CN202973108U - 一种循环流化床焚烧炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种循环流化床焚烧炉，包括炉膛；位于所述炉膛底部的风室；与所述炉膛顶部连通的分离器，该分离器具有顶部出口和底部出口；与所述顶部出口连通的尾部烟道；用于连接所述底部出口与炉膛的返料管；所述炉膛底部与风室之间隔有布风板；所述风室通过管路外接有流化风机；所述炉膛的底部铺设一层床料，所述床料为氧化铝空心小球。本实用新型循环流化床焚烧炉采用氧化铝空心小球作为床料，降低了循环流化床的临界流化风速，使流化风量降低，流化风机的电耗减少，同时，相应的焚烧炉的排烟热损失也减少，具有节能的效果。

Description

一种循环流化床焚烧炉

技术领域

本实用新型涉及一种循环流化床焚烧炉。

背景技术

改革开放以来，我国的经济高速发展，但在人民生活水平日益提高的同时，环境污染也达到惊人的地步，随着人们对因能源使用而导致的局部地区乃至全球环境问题认识程度的逐渐加深，我国的环境压力也越来越

大。

能源消耗带来的环境问题主要是煤燃烧造成的。我国煤炭资源丰富，再加上历史、经济等方面的条件，形成了我国能源结构中以煤为主的格局。2000年我国能源消费占中国一次能源构成比例的74％。随着水电的大力开发以及核电和新能源的增长，燃煤发电的比例会有所下降。但是由于我国煤炭的储备量约占化石能源总资源的94％，而且价格远远低于石油和天然气，因此，从我国资源条件来看，以煤为主的能源结构和以燃煤为主的电源结构在未来较长时间内不会有大的改变。因此，开发利用燃煤发电新技术是电源结构优化升级的重要途径。

世界各国对清洁煤利用技术都非常重视，发达国家投入大量的人力和物力研究和开发洁净煤发电技术，包括循环流化床燃烧、增压流化床燃烧联合循环、煤气化联合循环以及煤粉炉加烟气脱硫脱氮等先进的燃烧技

术。其中，循环流化床技术运行成本比较低，在保证高效燃烧的基础上能显著降低废弃物的排放。

循环流化床技术是一种清洁燃烧技术，其运行温度一般在850～950℃，由于物料浓度高，气固混合强烈，燃烧效率高，因此，在劣质煤燃烧方面具有广阔的应用前景。

循环流化床锅炉需要大量的惰性床料，而循环流化床的运行风速的选取与物料的密度的0.528次方成正比，传统的循环流化床选用石英砂、煤渣作为床料，这些床料的密度较大，一般在1100～1300kg/m³，因此，导致其临界流化风速较高，相应的对流化风机的功率要求也高。特别是在环保领域应用时，由于最低流化风速要求，流化风量常常远远大于实际助燃需要的风量，造成了能量损失。

实用新型内容

针对现有的循环流化床焚烧炉中床料密度高、所需流化风速大的问

题，本实用新型提供一种所需流化风速低的循环流化床焚烧炉。

一种循环流化床焚烧炉，包括：

炉膛；

位于所述炉膛底部的风室；

与所述炉膛顶部连通的分离器，该分离器具有顶部出口和底部出口；

与所述顶部出口连通的尾部烟道；

用于连接所述底部出口与炉膛的返料管；

所述炉膛底部与风室之间隔有布风板；

所述风室通过管路外接有流化风机；

所述炉膛的底部铺设一层床料，所述床料为氧化铝空心小球。

燃煤被送入炉膛中燃烧，流化风机吹出来的流化风进入风室，然后通过布风板进入炉膛，把床料流化起来，大颗粒的床料通过自身重力沿着炉膛内壁落入炉膛下部，如此构成内循环；细小的床料颗粒被烟气扬吸、夹带入分离器中通过离心力、重力落入返料管中通过二次风送入炉膛，构成了外循环；燃烧中产生的细灰进入尾部烟道排出。

在循环流化床焚烧炉中，对于由均匀粒度的颗粒组成的床料层中，当通过的气体流速很低时，床料层呈现固定态；随着风速的增加，床料层压降呈正比例增加，并且当风速达到一定值时，床料层压降达最大值，该值略大于床料层静压，继续增加风速，固定态的床料层会突然解锁，颗粒床料层从固定态转变为流化态。

床料的流动带动炉膛内的燃料上下浮动，与炉膛内的空气充分接触，使得燃料的燃烧更加充分。因此，床料的流化直接影响炉膛内燃料的燃烧效率。而流化过程与床料及流化风速密切相关，床料颗粒的密度越小，越易转化为流化态。同时由于典型的循环流化床焚烧炉中炉膛内的工作温度在850～950℃范围内，因此加入的床料必须具有耐高温的性能。

作为优选，所述床料为氧化铝空心小球；氧化铝具有较高的熔点，能抵抗2000℃左右的高温，且将氧化铝制成空心小球，极大的降低了氧化铝的密度，使得对应的流化风速极大地降低，降低了对流化风机的功率要求。

除了床料颗粒的密度外，床料的其他物理特性参数如固体颗粒尺寸、球形度以及颗粒粒径分布等也决定着循环流化床是否能够高效、无故障的运行。

床料粒径过大，正常的一次风量无法将床料吹起，长期运行后大量的大粒径床料将会沉积在床料层下部，影响整个床料层的流化，使炉膛内成为死床，而且可能出现床温、床压指示异常，焚烧炉参数无法维持，严重时会形成结焦，如不能及时扭转，很容易导致最终流化不正常被迫停炉；床料粒径过细，将会增加炉内的循环物料量，在分离器分离效率不变的情况下，外循环量增大。床料粒径过细，会使大量燃烧不完全的碳粒子被烟气带走，增加飞灰含碳量，降低燃烧经济性。

因此，作为优选，所述氧化铝空心小球的粒径为1～7mm。

进一步优选，所述氧化铝空心小球的粒径为2～4mm。

床料层的厚度也在一定程度上影响着循环流化床焚烧炉的正常运行，床料层厚度越厚，煤颗粒在炉膛内的滞留时间越长，在炉膛内的燃烧时间也就越长。

流化床底部相当于一个大的储热池，床料与燃煤混在一起。当稳定在一个温度点的时候，床料与燃煤二者的量就会有一个平衡点。当床料层过薄时，此时如果仍按原来的煤量加入的话就会打破平衡，床温会迅速上升而难以控制，容易引起结焦事故。而且，床料层过薄时，也会造成吹穿等流化异常的现象，会造成局部区域流化减弱，从而引发结焦事故。

因此，作为优选，所述床料的厚度为350～500mm。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型循环流化床焚烧炉采用氧化铝空心小球作为床料，氧化铝空心小球的堆积比重小，因此以氧化铝空心小球作床料的循环流化床的临界流化风速小，达到相同流化效果的循环流化床，其风量约是传统循环流化床的2/3，因此能显著地降低流化风量。

本实用新型循环流化床焚烧炉采用氧化铝空心小球作为床料，在焚烧垃圾等低热值的物料时，随着临界流化风速的降低，流化风量随之减少，因此能更好地控制过量空气系数。

本实用新型循环流化床焚烧炉采用氧化铝空心小球作为床料，使流化风量降低，也意味着流化风机的电耗减少，同时，相应的焚烧炉的排烟热损失也减少，具有节能的效果。

附图说明

图1为本实用新型循环流化床焚烧炉的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1，对本实用新型循环流化床焚烧炉的结构和运行过程作进一步的说明。

实施例1

如图1所示，本实用新型的循环流化床焚烧炉，包括：炉膛1、位于炉膛1底部的风室2、与炉膛1顶部连通的分离器4，该分离器4具有顶部出口和底部出口、与顶部出口连通的尾部烟道6、用于连接底部出口与炉膛的返料管5、炉膛底部与风室之间隔有布风板3、风室2通过管路外接有流化风机7。

炉膛1的底部铺设一层厚度为400mm的氧化铝空心小球8，该氧化铝空心小球的粒径约为3mm。该循环流化床焚烧炉还设有与分离器4上端联通的尾部烟道6，燃烧过程中产生的烟气从该尾部烟道排出；流化风机7，用于向风室2提供流化风，进而将炉膛1内的床料流化。

选用氧化铝空心小球作为床料，由于氧化铝空心小球堆积比重小，因此所需的循环流化床焚烧炉的临界流化风速小，也意味着流化风机的电耗减少。该循环流化床的临界流化风速比常规循环流化床低60％。

本循环流化床焚烧炉运行时，氧化铝空心小球8先被加入炉膛1，流化风机7吹出来的流化风进入风室2，然后通过布风板3进入炉膛1，把氧化铝空心小球8流化起来，氧化铝空心小球被一次风带入炉膛1中上部燃烧，其中大颗粒通过自身重力沿着炉膛1内壁落入炉膛下部，小颗粒、密度较小的氧化铝空心小球8被烟气扬吸、夹带入分离器4中通过离心力、重力落入返料管5循环回入炉膛1，而焚烧产生的烟气通过尾部烟道6排出。氧化铝空心小球8起到循环床料的作用，燃料燃烧放出的热量被氧化铝空心小球8吸收，在吹出炉膛1后，通过分离器4的分离作用，可以把产生的热量带回炉膛1，保证炉膛1温度均匀。

实施例2

一种循环流化床焚烧炉，结构与实施例1相同，其区别之处仅在于床料采用厚度为450mm的氧化铝空心小球，且氧化铝空心小球的粒径约为2mm。该循环流化床的临界流化风速比常规循环流化床低55％。

实施例3

一种循环流化床焚烧炉，结构与实施例1相同，其区别之处仅在于床料采用厚度为500mm的氧化铝空心小球，且氧化铝空心小球的粒径约为1mm。该循环流化床的临界流化风速比常规循环流化床低50％。

实施例4

一种循环流化床焚烧炉，结构与实施例1相同，其区别之处仅在于床料采用厚度为350mm的氧化铝空心小球，且氧化铝空心小球的粒径约为7mm。该循环流化床的临界流化风速比常规循环流化床低30％。

Claims (3)

1.一种循环流化床焚烧炉，包括：

炉膛；

位于所述炉膛底部的风室；

与所述炉膛顶部连通的分离器，该分离器具有顶部出口和底部出口；

与所述顶部出口连通的尾部烟道；

用于连接所述底部出口与炉膛的返料管；

所述炉膛底部与风室之间隔有布风板；

所述风室通过管路外接有流化风机；

其特征在于，所述炉膛的底部铺设一层床料，所述床料为氧化铝空心小球。

2.如权利要求1所述的循环流化床焚烧炉，其特征在于，所述氧化铝空心小球的粒径为1～7mm。

3.如权利要求2所述的循环流化床焚烧炉，其特征在于，所述床料的厚度为350～500mm。

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