CN1888531A - 大型煤粉锅炉飞灰再循环方法及装置 - Google Patents

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Abstract

大型煤粉锅炉飞灰再循环燃烧方法及装置，在大型煤粉锅炉竖井烟道下方灰斗或空气预热器下方灰斗处的飞灰碳粒出口部位设置管道输送装置。采用一次风热风送粉的方式，通过管道输送装置将灰斗处的飞灰碳粒再次送入大型煤粉锅炉的炉膛进行循环燃烧。管道输送装置的一端与大型煤粉锅炉竖井烟道下方灰斗或空气预热器下方灰斗处的出口相连，而在大型煤粉锅炉的炉膛部位设置有飞灰碳粒喷入口，管道输送装置的另一端与大型煤粉锅炉的炉膛的飞灰碳粒喷入口相连，也可以直接与大型煤粉锅炉的炉膛的煤粉喷入口相连。

Description

大型煤粉锅炉飞灰再循环燃烧方法及装置
技术领域
本发明涉及一种锅炉燃烧方法及装置，特别是一种大型煤粉锅炉的飞灰再循环燃烧利用的方法及装置。
背景技术
许多大型锅炉(如火力发电厂的燃烧锅炉)都是采用喷入煤粉进行燃烧的，一般称之为大型煤粉锅炉，这种大型煤粉锅炉在燃烧时，由喷嘴喷入的煤粉在经过锅炉炉膛的燃烧后，大都会变成飞灰由锅炉的烟道被烟气所带走，然后由灰斗排除录外，但经过对所排除的飞灰进行的检测，发现由大型煤粉锅炉排出的飞灰中尚含有含碳量极高的飞灰。尤其是剩煤器下方的灰斗所收集的飞灰一般粒度很大、含碳量较高。这主要是由于受到重力分离、离心分离、撞击分离的结果。通过对现有大型煤粉锅炉飞灰产生的过程分析，我们发现大型煤粉锅炉燃烧时携带大量飞灰颗粒的烟气进入竖井烟道时，粒度大的颗粒由于其质量较大，受重力的作用，一般难于改变流动方向，而垂直下落至剩煤器灰斗，这就是重力分离。其次，烟气由低温过热器和再热器部分进入剩煤器部分的A、B段时，截面积忽然缩小，其流速增加；而进入剩煤器灰斗上方时又忽然转向进入空预器上方的水平烟道；由于流向的改变和流速的增加，产生很大的离心力，而粒度大的颗粒由于其所受离心力大，所以被甩出进入剩煤器灰斗，这就是离心分离。同时，在烟道内布置有大量受热管道，烟气中的大颗粒与其碰撞，动能消失，且在碰撞时，颗粒外层疏散的已燃物质破碎，形成极细的小颗粒；坚硬的核心碳粒则不易破碎，而沿壁面垂直滑落至剩煤器灰斗，小颗粒则易被烟气吹起带走，这就是撞击分离。在这三种分离的作用下，飞灰颗粒在到达剩煤器灰斗时，飞灰颗粒表面的燃烬物质，由于结构十分松软、颗粒很细，将被烟气所带走，而飞灰颗粒的核心已经变成了坚硬的、含碳较高的碳粒，这些碳粒在重力的作用下，将掉入剩煤器下方的剩煤器灰斗。现在一般是直接将这些掉入剩煤器灰斗的飞灰通过地沟直接排放掉，这无疑是一种能源的浪费，因此很有必要对此加以改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有大型煤粉锅炉飞灰处理的不足，提出一种大型煤粉锅炉飞灰再利用的方法及装置。以便能将大型煤粉锅炉竖井烟道下方灰斗、空气预热器下方灰斗等处收集的，经锅炉燃烧后含碳量最高的飞灰碳粒直接重新利用起来，或经简单处理后利用起来。
根据本发明的目的所提出的技术实施方案是：将大型煤粉锅炉竖井烟道下方灰斗、空气预热器下方灰斗等处收集的或经分离器(或其他筛选装置)处理后，含碳量较高，极具再燃烧价值的飞灰碳粒，通过气力输送或机械输送的方式再次送入炉膛内燃烧。将其可燃物质重新燃烧，放出一定量的热量，起到节约燃料和减少污染物排放的作用。主要方法是：在大型煤粉锅炉竖井烟道下方灰斗或空气预热器下方灰斗处的飞灰碳粒出口部位设置管道输送装置。采用一次风热风送粉的方式，通过管道输送装置将灰斗处的飞灰碳粒再次送入大型煤粉锅炉的炉膛进行循环燃烧。管道输送装置的一端与大型煤粉锅炉竖井烟道下方灰斗或空气预热器下方灰斗处的出口相连，而在大型煤粉锅炉的炉膛部位设置有飞灰碳粒喷入口，管道输送装置的另一端与大型煤粉锅炉的炉膛的飞灰碳粒喷入口相连，碳粒喷入口可以位于炉膛的中部，也可以直接与大型煤粉锅炉的炉膛的煤粉喷入口相连，还可以位于炉膛上方。按照上述方法所提出的装置是：一种飞灰再循环燃烧装置，包括大型煤粉锅炉的炉膛，锅炉竖井烟道下方灰斗或空气预热器下方灰斗，其特点在于：在大型煤粉锅炉的炉膛与锅炉竖井烟道下方灰斗或空气预热器下方灰斗之间设置有飞灰再循环燃烧装置。再循环燃烧装置分别与炉膛和灰斗相连。灰斗中的飞灰碳粒经电动锁气器后通过一个裤衩管进行切换，一路进入飞灰碳粒管道输送装置的再循环混料管，另一路则在特殊情况下才排入地沟。热风取自就在旁边的热一次风母管，混料管中的飞灰碳粒被热风输送至大型煤粉锅炉的炉膛人孔门下部的喷口进入炉膛再燃烧。也可以直接送入大型煤粉锅炉的炉膛的煤粉喷入口，随煤粉喷入炉膛再燃烧。
采用飞灰再循环燃烧，将可以大型煤粉锅炉飞灰的碳粒得到进一步的利用，将可以节约大量的能源。一般每1Kg碳的发热量为32866KJ/Kg，所以灰斗内的碳粒含碳量约为20％，所以大型煤粉锅飞灰的粗灰碳粒发热量约为6573KJ/Kg。经检测粗灰碳粒进入炉膛再燃烧，采用一次风热风送粉的方式，粗灰温度近400度；且具有不含一点水分的有利要素。不含挥发份的碳的着火温度为600-700度，而粗灰由12.6米处送入，会流经1600度的炉膛燃烧中心区，完全可以达到着火和燃烧且的目的。因为很容易就可将粗灰加热到600-700度，而使其着火和燃烧。采用飞灰再循环系统节能效果是十分明显的，按一台设计剩煤器灰斗的正常出灰量12T/h的大型煤粉锅炉计算，每小时能为锅炉提供78876000KJ/Kg的热量；相当于发热量为16000KJ/Kg的南煤4.92975吨/小时。也就是说每年可为每台机组节省43184.61吨南煤。一次推算两台30万机组就有86369.22吨。以发热量为16000KJ/Kg的南煤的市场价格为300元/吨计算，每年节约的资金有2591万元。而且现在每小时12吨，约400度的飞灰直接排放地沟，造成的热量损失、电能损失和水量损失不包括在内，飞灰含碳量降低对干灰工程的贡献也在外。
附图说明
图1为本发明的一个实施例结构示意图；
图2为本发明的一个多台机组的管线布置示意图；
图3为本发明的另一个实施例结构示意图。
图中：1、W型火焰炉膛；2、管道输送装置；3、竖井烟道；4、剩煤器灰斗；5、热风管；6、烟道；7、飞灰碳粒喷入口；8、煤粉喷入口；9、剩煤器灰斗的出口；10、裤衩管；11、电动锁气器；12、再循环混料管；13排放管；14、风母管；15、炉膛；16、乏气风喷口；17、灰再循环入口；18、竖井烟道；19、煤灰斗；20、碳粒输送装置；21、碳粒出口部；22、热风送粉装置；23、炉膛上方。
具体实施方式
附图给出本发明的具体实施方式和实施例，下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
实施例一
附图1是一种“W”型火焰锅炉，从附图中可以看出，本发明涉及一种锅炉飞灰再循环燃烧系统，包括“W”型火焰炉膛1，锅炉竖井烟道3和剩煤器灰斗4，剩煤器灰斗4位于锅炉竖井烟道3的下方，其特点在于：在“W”型火焰炉膛1与剩煤器灰斗4之间设置有飞灰再循环管道输送装置2。它是将“W”型火焰锅炉竖井烟道3下方的剩煤器灰斗4中含碳量较高，极具再燃烧价值的飞灰碳粒，通过气力输送或机械输送的方式再次送入W型火焰炉膛1内进行再循环燃烧。将其可燃物质重新燃烧，放出一定量的热量，起到节约燃料和减少污染物排放的作用。主要方法是：当飞灰随烟气在热风的作用下，经由烟道6排出时，在“W”型火焰锅炉竖井烟道3下方剩煤器灰斗4的飞灰碳粒出口部位设置管道输送装置2。采用一次风热风送粉的方式，通过管道输送装置2将灰斗处的飞灰碳粒再次送入“W”型火焰锅炉的炉膛进行循环燃烧。管道输送装置的一端与“W”型火焰锅炉竖井烟道下方剩煤器灰斗的出口9相连，而在“W”型火焰锅炉的炉膛1人孔门下部的部位设置有飞灰碳粒喷入口7，管道输送装置2的另一端与“W”型火焰锅炉的炉膛1的飞灰碳粒喷入口7相连，碳粒喷入口7可以位于炉膛1的中部，也可以直接与大型煤粉锅炉的炉膛的煤粉喷入口8相连，还可以位于炉膛上方23。灰斗中的飞灰碳粒经电动锁气器11后通过一个裤衩管10进行切换，一路进入飞灰碳粒管道输送装置2的再循环混料管12，另一路则在特殊情况下才经排放管13排入地沟。在管道输送装置2的再循环混料管旁设有热风管5，热风取自就在旁边的热一次风母管14，混料管中的飞灰碳粒被热风输送至送至“W”型火焰锅炉的炉膛1的12.6米人孔门下部的喷口进入炉膛再燃烧。也可以直接送入大型煤粉锅炉的炉膛的煤粉喷入口，随煤粉喷入炉膛再燃烧。其中每侧混料管带三个灰斗的来灰，每台电动锁气器的上下各配有三个截止阀，能够起到相互切换和单独退出的操作。
实施例二
作为大型煤粉锅炉，普遍能采用该飞灰再循环方案，不是只针对W型火焰锅炉。还可以应用于其它类型的煤粉锅炉，例如实施例二所示的四角切圆锅炉也能应用飞灰再循环技术将搜集来的含碳量较高的粗灰，用同样热风送粉方式实现飞灰再循环燃烧，其主要方法和结构是：在炉膛15上层乏气风喷口16或燃尽风喷口的位置设置飞灰再循环入口17，并在锅炉竖井烟道18下方煤灰斗19的飞灰碳粒出口部21位置设置飞灰碳粒输送装置20。飞灰碳粒输送装置20与飞灰再循环入口17相连，在飞灰碳粒出口部21位置的飞灰碳粒输送装置20旁边设有热风送粉装置22。通过飞灰碳粒输送装置20将飞灰碳粒喷入炉膛重新燃烧。其采用的方式(如将飞灰再循环入口17选在燃尽风喷口的位置)所达到的效果是一样的，只是喷入口位置的选择需根据炉型采用不同的布置方案。

Claims (7)

1、大型煤粉锅炉飞灰再循环燃烧方法，其特征在于：将大型煤粉锅炉竖井烟道下方灰斗、空气预热器下方灰斗等处收集的或经分离器(或其他筛选装置)处理后，含碳量较高，极具再燃烧价值的飞灰碳粒，通过气力输送或机械输送的方式再次送入炉膛内燃烧。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的方法是在大型煤粉锅炉竖井烟道下方灰斗或空气预热器下方灰斗处的飞灰碳粒出口部位设置管道输送装置，采用一次风热风送粉的方式，通过管道输送装置将灰斗处的飞灰碳粒再次送入大型煤粉锅炉的炉膛进行循环燃烧。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的管道输送装置的一端与大型煤粉锅炉竖井烟道下方灰斗或空气预热器下方灰斗处的出口相连，而在大型煤粉锅炉的炉膛部位设置有飞灰碳粒喷入口，管道输送装置的另一端与大型煤粉锅炉的炉膛的飞灰碳粒喷入口相连，碳粒喷入口位于炉膛的中部，获直接与大型煤粉锅炉的炉膛的煤粉喷入口相连，或位于炉膛上方。
4、如权利要求1所述方法的装置，包括大型煤粉锅炉的炉膛，锅炉竖井烟道下方灰斗或空气预热器下方灰斗，其特征在于：在大型煤粉锅炉的炉膛与锅炉竖井烟道下方灰斗或空气预热器下方灰斗之间设置有飞灰再循环燃烧装置，再循环燃烧装置分别与炉膛和灰斗相连。
5、如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述的飞灰再循环燃烧装置灰斗中的飞灰碳粒经电动锁气器后通过一个裤衩管进行切换，一路进入飞灰碳粒管道输送装置的再循环混料管，另一路则在特殊情况下才排入地沟，热风取自就在旁边的热一次风母管。
6、如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述的混料管中的飞灰碳粒被热风输送至大型煤粉锅炉的炉膛人孔门下部的喷口进入炉膛再燃烧。
7、如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述的混料管中的飞灰碳粒被热风直接送入大型煤粉锅炉的炉膛的煤粉喷入口，随煤粉喷入炉膛再燃烧。
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