CN114234179B - 一种用于循环流化床锅炉炉渣的分级筛选回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于循环流化床锅炉炉渣的分级筛选回收装置，包括有现有设备的流化床锅炉，以及安装在流化床锅炉底部的排渣管上的初级过滤管，其内安装有球面筛网，并通过两个初级渣料排放管与炉渣排放管连通，在所述初级过滤管与炉渣排放管之间安装有二级风选管，所述二级风选管的侧壁外围上安装有环形风罩，其通过二级风选管侧壁上的风选孔与二级风选管相连通，所述环形风罩由进风罩体和出风罩体组装而成，所述进风罩体上连通有循环进风管，所述循环进风管和进风管分别通过风筒管与风机相连通，所述进风罩体上连通有多个筛选回流管，且延伸设置在流化床锅炉的内部。

Description

一种用于循环流化床锅炉炉渣的分级筛选回收装置

技术领域

本发明涉及循环流化床锅炉节能技术改造的技术领域，具体涉及为一种用于循环流化床锅炉炉渣的分级筛选回收装置。

背景技术

目前，循环流化床发电由于其燃烧效率高、负荷适应性广、污染物排放少等特点，被认为是清洁燃烧发电技术而广泛推广。循环流化床发电机组的装机容量也屡创新高，660MW容量的循环流化床发电机组已经投运，1000MW容量的机组正在研发设计当中。

炉膛差压是循环流化床锅炉一个重要的监视参数。其反映炉膛内固体物料浓度的参数。差压值越大，说明炉膛内的物料浓度越高， 炉膛的传热系数越大，则锅炉负荷可以带得越高。

控制物料循环量是循环流化床锅炉运行操作时不同于常规锅炉之处，根据循环流化床锅炉燃烧及传热的特性，物料循环量对循环流化床锅炉的运行有着举足轻重的作用，因为在炉膛里，循环物料实质上是一种热载体，它将燃烧室里的热量带到炉膛上部，使炉膛内的温度场分布均匀，并通过多种传热方式与水冷壁进行换热，因此有较高的传热系数(其传热效率约为煤粉炉的4-6倍)，通过调整循环物料量可以控制炉膛差压并进一步调节锅炉负荷。物料循环量增加可使整个燃烧室温度分布趋于均匀，并可增加燃料在炉内的停留时间，从而提高燃烧效率。循环物料量的多少与锅炉分离装置的分离效率有着直接的关系，分离器的分离效率越高，分离出烟气中的灰量就越大，从而锅炉对负荷的调节富裕量就越大，将有利于提高锅炉效率和CaO利用率，降低Ca/S比，提高脱流效率。

然而，随着循环流化床锅炉容量的变大，一些大容量循环流化床锅炉由于设计、制造、安装或者煤种变化等原因，出现了物料循环量即炉膛差压达不到设计值的情况，有些甚至由于循环物料偏少而使锅炉性能大大降低，甚至无法维持运行，被迫停运；有些锅炉为了维持物料循环量不得已只能定期给炉膛内补充物料，这样使锅炉的热效率大大降低了。

发明内容

本发明有别于目前提高锅炉循环量的方法，从排渣口入手，提出了排渣分选的方法，并加入了可调装置，使分选装置的出力随着锅炉需求而调整。在分选装置上加入自动控制模块，在实际生产中投入自动控制，达到自动化控制的目的。

本发明利用锅炉底部中空风室的助燃热空气（压力较高，温度达到275℃，提高锅炉效率），通过合理的结构设计，重新把排渣管中排出的渣灰通过在初级过滤管中进行超大颗粒渣块的筛选、二级风选管中重力风选，将筛选后的细灰重新引入炉膛。

基于上述理论化初步设计，本发明从实际需求出发，提供了一种用于循环流化床锅炉炉渣的分级筛选回收装置。

为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：一种用于循环流化床锅炉炉渣的分级筛选回收装置，包括有现有设备的流化床锅炉，所述流化床锅炉的底壁或侧壁上安装有排渣管，所述流化床锅炉的侧壁上安装有落煤管、以及在其下端侧壁上还安装有连通其底部中空风室的进风管，所述中空风室通过多个循环风帽管与流化床锅炉的内部相连通。除此之外，还包括安装在所述排渣管上的初级过滤管，所述初级过滤管内安装有球面筛网，并其两侧壁上通过相对布置的两个初级渣料排放管连通有炉渣排放管，在所述初级过滤管与炉渣排放管之间安装有二级风选管，所述二级风选管的侧壁外围上安装有环形风罩，位于所述环形风罩覆盖内的二级风选管侧壁上周向开设有多个风选孔，所述环形风罩由进风罩体和出风罩体组装而成，所述进风罩体上连通有循环进风管，所述循环进风管和进风管分别通过风筒管与风机相连通，所述进风罩体上连通有多个筛选回流管，多个所述筛选回流管呈辐射布置，每个所述筛选回流管均延伸设置在流化床锅炉的内部，并在其上均设置有止逆阀，位于流化床锅炉内部的每个筛选回流管端口上均焊接有风帽。

优选地，所述二级风选管的侧壁外侧上焊接有两个限位密封挡板，且多个所述风选孔均位于两个限位密封挡板之间，所述进风罩体和出风罩体组合安装在两个所述限位密封挡板之间。

优选地，在所述二级风选管的侧壁内侧上对应两个所述限位密封挡板分别焊接有两个环形挡板，两个所述环形挡板与二级风选管的侧壁合围形成循环风腔室。

优选地，所述初级过滤管中部设置有初级风选室、以及在其内壁上焊接有凸环支撑片，所述凸环支撑片位于初级风选室的下方，其用于放置所述球面筛网，所述初级风选室与两个所述初级渣料排放管均连通。

优选地，所述进风罩体的底端面上连通有多个清理管，每个所述清理管上均螺纹连接有堵帽。

优选地，所述进风罩体和出风罩体的内壁上均焊接有多个引流板，且每个所述引流板均与进风罩体和出风罩体的底壁、顶壁、侧壁相连接，任意相邻两个所述引流板与进风罩体或出风罩体的侧壁合围形成单独的分选腔室。

优选地，在与所述循环风管相连接的风筒管上依次设置有流量电控阀、关断电控阀，所述流化床锅炉的内部还设置有灰度传感器，所述流量电控阀、关断电控阀、灰度传感器均与现场控制站的集散控制系统相连接，并根据灰度传感器检测灰分浓度实现风选进风量自动化控制或关停。

优选地，所述止逆阀包括有阀体，所述阀体的上、下端口上分别连接有连接接口，所述阀体的内部固定连接有阻挡片，所述阻挡片的四周均匀开设有多个通气孔、以及其中心开设有限位孔，所述限位孔内活动连接有阀杆，所述阀杆的两端分别固定连接有阀片、限位片，所述阀片、限位片分别位于阻挡片的上、下两侧，在所述限位片与阻挡片之间固定连接有螺旋弹簧，所述螺旋弹簧穿设在所述阀杆上，并使阀片长时间覆盖在阻挡片的通气孔上。

与现有技术相比本发明具有以下优点：本发明在通过在初级过滤管中进行超大颗粒渣块的筛选、二级风选管中重力风选，少部分大颗粒的灰渣由炉渣排放管而出，绝大部分细颗粒的灰渣由筛选回流管再次循环进入到流化床锅炉内，这样有助于改善炉膛的传热系数，在物料维持不变情况下，有效改善了流化床锅炉的热效率；本发明在增加初级过滤管设计，在一定程度可以减少大颗粒渣块对筛选回流管的堵塞，同时，也可以减少打开清理管内清理沉降物的次数；本发明通过在流化床锅炉内设置灰度传感器，在循环风管相连接的风筒管上依次设置流量电控阀、关断电控阀，并将流量电控阀、关断电控阀、灰度传感器连接在现场控制站的集散控制系统中，可以实现风选进风量自动化控制或关停。

附图说明

图1为本发明的立体示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明中止逆阀的剖面图及结构示意图；

图4为本发明中止逆阀的原理图；

图5为本发明中初级过滤管、初级渣料排放管和炉渣排放管组合连接的剖面图；

图6为本发明的使用状态参考图；

图7为本发明实施例中不同负荷的循环流化床锅炉改造前后炉膛内差压曲线变化图；

图8为本发明中流量电磁阀开度与风选粒径变化曲线图；

图9为本发明中流量电磁阀开度与分选量变化曲线图。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明的技术方案，下面通过实施例对本发明进行进一步说明。

参阅图1至6，一种用于循环流化床锅炉炉渣的分级筛选回收装置，包括有流化床锅炉25，所述流化床锅炉25的底壁或侧壁上安装有排渣管26，所述流化床锅炉25的侧壁上安装有落煤管27、以及在其下端侧壁上还安装有连通其底部中空风室31的进风管24，所述中空风室31通过多个循环风帽管32与流化床锅炉25的内部相连通；还包括安装在所述排渣管26上的初级过滤管1，所述初级过滤管1内安装有球面筛网4，并其两侧壁上通过相对布置的两个初级渣料排放管2连通有炉渣排放管3，所述初级过滤管1中部设置有初级风选室21、以及在其内壁上焊接有凸环支撑片20，所述凸环支撑片20位于初级风选室21的下方，其用于放置所述球面筛网4，所述初级风选室21与两个所述初级渣料排放管2均连通，在所述初级过滤管1与炉渣排放管3之间安装有二级风选管5，所述二级风选管5的侧壁外围上安装有环形风罩6，位于所述环形风罩6覆盖内的二级风选管5侧壁上周向开设有多个风选孔18，所述二级风选管5的侧壁外侧上焊接有两个限位密封挡板15，且多个所述风选孔18均位于两个限位密封挡板15之间，所述环形风罩6由进风罩体601和出风罩体602组装而成，所述进风罩体601和出风罩体602的内壁上均焊接有多个引流板14，且每个所述引流板14均与进风罩体601和出风罩体602的底壁、顶壁、侧壁相连接，任意相邻两个所述引流板14与进风罩体601或出风罩体602的侧壁合围形成单独的分选腔室30，所述进风罩体601的底端面上连通有多个清理管16，每个所述清理管16上均螺纹连接有堵帽17，所述进风罩体601上连通有多个筛选回流管10，多个所述筛选回流管10呈辐射布置，每个所述筛选回流管10均延伸设置在流化床锅炉25的内部，并在其上均设置有止逆阀11，位于流化床锅炉25内部的每个筛选回流管10端口上均焊接有风帽12，所述进风罩体601和出风罩体602组合安装在两个所述限位密封挡板15之间；在所述二级风选管5的侧壁内侧上对应两个所述限位密封挡板15分别焊接有两个环形挡板28，两个所述环形挡板28与二级风选管5的侧壁合围形成循环风腔室29。所述进风罩体601上连通有循环进风管7，所述循环进风管7和进风管24分别通过风筒管13与风机23相连通，在与所述循环风管7相连接的风筒管13上依次设置有流量电控阀8、关断电控阀9，所述流化床锅炉25的内部还设置有灰度传感器22，所述流量电控阀8、关断电控阀9、灰度传感器22均与现场控制站的集散控制系统相连接，并根据灰度传感器22检测灰分浓度实现风选进风量自动化控制或关停。

进一步，参阅图3和4，所述止逆阀11包括有阀体1101，所述阀体1101的上、下端口上分别连接有连接接口1103，所述阀体1101的内部固定连接有阻挡片1102，所述阻挡片1102的四周均匀开设有多个通气孔1104、以及其中心开设有限位孔1105，所述限位孔1105内活动连接有阀杆1108，所述阀杆1108的两端分别固定连接有阀片1106、限位片1107，所述阀片1106、限位片1107分别位于阻挡片1102的上、下两侧，在所述限位片1107与阻挡片1102之间固定连接有螺旋弹簧1108，所述螺旋弹簧1108穿设在所述阀杆1108上，并使阀片1106长时间覆盖在阻挡片1102的通气孔1104上。

其工作原理:从流化床锅炉25底部的中空风室31的高压热空气通过风机23引入环形风罩6内，高压热空气经进风罩体601中的分选腔室30形成循环风流，并由风选孔18进入到二级风选管5，用于分离经初级过滤管1中球面筛网4过滤的细灰；流化床锅炉25中的灰渣从排渣管26涌入初级过滤管1中，经球面筛网4过滤，超大颗粒渣块经两个初级渣料排放管2由炉渣排放管3直接排放，小颗粒的渣灰混合物受到了来自中空风室31的高压热空气作用进行重力风选，质量相对较重的渣粒继续下落进入炉渣排放管3直接排放，质量较轻的细小灰粒，随着气流，运动轨迹被改变，由风选孔18进入了出风罩体602中的分选腔室30中，并通过筛选回流管10重新进入到流化床锅炉25的炉膛内，这样既能补充一定流化床锅炉25的物料量，又能使流化床锅炉25维持相对的导热系数。质量较轻的细小灰粒在经过筛选回流管10中的止逆阀11时，当循环灰渣风量对阀片1106的作用力大于螺旋弹簧1108的临界点时，阀片1106向上运动打开通气孔1104，细颗粒的灰渣沿着筛选回流管10进入到流化床锅炉25的内部，以此防止炉内热气体及细灰逆流倒灌进入到出风罩体602内，影响其回收效果。

某循环流化床锅炉，型号为DG1184/25.31-Ⅱ1，循环流化床锅炉为超临界参数变压运行直流炉，单炉膛、半露天M 型布置、平衡通风、一次中间再热、固态排渣、水冷滚筒式冷渣器、循环流化床燃烧方式，采用高温冷却式旋风分离器进行气固分离。

使用本技术方案进行技术改造后，炉膛内差压对比表如下：

参阅图7，由以上炉膛内差压对比表显示，通过对锅炉排渣进行优化改造，炉膛差压基本达到或接近了设计值要求，锅炉床温平均下降约20-30℃，锅炉传热能力提高，锅炉温度场变的更均匀，带负荷速率和能力得到提高，锅炉热效率较以前增加约0.2-0.5%。

参阅图8和9，从分选模拟试验图中可以看出，流量电磁阀开度与分选粒径以及分选量变化情况，锅炉中渣灰经过初级过滤管内的球面筛网初步筛选过滤将粒径大于1000μm的大颗粒渣，剩下小于1000μm的颗粒渣及细灰经过二级风选管在风力下进行重力分选，从分选效果和风力节能综合角度出发，我们优选流量电磁阀为40%的开度下，进行重力分选。

以上显示和描述了本发明的主要特征和优点,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。

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 (7)

1.一种用于循环流化床锅炉炉渣的分级筛选回收装置，包括有流化床锅炉（25），所述流化床锅炉（25）的底壁或侧壁上安装有排渣管（26），所述流化床锅炉（25）的侧壁上安装有落煤管（27）、以及在其下端侧壁上还安装有连通其底部中空风室（31）的进风管（24），所述中空风室（31）通过多个循环风帽管（32）与流化床锅炉（25）的内部相连通，其特征在于：还包括安装在所述排渣管（26）上的初级过滤管（1），所述初级过滤管（1）内安装有球面筛网（4），并其两侧壁上通过相对布置的两个初级渣料排放管（2）连通有炉渣排放管（3），在所述初级过滤管（1）与炉渣排放管（3）之间安装有二级风选管（5），所述二级风选管（5）的侧壁外围上安装有环形风罩（6），位于所述环形风罩（6）覆盖内的二级风选管（5）侧壁上周向开设有多个风选孔（18），所述环形风罩（6）由进风罩体（601）和出风罩体（602）组装而成，所述进风罩体（601）上连通有循环进风管（7），所述循环进风管（7）和进风管（24）分别通过风筒管（13）与风机（23）相连通，所述进风罩体（601）上连通有多个筛选回流管（10），多个所述筛选回流管（10）呈辐射布置，每个所述筛选回流管（10）均延伸设置在流化床锅炉（25）的内部，并在其上均设置有止逆阀（11），位于流化床锅炉（25）内部的每个筛选回流管（10）端口上均焊接有风帽（12）；

在与所述循环进风管（7）相连接的风筒管（13）上依次设置有流量电控阀（8）、关断电控阀（9），所述流化床锅炉（25）的内部还设置有灰度传感器（22），所述流量电控阀（8）、关断电控阀（9）、灰度传感器（22）均与现场控制站的集散控制系统相连接，并根据灰度传感器（22）检测灰分浓度实现风选进风量自动化控制或关停。

2.根据权利要求1所述一种用于循环流化床锅炉炉渣的分级筛选回收装置，其特征在于：所述二级风选管（5）的侧壁外侧上焊接有两个限位密封挡板（15），且多个所述风选孔（18）均位于两个限位密封挡板（15）之间，所述进风罩体（601）和出风罩体（602）组合安装在两个所述限位密封挡板（15）之间。

3.根据权利要求2所述一种用于循环流化床锅炉炉渣的分级筛选回收装置，其特征在于：在所述二级风选管（5）的侧壁内侧上对应两个所述限位密封挡板（15）分别焊接有两个环形挡板（28），两个所述环形挡板（28）与二级风选管（5）的侧壁合围形成循环风腔室（29）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述一种用于循环流化床锅炉炉渣的分级筛选回收装置，其特征在于：所述初级过滤管（1）中部设置有初级风选室（21）、以及在其内壁上焊接有凸环支撑片（20），所述凸环支撑片（20）位于初级风选室（21）的下方，其用于放置所述球面筛网（4），所述初级风选室（21）与两个所述初级渣料排放管（2）均连通。

5.根据权利要求4所述一种用于循环流化床锅炉炉渣的分级筛选回收装置，其特征在于：所述进风罩体（601）的底端面上连通有多个清理管（16），每个所述清理管（16）上均螺纹连接有堵帽（17）。

6.根据权利要求1至3中任一项或5所述一种用于循环流化床锅炉炉渣的分级筛选回收装置，其特征在于：所述进风罩体（601）和出风罩体（602）的内壁上均焊接有多个引流板（14），且每个所述引流板（14）均与进风罩体（601）和出风罩体（602）的底壁、顶壁、侧壁相连接，任意相邻两个所述引流板（14）与进风罩体（601）或出风罩体（602）的侧壁合围形成单独的分选腔室（30）。

7.根据权利要求6所述一种用于循环流化床锅炉炉渣的分级筛选回收装置，其特征在于：所述止逆阀（11）包括有阀体（1101），所述阀体（1101）的上、下端口上分别连接有连接接口（1103），所述阀体（1101）的内部固定连接有阻挡片（1102），所述阻挡片（1102）的四周均匀开设有多个通气孔（1104）、以及其中心开设有限位孔（1105），所述限位孔（1105）内活动连接有阀杆，所述阀杆的两端分别固定连接有阀片（1106）、限位片（1107），所述阀片（1106）、限位片（1107）分别位于阻挡片（1102）的上、下两侧，在所述限位片（1107）与阻挡片（1102）之间固定连接有螺旋弹簧（1108），所述螺旋弹簧（1108）穿设在所述阀杆上，并使阀片（1106）长时间覆盖在阻挡片（1102）的通气孔（1104）上。