CN201396743Y - 一种角管式循环流化床锅炉 - Google Patents

一种角管式循环流化床锅炉 Download PDF

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Abstract

本实用新型的一种角管式循环流化床锅炉涉及热能工程应用技术领域，该锅炉包括锅炉本体、给料除渣系统、布风系统和炉墙保温装置，锅炉本体为框架式结构，采用单锅筒横置式，其四周及中间隔墙均采用膜式水冷壁全密封结构；给料除渣系统布置在锅炉下部，布风系统在锅炉燃烧室下部，由带有小孔的风帽组成；炉墙保温装置布置在锅炉本体的外围。本实用新型的锅炉将变速循环流化床与角管式锅炉创造性的糅合在一起，取长补短，同时保持了两者的优点，使锅炉运行的稳定性得到了提高。本实用新型的锅炉既可为供热用的热水锅炉，也可为工业用途的蒸汽锅炉。

Description

一种角管式循环流化床锅炉
技术领域
本实用新型涉及热能工程应用技术领域，尤其涉及一种角管式循环流化床锅炉。
背景技术
现有的角管锅炉从引进时到现在都为层状燃烧方式，如链条炉排、往复炉排等层燃方式，普遍存在燃烧效率低(燃烧不完全)、漏煤、布风不均匀、煤种适用性(差挑煤、燃用优质煤)等问题，造成锅炉热效率低，浪费能源，污染环境。随着国家对环境标准要求的提高，对大气污染物排放控制更加严格，并大力倡导发展洁净煤技术。
煤的循环流化燃烧，是近年来在国际上发展起来的新一代高效低污染清洁燃烧技术，变速循环流化床是其中的一种主要形式，其主要特点在于燃料及脱硫剂经多次循环、反复地进行低温燃烧和脱硫反应，炉内湍流运动强烈，不但能达到低NOx排放，90％的脱硫效率和与煤粉炉相近的燃烧效率，而且具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣易于综合利用等优点，是对传统的层燃炉和煤粉炉的一个重大革新；角管式锅炉是一种结构新颖，金属耗量低，技术含量高的新型锅炉，而且结构紧凑，节约钢材，便于组装和整装。角管式锅炉的特点：全水管，全焊接，膜式壁结构，密封性好，漏风极少；敷管式轻型炉墙，锅炉启动迅速，备用损失小；可靠的水循环结构，对热水锅炉停电保护性能好，不必采取特殊措施即可防止锅炉水气化；无须本体钢架，采用自身支撑；节约钢材，从而降低成本，增加市场竞争力。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种角管式循环流化床锅炉，该锅炉将变速循环流化床与角管式锅炉创造性的糅合在一起，取长补短，同时保持了两者的特点，填补了循环流化床锅炉在工业锅炉中的一项空白。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种角管式循环流化床锅炉，包括锅炉本体、给料除渣系统、布风系统和炉墙保温装置，所述锅炉本体为框架式结构，其包括支撑管、侧下集箱、旗式埋管、半自流式回料阀、左侧下降管、前壁、高温分离器、回水集箱或给水集箱、锅筒、出水集箱或出汽集箱、侧上集箱、转向室、右侧下降管、通道后壁、百叶窗式分离器、出烟口、第一级旗式对流受热面、炉膛后壁、空气预热器、第二级旗式对流受热面、第三级旗式对流受热面、飞灰分离装置、通道后壁下集箱和侧壁，锅筒安装在锅炉本体的前墙顶部，左侧下降管、右侧下降管分别布置在锅炉本体的左右两侧，高温分离器设在锅炉燃烧室上部，百叶窗式分离器设在锅炉炉膛出口处，转向室设在锅炉尾部竖井内的顶部，第一级旗式对流受热面、第二级旗式对流受热面、第三级旗式对流受热面依次设置在锅炉尾部竖井内，空气预热器独立设置在锅炉后部，飞灰分离装置设置在空气预热器的入口处；所述布风系统位于锅炉燃烧室下部，其包括高位床布风板、低位床布风板、高位床风室、低位床风室和炉门，高位床布风板位于高位床风室的上方，低位床布风板位于低位床风室的上方，炉门有四个，分别位于两侧墙中心的上下前后四处；所述给料除渣系统设置在锅炉下部，其包括给料口、溜煤管和冷渣管，给料口位于低位床的两侧墙/前墙上方，溜煤管通向低位床；所述炉墙保温装置位于锅炉本体的外围，其包括保温材料层和装饰瓦楞板，保温材料层固定在锅炉的膜式壁外侧，装饰瓦楞板包覆在保温材料层的外围。
本实用新型的有益效果是：该锅炉将变速循环流化床与角管式锅炉创造性的糅合在一起，取长补短，同时保持了两者的优点，使锅炉运行的稳定性得到了提高；该锅炉既可为供热用的热水锅炉，也可为工业用途的蒸汽锅炉。
附图说明
图1是本实用新型角管式循环流化床锅炉的结构示意图。
图2是图1的剖视图。
图中：1、支撑管，2、侧下集箱，3、旗式埋管，3-1、溢流口，4、密相区，5、半自流式回料阀，6、稀相区，7、左侧下降管，8、前壁，9、高温分离器，10、回水集箱或给水集箱，11、锅筒，12、出水集箱或出汽集箱，13、侧上集箱，14、转向室，15、右侧下降管，16、通道后壁，17、百叶窗式分离器，18、出烟口，19、第一级旗式对流受热面，20、炉膛后壁，21、空气预热器，22、第二级旗式对流受热面，23、第三级旗式对流受热面，24、飞灰分离装置，25、通道后壁下集箱，26、侧壁，27、高位床布风板，28、低位床布风板，29、高位床风室，30、低位床风室，31、炉门，32、低位床，33、给料口，34、溜煤管，35、冷渣管，36、保温材料层，37、装饰瓦楞板。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细地描述：
如图1和图2所示，本实用新型的角管式循环流化床锅炉包括锅炉本体、给料除渣系统、布风系统和炉墙保温装置，所述锅炉本体为框架式结构，其包括支撑管1、侧下集箱2、旗式埋管3、半自流式回料阀5、左侧下降管7、前壁8、高温分离器9、回水集箱或给水集箱10、锅筒11、出水集箱或出汽集箱12、侧上集箱13、转向室14、右侧下降管15、通道后壁16、百叶窗式分离器17、出烟口18、第一级旗式对流受热面19、炉膛后壁20、空气预热器21、第二级旗式对流受热面22、第三级旗式对流受热面23、飞灰分离装置24、通道后壁下集箱25和侧壁26；所述布风系统位于锅炉燃烧室下部，其包括高位床布风板27、低位床布风板28、高位床风室29、低位床风室30和炉门31；所述给料除渣系统设置在锅炉下部，其包括给料口33、溜煤管34和冷渣管35；所述炉墙保温装置位于锅炉本体的外围，其包括保温材料层36和装饰瓦楞板37。
给料除渣系统布置在锅炉下部，其给料口33布置在低位床32两侧墙(或前墙)上方，在锅炉两侧(或炉前)司炉平台上安装有两台(或多台)螺旋给料机，上接储煤斗。给煤通过两根溜煤管34进入中间低位床32。两侧墙中心上下及前后各设一只炉门31，供点火及清理炉膛之用，后墙旗式埋管3的上部留有数个长方形的溢流口3-1，供炉料循环之用。燃尽的大渣从布置在高位或低位床中的冷渣管35排出炉外。
布风系统在燃烧室下部，由带有小孔的风帽组成，变速床中间低位布置，两侧高位布置(或单侧高位布置)，低位布置流化风速高，高位布置流化风速相对较低，并在其床内配旗式斜埋管3，燃料煤由给料系统的给料口33从锅炉两侧送入中间低位床32。双床分级按颗粒自然分流燃烧，这样可以实现大颗粒在低位床内用大风量流化燃烧，细颗粒则被抛入高位床内用小风量流化燃烧，减少细颗粒的夹带。埋管受热面全部布置在高位床内，因流化风量小、风速低在流化燃烧时大大减少磨损，而低位床内的热量，通过高位床内细颗粒的流化(内循环)，实现热量的转移，不必再布置埋管受热面，避免了低位床流化风速高造成的受热面的磨损。
锅炉本体为框架式结构，采用单锅筒横置式，通过焊在左右侧壁下集箱2上的四个支承点，支承在锅炉基础上，锅炉本体四周及中间隔墙均采用膜式水冷壁全密封结构，锅筒11布置在前墙顶部。由锅筒11、四根侧水冷壁集箱(侧下集箱2、侧上集箱13)和布置在锅炉四角的四根下降管(左下降管7、右下降管15)构成整体承重框架。燃烧室上部设有组合式高温内分离器9，炉膛出口处设有新型百叶窗式惯性分离器17，该百叶窗式惯性分离器采用2006年12月27日公开的名称为‘基于高温分离的飞灰内循环流化复燃装置’，公开号CN1884909的中国发明专利所公开的结构，两级分离器共用壁式多孔无机械半自流式回料阀5，能使烟气中的细小颗粒飞灰和可燃气体充分燃烬，并将粗颗粒飞灰捕捉下来，回送至燃烧室下部，实现循环燃烧。锅炉尾部竖井内顶部设一转向室14，下部依次布置三级旗式对流受热面，即第一级旗式对流受热面19、第二级旗式对流受热面22和第三级旗式对流受热面23，这些旗式对流受热面采用变截面复合等流速设计，此种设计采用2007年1月24日公开的名称为‘角管式锅炉旗式对流受热面复合等流速设计方法’，公开号CN1900620的中国发明专利所公开的方法，改变烟气流通面积，提高烟气流速，减少积灰，增大传热系数，防止造成旗式对流受热面传热性能下降，使锅炉热效率随时间增加而降低的现象。锅炉后部设一独立布置的管式空气预热器21，在预热器21处设置了由三排交错布置的倒U形元件构成的飞灰分离装置24，该分离装置采用2002年7月3日公开的名称为‘空气预热、除尘一体化装置’，公开号CN2498499的中国实用新型专利所公开的结构，进一步降低了锅炉的初始排放浓度，减轻了飞灰对预热器21入口处的磨损。
炉墙保温装置包括保温材料层36和装饰瓦楞板37，本实用新型的锅炉为全封闭的膜式水冷壁结构，在膜式壁外敷设160mm厚的轻型保温材料层36即可达到设计保温要求。轻型保温材料层36通过焊在膜式壁鳍片上的圆钢和钢丝网固定在膜式壁外侧，在保温材料外面包覆瓦楞形彩色钢板37，使整台锅炉外表美观、整洁，易于安装。
本实用新型的角管式循环流化床锅炉既可用作供热用的热水锅炉，也可用作工业用途的蒸汽锅炉。下面以热水锅炉为例，对本实用新型锅炉的工作原理进行说明，如下：
(1)水循环流程
回水集箱10
Figure G2009200932871D00041
锅筒11
Figure G2009200932871D00042
低位床水冷布风板28、旗式埋管3、炉膛前后墙水冷壁和旋涡分离器受热管(上升)
Figure G2009200932871D00043
上下串联布置的两侧水冷壁(上升)
Figure G2009200932871D00051
锅筒11
Figure G2009200932871D00052
通道后壁下部集箱25三级旗式受热面23、22、19(上升)
Figure G2009200932871D00054
至炉顶出水集箱12。
(2)烟风流程
冷空气
Figure G2009200932871D00055
空气预热器21
Figure G2009200932871D00056
热风管道
Figure G2009200932871D00057
低位床风室30和高位床风室29
Figure G2009200932871D00058
燃烧室下部的密相区4烟气上升
Figure G2009200932871D00059
燃烧室上部的稀相区6，两级分离器9、17
Figure G2009200932871D000510
转向室14
Figure G2009200932871D000511
三级旗式受热面19、22、23
Figure G2009200932871D000512
空气预热器21
Figure G2009200932871D000513
烟气排出(出烟口18)。
(3)给煤与除渣流程
燃料煤
Figure G2009200932871D000514
储煤斗
Figure G2009200932871D000515
螺旋给煤机
Figure G2009200932871D000516
溜煤管34
Figure G2009200932871D000517
低位床和高位床(煤燃烧)；
燃尽灰渣
Figure G2009200932871D000518
低位床和高位床(煤燃尽)
Figure G2009200932871D000519
冷渣管35
Figure G2009200932871D000520
炉外。
综上所述，变速循环流化床燃烧技术，由于其燃烧效率高，煤种适应性广，负荷调节范围宽和易于实现大型化，便于实现燃烧自动控制，减轻了司炉操作工的劳动强度，为工业锅炉实现自动化开辟了新的道路，且高位床带旗式埋管具有强化传热的特点，采用低温燃烧并可进行炉内脱硫处理，是一种高效、低污染的燃煤新技术，有利于节能减排，符合国家的环境保护政策。角管锅炉具有结构简单合理紧凑，密封性好，锅炉热效率高，运行可靠，锅炉启动快，环境友好等特点，两者的有机结合，发挥了两者的各自优点，锅炉运行的稳定性得到了提高，必将为广大的用户带来巨大的经济效益和社会效益。

Claims (1)

1、一种角管式循环流化床锅炉，其特征在于，该锅炉包括锅炉本体、给料除渣系统、布风系统和炉墙保温装置，所述锅炉本体为框架式结构，其包括支撑管(1)、侧下集箱(2)、旗式埋管(3)、机械半自流回料阀(5)、左侧下降管(7)、前壁(8)、高温分离器(9)、回水集箱或给水集箱(10)、锅筒(11)、出水集箱或出汽集箱(12)、侧上集箱(13)、转向室(14)、右侧下降管(15)、通道后壁(16)、百叶窗式分离器(17)、出烟口(18)、第一级旗式对流受热面(19)、炉膛后壁(20)、空气预热器(21)、第二级旗式对流受热面(22)、第三级旗式对流受热面(23)、飞灰分离装置(24)、通道后壁下集箱(25)和侧壁(26)，锅筒(11)安装在锅炉本体的前墙顶部，左侧下降管(7)、右侧下降管(15)分别布置在锅炉本体的左右两侧，高温分离器(9)设在锅炉燃烧室上部，百叶窗式分离器(17)设在锅炉炉膛出口处，转向室(14)设在锅炉尾部竖井内的顶部，第一级旗式对流受热面(19)、第二级旗式对流受热面(22)、第三级旗式对流受热面(23)依次设置在锅炉尾部竖井内，空气预热器(21)独立设置在锅炉后部，飞灰分离装置(24)设置在空气预热器(21)的入口处；所述布风系统位于锅炉燃烧室下部，其包括高位床布风板(27)、低位床布风板(28)、高位床风室(29)、低位床风室(30)和炉门(31)，高位床布风板(27)位于高位床风室(29)的上方，低位床布风板(28)位于低位床风室(30)的上方，炉门(31)有四个，分别位于两侧墙中心的上下前后四处；所述给料除渣系统设置在锅炉下部，其包括给料口(33)、溜煤管(34)和冷渣管(35)，给料口(33)位于低位床(32)的两侧墙/前墙上方，溜煤管(34)通向低位床(32)；所述炉墙保温装置位于锅炉本体的外围，其包括保温材料层(36)和装饰瓦楞板(37)，保温材料层(36)固定在锅炉的膜式壁外侧，装饰瓦楞板(37)包覆在保温材料层(36)的外围。
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