CN201599791U - 消除流化床锅炉返料器结焦的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及消除流化床锅炉返料器结焦的装置，循环流化床锅炉的排气端通过管道接气固分离器的进气端，气固分离器的排气端通过管道接锅炉尾部烟道的进气端，锅炉尾部烟道的排气端通过管道接除尘器的进气端，除尘器的排气端通过管道接引风机的进气端，返料器具有返料器风室与返料器风帽，气固分离器的返料端出口通过立管接返料器的返料端进口，返料器的返料端出口通过管道接循环流化床锅炉的返料端进口，在引风机的排气端接有返料风机进气管，返料风机进气管的排气端连接返料风机的进气端，返料风机的排气端通过管道接返料器的进气端，汽轮机的排气端通过蒸汽引入管接返料器的蒸汽进气端。本实用新型从根本上防止了循环流化床返料器发生结焦现象。

Description

消除流化床锅炉返料器结焦的装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于消除返料器内的煤尘物料发生结焦现象的装置，具体为一种消除流化床锅炉返料器结焦的装置。

背景技术

循环流化床锅炉技术属于洁净的高效燃烧技术，应用前景广，具体体现在：炉内脱硫效果好，NOx的生成量少；既可烧优质煤，又可烧劣质煤，燃料的适用性好；负荷调节范围大，峰谷调节性能好等。特别地，对于难燃煤种，合理利用循环流化床这种高效、低污染的燃煤技术，容易取得较好的经济效益，有利于充分利用能源资源和保护大气环境。

实践表明，对于采用燃尽性能较差的无烟煤或劣质煤来说，一般循环流化床锅炉的炉膛设计较高，但仍然不能完全解决难燃燃料煤的燃尽问题；对于已有的循环流化床锅炉，如果改用燃尽性能较差的无烟煤或劣质煤，燃料在炉膛内更难燃尽。在循环流化床锅炉工艺中，在炉膛燃烧室中未能燃尽的小粒径燃料随烟气进入气固分离器，在气固分离器中继续燃烧，并被气固分离器收集，这些被收集到的小粒径燃料经立管进入返料器，在返料介质的作用下，返回炉膛燃烧室，实现多次燃烧。

由于在炉膛中未能燃尽的煤尘颗粒本身具有非常高的温度，在遇到氧气时会继续燃烧，放出热量，使气流和本身的温度升高。由此，当返料器采用空气作为返料介质时，未能燃尽的煤尘物料将继续与空气中的氧气发生强烈的燃烧反应，放出大量的热量，如果返料器中没有布置相应的受热面吸收这些热量，返料器中的煤尘物料和气流温度将急剧上升，当煤尘物料温度升高到煤灰的软化温度时，返料器内将出现结焦现象，从而导致返料器堵塞，使返料器不能正常工作，影响锅炉的正常运行。

另外，循环流化床锅炉炉膛燃烧温度过高、燃料粒度不合理、返料风和松动风配合不当等方面的因素，都会造成返料器结焦。

解决循环流化床锅炉返料器结焦问题，就是要控制返料器的工作温度低于煤尘物料的结焦温度，这对保证锅炉正常、高效运行，充分、合理利用劣质煤和难燃煤种具有重要的意义。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可以从根本上防止循环流化床返料器发生结焦现象、提高循环流化床锅炉安全性和经济效益的消除流化床锅炉返料器结焦的装置。

按照本实用新型提供的技术方案，所述消除流化床锅炉返料器结焦的装置，包括循环流化床锅炉、气固分离器与除尘器，循环流化床锅炉的排气端通过管道连接气固分离器的进气端，气固分离器的排气端通过管道连接锅炉尾部烟道的进气端，锅炉尾部烟道的排气端通过管道连接除尘器的进气端，除尘器的排气端通过管道连接引风机的进气端，还包括返料器、返料风机与汽轮机，返料器具有返料器风室与返料器风帽，气固分离器的返料端出口通过立管连接返料器的返料端进口，返料器的返料端出口通过管道连接循环流化床锅炉的返料端进口，在引风机的排气端连接有返料风机进气管，返料风机进气管的排气端连接返料风机的进气端，返料风机的排气端通过管道连接返料器的进气端，汽轮机的排气端通过蒸汽引入管连接返料器的蒸汽进气端。

在返料器上安装有返料器测温热电偶。

在立管上安装有立管测温热电偶。

在蒸汽引入管上设有电动蝶阀。

本实用新型从根本上防止了循环流化床返料器发生结焦现象，提高了循环流化床锅炉的安全性和经济效益。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图所示，循环流化床锅炉1的排气端通过管道连接气固分离器5的进气端，气固分离器5的排气端通过管道连接锅炉尾部烟道6的进气端，锅炉尾部烟道6的排气端通过管道连接除尘器7的进气端，除尘器7的排气端通过管道连接引风机8的进气端，引风机8的排气端接入烟囱9，还包括返料器2、返料风机12与汽轮机13，返料器2具有返料器风室16与返料器风帽17，气固分离器5的返料端出口通过立管11连接返料器2的返料端进口，返料器2的返料端出口通过管道连接循环流化床锅炉1的返料端进口，在引风机8的排气端连接有返料风机进气管10，返料风机进气管10的排气端连接返料风机12的进气端，返料风机12的排气端通过管道连接返料器2的进气端，汽轮机13的排气端通过蒸汽引入管14连接返料器2的蒸汽进气端。

在返料器2上安装有返料器测温热电偶3。

在立管11上安装有立管测温热电偶4。

在蒸汽引入管14上设有电动蝶阀15，对于水蒸气的加入，设计电动蝶阀15的开度根据温度的变化而自动调整，使加入的水蒸气所吸热量与煤尘燃烧放出热量维持一个动态平衡，避免电动蝶阀15的频繁开关。

把返料器2的返料风机12的进口管延伸到锅炉引风机8的出口处，并与出口烟道管联通，这样，返料风机12直接抽取锅炉尾部烟气，并把这些烟气送到返料器2的返料器风室16，经过返料器风帽17进入返料器的煤尘料层，对返料器2中的煤尘物料进行松动、流化，并送入循环流化床锅炉1的炉膛；在返料器2的返料器风室16上增设一蒸汽引入管14，蒸汽引入管14联通汽轮机13的中间抽汽管或其它过热蒸汽管，在蒸汽引入管14上增设一个调节蒸汽的电动蝶阀15；在返料器的煤尘物料中设置返料器测温热电偶3，与电动蝶阀15的执行机构联锁，在立管11下端的物料中设置立管测温热电偶4，立管测温热电偶4与报警器相连。

正常运行时，电动蝶阀15常闭；当循环流化床锅炉1燃用难燃煤种或劣质煤时，立管11中的煤尘物料处于较高温度，如果立管测温热电偶4(T01)测量温度超过设定值，报警器报警，提醒操作人员注意防止返料器结焦；返料器2进行工作时，由于返料介质有氧气存在，煤尘物料发生烧燃烧放热反应，返料器可能会出现温升；如果返料器测温热电偶3(T02)测得的煤尘物料温度超过设定值，温控装置的执行机构将及时打开电动蝶阀15，高压蒸汽经风室16混合烟气进入返料器2的煤尘物料中，冷却煤尘物料，并发生水蒸气吸热反应，降低物料温度；当返料器2内的煤尘物料温度降低到某一设定值时，执行机构关闭电动蝶阀15。在水蒸气加入返料器2时，电动蝶阀15的开度会随返料器2中的煤尘物料温度自动调整，使煤尘物料温度控制在相对稳定的温度范围内。

低温烟气可以冷却物料，其低含氧量能减缓返料器内的可燃物燃烧，抑制物料温度的快速上升；如果返料器2出现了物料快速升温、甚至超温的现象，自动、快速的温控器执行机构会及时自动打开电动蝶阀15，使汽轮机13产生的蒸汽通过蒸汽引入管14对返料器2内的物料进行快速冷却，控制返料器2内的煤尘物料进一步升温；由于返料器2内的温度被严格控制，避免了返料器风帽17在高温下被烧坏。

对于难燃的煤种或劣质煤，在循环流化床锅炉1的出口烟气中必然夹带大量未能燃尽的煤尘物料，这些煤尘物料经气固分离器5收集后，需要通过返料器2送回锅炉。在高温条件下，这些煤尘物料遇氧气会自动燃烧，氧气浓度越高、煤尘物料的燃烧程度越剧烈。所以本实用新型的装置选用引风机8出口的低温烟气作为返料器2的返料介质，因氧气浓度较低，能明显降低煤尘物料的燃烧速度，减缓煤尘物料温度的上升；由于烟气本身温度较低，能吸收部分煤尘物料燃烧放出的热量，抑制煤尘物料温度的上升。

尽管引风机8出口的烟气温度低、氧气浓度低，用其作为返料器2的返料介质，仍然存在可燃物的燃烧现象。根据循环流化床锅炉1使用的燃料具体情况，考虑返料器2的散热损失，返料器2内的温度可能出现两种情况：煤尘燃烧放出的热量大于返料介质吸收的热量和其它热损失，返料器2的温度将会升高，会出现返料器结焦；煤尘燃烧放出的热量不大于返料介质吸收的热量和其它热损失，返料器2不会出现返料器结焦。针对前一种情况，当返料器2内煤尘物料温度升高到某一值时，还需要对返料器2内加入水蒸汽，通过水蒸汽的冷却和吸热反应，降低返料器2内煤尘物料的温度，制止结焦现象的发生；后一种情况，则不需加入水蒸汽，返料器2内也不会出现结焦现象。

水蒸汽能降低返料器2中煤尘物料温度有两个方面的原因：

①水蒸汽温度远比返料器中的物料温度低，水蒸汽与物料颗粒在流化状态下直接接触换热，对煤尘物料的冷却速度极快；

②蒸汽与高温煤尘物料中的碳发生水蒸汽分解反应，吸热速度极快，即：C+H₂O→CO+H₂-131.5MJ/kmol，C+2H₂O→CO₂+2H₂-90.0MJ/kmol。对于水蒸汽分解反应，物料温度越高，吸热反应的吸热量越大，但800℃以下，水蒸汽分解反应速度缓慢，主要靠水蒸汽的冷却作用降低煤尘物料的温度。

本实用新型采用引风机8出口的烟气代替传统的空气作为返料器2的返料介质；用测温仪表监视返料器2中燃料温度；监视仪表与开启阀阀门的执行机构形成联锁，当返料器2内物料的温度高于某一设定温度时，执行机构开启蒸汽阀门，蒸汽进入返料器2的返料器风室16，与烟气混合后，经返料器风帽17进入返料室，松动和流化煤尘颗粒，除了对作用的物料进行冷却外，水蒸汽与高温煤尘颗粒发生水蒸气分解反应，吸收料层热量；当返料器2内的煤尘物料低于某一设定温度时，蒸汽阀门关闭。

循环流化床锅炉1的返料器2的返料风机12进口与引风机8出口联通，返料风机12直接抽取锅炉烟气，并把烟气送到返料器2；在返料器2的返料器风室中增设一蒸汽引入管14，蒸汽来自汽轮机13中间抽汽或其它过热蒸汽，在蒸汽引入管14上增设一个调节蒸汽的电动蝶阀15；在返料系统中设置2个测温热电偶，一个设置在返料器2的物料中，另一个设置在立管11下端的物料中；其中，设置在返料器2物料中的热电偶与电动蝶阀的执行机构联锁，设置在立管11下端的热电偶与报警器相连。正常运行时，电动蝶阀15常闭；当循环流化床锅炉1燃用难燃煤种或劣质煤时，立管11中的物料会处于较高温度(因为气固分离器中存在未燃煤尘的继续燃烧现象)，如果测量温度超过设定值，报警器报警，提醒注意返料器2结焦；如果返料器2中煤尘物料的温度超过设定值时，温控装置的执行机构将及时打开电动蝶阀15，高压蒸汽与返料器2中的煤尘物料混合，冷却物料和发生水蒸汽吸热反应，降低物料温度；当物料温度降低到某一设定值时，执行机构关闭电动蝶阀15。

Claims (4)

1.一种消除流化床锅炉返料器结焦的装置，包括循环流化床锅炉(1)、气固分离器(5)与除尘器(7)，循环流化床锅炉(1)的排气端通过管道连接气固分离器(5)的进气端，气固分离器(5)的排气端通过管道连接锅炉尾部烟道(6)的进气端，锅炉尾部烟道(6)的排气端通过管道连接除尘器(7)的进气端，除尘器(7)的排气端通过管道连接引风机(8)的进气端，其特征是：还包括返料器(2)、返料风机(12)与汽轮机(13)，返料器(2)具有返料器风室(16)与返料器风帽(17)，气固分离器(5)的返料端出口通过立管(11)连接返料器(2)的返料端进口，返料器(2)的返料端出口通过管道连接循环流化床锅炉(1)的返料端进口，在引风机(8)的排气端连接有返料风机进气管(10)，返料风机进气管(10)的排气端连接返料风机(12)的进气端，返料风机(12)的排气端通过管道连接返料器(2)的进气端，汽轮机(13)的排气端通过蒸汽引入管(14)连接返料器(2)的蒸汽进气端。

2.如权利要求1所述的消除流化床锅炉返料器结焦的装置，其特征是：在返料器(2)上安装有返料器测温热电偶(3)。

3.如权利要求1所述的消除流化床锅炉返料器结焦的装置，其特征是：在立管(11)上安装有立管测温热电偶(4)。

4.如权利要求1所述的消除流化床锅炉返料器结焦的装置，其特征是：在蒸汽引入管(14)上设有电动蝶阀(15)。

Images