CN204254603U

CN204254603U - 循环流化床锅炉低氮燃烧系统

Info

Publication number: CN204254603U
Application number: CN201420733102.XU
Authority: CN
Inventors: 蒋俊芳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2024-11-28

Abstract

本实用新型公开了一种循环流化床锅炉低氮燃烧系统，包括流化床燃烧室(即炉膛)、循环灰分离器、飞灰回送装置、尾部受热面和烟风系统；循环流化床锅炉系统还包括燃烧系统和汽水系统；燃料在锅炉的燃烧系统中完成燃烧过程，并通过燃烧将化学能转变为烟气的热能以加热工质；汽水系统的功能是通过受热面吸收烟气的热量，完成工质由水转变为饱和蒸汽，再转变为过热蒸汽的过程；烟风系统包括循环流化床锅炉的风系统和烟气系统；循环流化床锅炉的风系统主要由燃烧用风设备和输送用风设备两部分组成；风系统包括冷风系统和热风系统。

Description

循环流化床锅炉低氮燃烧系统

技术领域

本实用新型涉及热能设备制造领域，尤其涉及一种循环流化床锅炉低氮燃烧系统。

背景技术

在日常生产中，正在运行的75t/h容量等级的循环流化床锅炉，由于国家当时没有明确的指标来控制NOx的原始排放，因此各个锅炉制造商设计时均未考虑NOx的原始排放量控制。造成正在运行的75t/h循环流化床锅炉初始NOx排放浓度高达300～600mg/Nm³。

2014年7月1日开始，国家要求正在运行的各容量等级的循环流化床锅炉，NOx排放量均≤100mg/Nm³。循环流化床锅炉主要采用“SNCR”脱硝工艺进行脱硝，具有设备成本低、运行成本低的优点，因此大多数循环床锅炉用户希望采用“SNCR”脱硝工艺。但由于锅炉NOx原始排放在300-600mg/Nm³，而“SNCR”脱硝效率在50-65％左右，无法达到≤100mg/Nm³的要求，因此就需要对锅炉本体进行低氮燃烧改造，将NOx原始排放量控制到≤200mg/Nm³。

但是目前针对原有的循环流化床锅炉进行改造的系统设备仍然是个空白。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种循环流化床锅炉低氮燃烧系统，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型提供了一种循环流化床锅炉低氮燃烧系统，包括流化床燃烧室(即炉膛)、循环灰分离器1、飞灰回送装置2、尾部受热面和烟风系统；

所述循环流化床锅炉系统还包括燃烧系统和汽水系统；燃料在锅炉的所述燃烧系统中完成燃烧过程，并通过燃烧将化学能转变为烟气的热能用于以加热工质；所述汽水系统的功能是通过受热面吸收烟气的热量，完成工质由水转变为饱和蒸汽，再转变为过热蒸汽的过程；

所述烟风系统包括循环流化床锅炉的风系统和烟气系统；所述循环流化床锅炉的风系统主要由燃烧用风设备和输送用风设备两部分组成；所述风系统包括冷风系统和热风系统。

优选的，作为一种可实施方案，所述燃烧用风设备包括一次风系统、二次风系统、播煤风装置(也称三次风)；所述输送用风设备包括回料风装置、石灰石输送风装置和冷却风装置。

优选的，作为一种可实施方案，所述循环灰分离器1的进口水平段11浇注成向下倾斜的螺旋状；所述循环灰分离器1的中心筒12为阶梯偏心结构；所述阶梯偏心结构用于缩小出口直径。

优选的，作为一种可实施方案，所述飞灰回送装置2包括再循环灰管道20、除尘器21、灰调节阀22、引风机23和烟囱24和灰仓泵25；其具有如下连接关系：所述除尘器的顶部一端通过管道连通所述流化床燃烧室，另一端通过管道连通所述引风机23；所述引风机23的末端连通所述烟囱24；所述除尘器的底部连通所述灰仓泵25，所述灰仓泵25与墙水冷壁之间还连通所述再循环灰管道20；所述再循环灰管道20上设置有所述灰调节阀22；所述灰调节阀22用于调节灰量大小。

优选的，作为一种可实施方案，所述二次风系统还包括下层二次风管31；前墙数量为2个，后墙数量3个共5根所述下层二次风管，所述下层二次风管接一次风机34，运行时风门只开门角度设为5-15％；

还包括中层二次风管32；前墙数量为2个，后墙数量为4个共6根所述中层二次风管，运行时风门开门角度为30-50％；

还包括上层二次风管33；所述前墙、所述后墙中的上层二次风管向下倾斜角度减小用于做到拉高还原区域的目的；所述前墙、所述后墙中所述上层二次风管33直径加大到以减小风管阻力，降低风机功率。

优选的，作为一种可实施方案，还包括水冷屏4；所述流化床燃烧室内布置两片水冷屏4作为蒸发受热面；所述水冷屏4用于降低床温、降低氧量。

优选的，作为一种可实施方案，还包括风帽5；所述风帽5的顶部表面均匀设置有多个小孔51；

所述风帽上小孔51直径变小用于降低开孔率；所述风帽上小孔为

与现有技术相比，本实用新型实施例的优点在于：

本实用新型提供的一种循环流化床锅炉低氮燃烧系统，分析上述循环流化床锅炉低氮燃烧系统结构可知：在循环流化床锅炉低氮燃烧系统的结构中，对其循环流化床锅炉低氮燃烧系统中的循环灰分离器、飞灰回送装置、风帽、水冷屏以及二次风系统等多种具体设备及结构进行改进，进而实现降低NOx生成量，降低CO生成量，降低飞灰、炉渣含碳量。还通过结构改进加大了燃烧还原反应区域，进而进一步降低了NOx生成量。通过上述等多种结构改进最终实现将NOx原始排放量控制到≤200mg/Nm³的目的，达到了规定排放要求。

本实用新型实施例提供的循环流化床锅炉低氮燃烧系统，具有节能、环保、减少氮氧化合物污染的特点。

附图说明

图1为本实用新型实施例的循环流化床锅炉低氮燃烧系统中的循环灰分离器二视图；

图1a为改进前的现有技术中的分离器的二视图；

图2为本实用新型实施例的循环流化床锅炉低氮燃烧系统中的飞灰回送装置结构示意图；

图3为本实用新型实施例的循环流化床锅炉低氮燃烧系统的二次风系统结构示意图；

图3a为改进前现有技术中的二次风系统结构示意图；

图4为本实用新型实施例的循环流化床锅炉低氮燃烧系统的水冷屏的结构示意图；

图4a为图4的横截面示意图；

图5为本实用新型实施例提供的循环流化床锅炉低氮燃烧系统的中风帽的结构二视图；

图5a为改进前现有技术中风帽的结构二视图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

参见图1，本实用新型实施例提供的一种循环流化床锅炉低氮燃烧系统，包括流化床燃烧室(即炉膛)、循环灰分离器1、飞灰回送装置2(另参见图2)、尾部受热面和烟风系统；

需要说明的是，本实用新型提供的流化床燃烧室(即锅炉)采用床下点火(油或煤气)，分级燃烧，一次风比率占50—60％，飞灰循环为低倍率，中温分离灰渣排放采用干式，分别由水冷螺旋出渣机、灰冷却器及除尘器灰斗排出。

上述流化床燃烧室(即炉膛)是保证燃料充分燃烧的关键，采用湍流床。分离器结构中的旋风筒内径较小，结构简化，其使用寿命较长。循环倍率以及床温控制的改进也是本实用新型的一个重要改进点。

参见图1，所述循环灰分离器1的进口10宽度可以根据不同容量锅炉尺寸而进行选择，在本实施例中循环灰分离器1的进口10宽度优选为850mm；所述循环灰分离器1的进口水平段11浇注成向下倾斜的螺旋状；所述循环灰分离器1的中心筒12为阶梯偏心结构；所述阶梯偏心结构用于缩小出口直径。

参见图2，优选的，作为一种可实施方案，所述飞灰回送装置2包括再循环灰管道20、除尘器21、灰调节阀22、引风机23和烟囱24和灰仓泵25；其具有如下连接关系：所述除尘器的顶部一端通过管道连通所述流化床燃烧室3，另一端通过管道连通所述引风机23；所述引风机23的末端连通所述烟囱24；

所述除尘器的底部连通所述灰仓泵25，所述灰仓泵25与墙水冷壁之间还连通所述再循环灰管道20；所述再循环灰管道20上设置有所述灰调节阀22；所述灰调节阀22用于调节灰量大小。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的循环流化床锅炉低氮燃烧系统，增加了飞灰回送装置，其主要包括飞灰再循环系统。锅炉飞灰再循环系统是从除尘器下的灰仓泵接出一根管道，管道上设置灰调节门，调节灰量大小。管道另一头接到炉子后墙水冷壁上。当燃料中灰份减小，分离器分离效率变差，启动飞灰再循环系统，人为地加大循环床锅炉炉膛中的循环灰量，保证床温控制在≤900℃；氧量控制在≤5％。

参见图3，例如二次风系统还包括下层二次风管31；前墙数量为2个，后墙数量3个共5根所述下层二次风管，所述下层二次风管接一次风机34，运行时风门只开门角度设为5-15％；

需要说明的是，上述运行时风门只开门角度设定为5-15％用于加大燃烧还原反应区域，降低NOx生成量用于降低CO生成量，降低飞灰、炉渣含碳量。

还包括中层二次风管32；前墙数量为2个，后墙数量为4个共6根所述中层二次风管，运行时风门开门角度为30-50％；需要说明的是，上述运行时风门开门角度为30-50％用于补氧，拢动床料。

还包括上层二次风管33；所述前墙、所述后墙中的上层二次风管向下倾斜角度减小用于做到拉高还原区域的目的(即对比图3a与图3可以看出其倾斜角度由30度缩小为20度了)；所述前墙、所述后墙中所述上层二次风管33直径加大到以减小风管阻力，降低风机功率。

需要说明的是，优化一、二次风系统，将原一、二次风比例从60:40％调整到50：50％、抬高二次风管位置到布风板以上2.0～2.5m处；这样做的目的是加大燃烧还原反应区域，降低NOx生成量。原锅炉的下层和中层二次风喷口保留，下层喷口风源接一次风机；锅炉运行时，控制下层二次风风量，以维持燃烧效率不降低。增加上层二次风管，同时加大中层和上层二次风管直径，减小阻力、降低风机电耗，保证二次风机不用更换。

参见图4以及图4a，优选的，作为一种可实施方案，还包括水冷屏4；所述流化床燃烧室内布置两片水冷屏作为蒸发受热面；所述水冷屏4用于降低床温、降低氧量(另外在图4中还示意了前墙水冷壁13和水冷屏下集箱14等结构)。

需要说明的是，改造时炉膛内增加水冷屏，可将床温从1000摄氏度降到920摄氏度；

参见图5，优选的，作为一种可实施方案，还包括风帽5；所述风帽5的顶部表面均匀设置有多个小孔51；所述风帽上小孔51直径变小用于降低开孔率；所述风帽上小孔直径为12mm。其中图5a示意了改进前的现有技术中的风帽结构。

需要说明的是，1、风帽结构尺寸总体不变，风帽数量不变；小孔数量不变。2、风帽小孔向下倾斜15°，加强对小孔以下的大颗料的扰动作用；3、风帽小孔直径改为12mm；相应开孔率由5％降到3.5％；4、冷态试验，在相同的料层厚度下，最小流化风量由28000m³/h下降到16000m³/h。上述改进结构降低风帽开孔率。开孔率从5％降低到3.5％，目的是增加布风板阻力，从而减少一次流化风量、抑制温度型NOX生成、降低NOX初始浓度。

在本实用新型实施例所提供的循环流化床锅炉低氮燃烧系统，通过多种结构改进最终实现将NOx原始排放量控制到≤200mg/Nm³的目的，达到了规定排放要求。其保护环境，节约能源，其高可靠性，高稳定性，同时具有耐高温变形，耐腐蚀、抗氧化好，易改造、易拆装、维修方便等特性，使用寿命更长，更为重要是填补了循环流化床锅炉进行改造的系统设备的技术空白。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种循环流化床锅炉低氮燃烧系统，其特征在于，

包括流化床燃烧室、循环灰分离器(1)、飞灰回送装置(2)、尾部受热面和烟风系统；

所述循环流化床锅炉低氮燃烧系统还包括燃烧系统和汽水系统；燃料在锅炉的所述燃烧系统中完成燃烧过程，并通过燃烧将化学能转变为烟气的热能用于以加热工质；所述汽水系统的功能是通过受热面吸收烟气的热量，完成工质由水转变为饱和蒸汽，再转变为过热蒸汽的过程；

2.如权利要求1所述的循环流化床锅炉低氮燃烧系统，其特征在于，

所述燃烧用风设备包括一次风系统、二次风系统、播煤风装置；

所述输送用风设备包括回料风装置、石灰石输送风装置和冷却风装置。

3.如权利要求1所述的循环流化床锅炉低氮燃烧系统，其特征在于，

所述循环灰分离器(1)的进口水平段(11)浇注成向下倾斜的螺旋状；

所述循环灰分离器(1)的中心筒(12)为阶梯偏心结构；所述阶梯偏心结构用于缩小出口直径。

4.如权利要求1所述的循环流化床锅炉低氮燃烧系统，其特征在于，

所述飞灰回送装置(2)包括再循环灰管道(20)、除尘器(21)、灰调节阀(22)、引风机(23)和烟囱(24)和灰仓泵(25)；

其具有如下连接关系：

所述除尘器的顶部一端通过管道连通所述流化床燃烧室，另一端通过管道连通所述引风机(23)；所述引风机(23)的末端连通所述烟囱(24)；

所述除尘器的底部连通所述灰仓泵(25)，所述灰仓泵(25)与墙水冷壁之间还连通所述再循环灰管道(20)；所述再循环灰管道(20)上设置有所述灰调节阀(22)；

所述灰调节阀(22)用于调节灰量大小。

5.如权利要求2所述的循环流化床锅炉低氮燃烧系统，其特征在于，

所述二次风系统还包括下层二次风管(31)；前墙数量为2个，后墙数量3个共5根所述下层二次风管，所述下层二次风管(31)接一次风机(34)，运行时风门只开门角度设为5-15％；

还包括中层二次风管(32)；前墙数量为2个，后墙数量为4个共6根所述中层二次风管(32)，运行时风门开门角度为30-50％；

还包括上层二次风管(33)；所述前墙、所述后墙中的上层二次风管向下倾斜角度减小用于做到拉高还原区域的目的；所述前墙、所述后墙中所述上层二次风管(33)直径加大到，以减小风管阻力，降低风机功率。

6.如权利要求1所述的循环流化床锅炉低氮燃烧系统，其特征在于，

还包括水冷屏(4)；所述流化床燃烧室内布置两片水冷屏(4)作为蒸发受热面；所述水冷屏(4)用于降低床温、降低氧量。

7.如权利要求1所述的循环流化床锅炉低氮燃烧系统，其特征在于，

还包括风帽(5)；所述风帽(5)的顶部表面均匀设置有多个小孔(51)；

所述风帽上小孔(51)直径变小用于降低开孔率；所述风帽上小孔为。