的重量比为15％，粒径为0.5mm～3mm的兰炭所占的重量比为50％，粒径为3mm～5mm的兰炭所占的重量比为20％，粒径为5mm～8mm的兰炭所占的重量比为15％。
4.根据权利要求1所述的兰炭循环流化燃烧方法，其特征在于，在所述稳定燃烧阶段中，所述循环流化床锅炉中的床料的料层厚度为300mm～350mm。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的兰炭循环流化燃烧方法，其特征在于，所述点火阶段包括：
在所述循环流化床锅炉底部的一次风的布风装置(6)上铺设床料；
向所述循环流化床锅炉的炉膛(1)内送入一次风以使所述床料保持流化状态；
在所述布风装置(6)下部采用轻柴油燃烧器点火，并加热所述床料至第一预设温度；
将点火煤投入所述循环流化床锅炉的炉膛(1)内以继续加热所述床料至第二预设温度；
向所述炉膛(1)内送入二次风和兰炭，并逐步增加二次风量和兰炭投入量以逐步提升锅炉负荷，待所述循环流化床锅炉的热负荷增加至额定负荷时实现兰炭的稳定燃烧。
6.根据权利要求5所述的兰炭循环流化燃烧方法，其特征在于，所述旋风分离器(13)与所述炉膛(1)通过返料系统相连，所述床料和所述点火煤均在所述返料系统的返料风的作用下添加至所述炉膛(1)中。
7.根据权利要求5所述的兰炭循环流化燃烧方法，其特征在于，在所述点火阶段，所述布风装置(6)上铺设的床料厚度为380mm～420mm。
8.一种兰炭循环流化燃烧系统，其特征在于，包括循环流化床锅炉、尾部烟道(14)以及将所述循环流化床锅炉顶部和所述尾部烟道(14)顶部连通的旋风分离器(13)，其中，
所述循环流化床锅炉的炉膛(1)底部设置有提供一次风的布风装置(6)，所述布风装置(6)的送风量占所述炉膛(1)内总送风量的40％～45％，且所述炉膛(1)的前墙高于所述布风装置(6)1.7m～2.5m处设置有燃料进料装置(5)，所述燃料进料装置(5)上设置有兰炭进入的兰炭入口(501)；
所述燃料进料装置(5)的出口上方设置有二次配风装置(2)，所述二次配风装置(2)的送风量占所述炉膛(1)内总送风量的55％～60％，所述二次配风装置(2)分多路由所述炉膛(1)的前墙和后墙送入所述炉膛(1)内，所述二次配风装置(2)与所述炉膛(1)的前墙和后墙相连接的位置距离所述燃料进料装置(5)的出口2m～2.5m；
所述旋风分离器(13)的分离效率不小于99.6％，所述旋风分离器(13)的返料管与所述炉膛(1)上的返料口连通，所述返料口高于所述布风装置(6)设置。
9.根据权利要求8所述的兰炭循环流化燃烧系统，其特征在于，位于所述旋风分离器(13)下方的返料管上还设置有返料阀(10)，且所述返料管上还设置有至少一个支管(4)，所述支管(4)供床料以及点火煤投入所述炉膛(1)内。
10.根据权利要求9所述的兰炭循环流化燃烧系统，其特征在于，所述燃料进料装置(5)上还设置有耦合燃料入口(502)，所述炉膛(1)的前墙上还设置有与所述炉膛(1)的内部连通的脱硫剂入口管(3)，与所述布风装置(6)相连的一次风室(7)侧面安装有用于床下点火的一级点火器(9)。
CN202010661831.9A 2020-07-10 2020-07-10 一种兰炭循环流化燃烧方法及系统 Pending CN111678126A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010661831.9A CN111678126A (zh) 2020-07-10 2020-07-10 一种兰炭循环流化燃烧方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010661831.9A CN111678126A (zh) 2020-07-10 2020-07-10 一种兰炭循环流化燃烧方法及系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111678126A true CN111678126A (zh) 2020-09-18

Family

ID=72437826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010661831.9A Pending CN111678126A (zh) 2020-07-10 2020-07-10 一种兰炭循环流化燃烧方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111678126A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115234900A (zh) * 2022-06-24 2022-10-25 哈尔滨红光锅炉总厂有限责任公司 一种炉燃煤粉颗粒的循环流化床热水锅炉及其燃烧方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115234900A (zh) * 2022-06-24 2022-10-25 哈尔滨红光锅炉总厂有限责任公司 一种炉燃煤粉颗粒的循环流化床热水锅炉及其燃烧方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101368724B (zh) 煤热解层燃装置及其燃烧方法
CN102563614B (zh) 一种预燃式机械炉排解耦燃烧炉及其燃烧方法
CN201382408Y (zh) 锅炉烟气再循环装置
CN212673190U (zh) 一种兰炭循环流化燃烧系统
CN104654265B (zh) 超低排放氮氧化物生物质链条锅炉
CN105864748A (zh) 链条锅炉复合燃烧系统
CN102620291A (zh) 低氮氧化物排放煤粉解耦燃烧器及煤粉解耦燃烧方法
CN202253604U (zh) 三次风低氮燃烧布置结构
CN102042584B (zh) 一种新型生物质直燃锅炉
CN111678126A (zh) 一种兰炭循环流化燃烧方法及系统
CN201983253U (zh) 一种新型生物质直燃锅炉
CN201852128U (zh) 多用生物质锅炉
CN101569829A (zh) 利用多级浓淡燃烧与燃料再燃联合控制NOx排放的方法
CN202501451U (zh) 一种新型旋流对冲锅炉
CN101408308A (zh) 一种燃煤锅炉
CN212869743U (zh) 一种可燃纯煤气的双燃料锅炉
CN203099813U (zh) 一种分流增浓的煤粉解耦燃烧器
CN110986074A (zh) 一种链条炉高效低NOx混燃煤基固体燃料的系统及方法
CN201662059U (zh) 卧式快装链条炉排生物质锅炉
CN201368450Y (zh) 燃生物质移动气化节能锅炉
CN102588956A (zh) 一种新型旋流对冲锅炉及其制造方法
CN219530809U (zh) 可多燃料任意比例切换、碳排放可控的蒸汽发生系统
WO2016183847A1 (zh) 固体燃料的燃烧装置
CN110186031B (zh) 一种高效环保节能链式炉
CN218914904U (zh) 一种生物质循环流化床锅炉

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20210604

Address after: 266073 room 402, Block E, 67 and 69 Yinchuan West Road, Shinan District, Qingdao City, Shandong Province

Applicant after: Qingdao Trier Technology Co.,Ltd.

Address before: 266071 e402, 403, No. 67, 69, Yinchuan West Road, Shinan District, Qingdao City, Shandong Province

Applicant before: QINGDAO CLEAR ENVIRONMENTAL PROTECTION GROUP Co.,Ltd.