CN205316303U - 循环流化床热水锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种循环流化床热水锅炉，包括锅炉本体、旋风分离器和空气预热器，旋风分离器顶部设有中心筒；旋风分离器底部设有出料口，所述出料口通过由依次连接的第一竖直段、水平段、第二竖直段和斜段组成的返料管与锅炉本体下部的返料口连通，第一竖直段与出料口连接，斜段的底端与锅炉本体下部设置的返料口连接，第一竖直段与水平段连接处设有返料装置；空气预热器内设有一次风预热管和二次风预热管，一次风预热管的进口与一次风机的出口连通，一次风预热管的出口与锅炉本体的底部连通，二次风预热管的进口与二次风机的出口连通，二次风预热管的出口与锅炉本体的燃烧室连通，一次风机和二次风机的进口均与大气连通。

Description

循环流化床热水锅炉

技术领域

本实用新型涉及一种循环流化床热水锅炉。

背景技术

循环流行化床锅炉技术是近几十年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。国际上这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用，并向几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展；国内在这方面的研究、开发和应用也逐渐兴起，已有上千台循环流化床锅炉投入运行或正在制造之中。

随着流化床锅炉的普及应用，加之北方地区冬季供暖的很大缺口，循环流化床的热水锅炉变得更加炙手可热。目前运行的流化床锅炉普遍存在水冷壁密相区磨损严重、分离器分离效果不好、氮氧化物排放高、尾部空预器腐蚀严重等情况，亟待解决。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种燃烧效率高且氮氧化物排放低的循环流化床热水锅炉。

为解决上述技术问题，本实用新型包括锅炉本体，所述锅炉本体侧壁和顶壁均由内侧壁和外侧壁构成，所述内侧壁为膜式水冷壁，所述外侧壁为保温层，锅炉本体侧部的出灰口连接有旋风分离器，旋风分离器顶部的烟气出口处连接有排烟管道，所述排烟管道上连接有空气预热器，其特征是所述旋风分离器的底部连接有将旋风分离器分离出的燃料颗粒返入锅炉本体的返料装置，所述旋风分离器顶部在烟气出口处设有下伸的中心筒，所述中心筒的下端面与出灰口的中心线在同一水平面上；所述旋风分离器底部设有出料口，所述出料口通过由依次连接的第一竖直段、水平段、第二竖直段和斜段组成的返料管与锅炉本体下部的返料口连通，所述第一竖直段与出料口连接，所述斜段的底端与锅炉本体下部设置的返料口连接，所述第一竖直段与水平段连接处设有返料装置；所述空气预热器内设有一次风预热管和二次风预热管，一次风预热管的进口与一次风机的出口连通，一次风预热管的出口与锅炉本体的底部连通，二次风预热管的进口与二次风机的出口连通，二次风预热管的出口与锅炉本体的燃烧室连通，一次风机和二次风机的进口均与大气连通。

所述返料装置包括设置在第一竖直段和水平段连接处下方的布风板和固接在布风板下方的返料风室和松动风室，所述第一竖直段和水平段连接处设有下伸的挡板，所述挡板与布风板间设有过风间隙，所述挡板将返灰通道分隔为下灰区和返灰区，所述松动风室与下灰区对应设置，所述返料风室与返灰区对应设置，所述布风板对应返料风室和松动风室分别安装有多个小直径不漏灰加厚型钟罩式风帽，所述返料风室和松动风室分别连接有风机，所述返料风室和松动风室底部分别设有放灰口，放灰口上连接有放灰管和控制放灰管开关的放灰阀；所述布风板上对应下灰区设有放灰管。

所述旋风分离器的上部呈圆筒状、下部呈倒锥状，所述旋风分离器在倒锥段上设有冷却水套，冷却水套上设有进水口和出水口。

所述膜式水冷壁的下部敷设有浇注料层，所述浇注料层内分布有钢纤维，所述膜式水冷壁的上部敷设有耐磨涂层，所述耐磨涂层为超音速电弧喷涂形成的镍铬层，耐磨涂层与浇注料层相接合，所述耐磨涂层与浇注料层在接合处为相交叠的结构，在交叠处耐磨涂层与水冷壁直接接触，浇注料层的上端为平滑过渡，膜式水冷壁的内侧设有一环形凹陷带，所述浇注料层的上端位于环形凹陷带内。

所述环形凹陷带包括上部弯折段、下部弯折段和中部连接段，在膜式水冷壁的纵截面上上部弯折段、下部弯折段与铅垂线之间的夹角均为12-20°。

所述一次风机的进口还通过引烟装置与空气预热器后方的排烟管道连通。

所述引烟装置包括连通空气预热器后方的排烟管道与一次风机的进口的引烟管，所述引烟管上串接有抽烟风机。

所述引烟管上还串接有流量计，引烟管上连通有与抽烟风机并联设置的电磁阀。

采用上述结构后，本实用新型中旋风分离器和返料装置的设置可使大颗粒灰经过返料装置后，被再次送入锅炉本体内进行再次的燃烧，燃烧完后又回到高温旋风分离器中进行分离，被分离出来的大颗粒灰仍然被送至锅炉本体，依此重复循环，提高整个锅炉的燃烧效率。通过在空气预热器内设置一次风预热管和二次风预热管，可通过一次风机向锅炉本体的底部即燃料的下方供风，并可通过二次风机向锅炉本体的燃烧室内即燃料的上方供风，可方便的拉大一、二次风布置间距和方便的控制一次风的进风量，使得欠氧富燃料燃烧和延长欠氧富燃料燃烧状态成为现实，因此可以有效降低氮氧化物的生成，从而减少了锅炉的氮氧化物排放。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型的结构原理示意图；

图2为本实用新型主体结构的结构示意图；

图3为膜式水冷壁的结构示意图；

图4为图3中A处的放大示意图；

图5为返料装置的结构示意图；

图6为图5左视的结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，循环流化床热水锅炉包括锅炉本体1，锅炉本体1侧壁和顶壁均由内侧壁和外侧壁构成，内侧壁为膜式水冷壁36，膜式水冷壁36的基本结构为本领域的公知技术，在此不再详细赘述，外侧壁为保温层，本实用新型中膜式水冷壁36的下部敷设有浇注料层37，浇注料层37具有耐火保温和防磨损的作用，敷设有浇注料层37的面积为锅炉的卫燃带，卫燃带所围成的空间即为锅炉的燃烧室。为了增加浇注料层37的强度和耐磨性，浇注料层37内分布有钢纤维。为了保护膜式水冷壁36的上部，膜式水冷壁36的上部敷设有耐磨涂层38，耐磨涂层38为超音速电弧喷涂形成的镍铬层，镍铬层具有较好的抗高温氧化，耐冲刷磨损作用，可起到保护膜式水冷壁36的作用。耐磨涂层38与浇注料层37相接合，耐磨涂层38与浇注料层37在接合处为相交叠的结构，在交叠处耐磨涂层38与膜式水冷壁36直接接触，浇注料层37的上端为平滑过渡，该结构可使得耐磨涂层38与浇注料层37更好的结合在一起，起到共同保护膜式水冷壁36的作用。如图3和图4所示，膜式水冷壁36整体呈筒状且竖向设置，其内侧设有一环形凹陷带40，该环形凹陷带40设在锅炉本体1的上端（属于物料密相区），浇注料层37的上端则位于环形凹陷带40内。较佳的，环形凹陷带40包括上部弯折段41、下部弯折段43和中部连接段42，在膜式水冷壁36的纵截面上上部弯折段41、下部弯折段43与铅垂线之间的夹角均为12-20°，采用这种结构后，膜式水冷壁36在该段的横截面变化平缓，可有效避免涡流的形成，还可以避免在环形凹陷带40处存积物料，使用效果较好。

锅炉本体1下部设有向锅炉本体1内供送燃料的燃料供给装置2，锅炉本体1侧部的出灰口连接有旋风分离器3，旋风分离器3顶部的烟气出口处连接有排烟管道5，排烟管道5上沿烟气行进方向依次设有省煤器7、空气预热器8、除尘器9和排烟风机10最后与烟囱6连接，旋风分离器3的顶部通过排烟管道5与烟囱6连通。旋风分离器3的上部呈圆筒状、下部呈倒锥状，分离器在倒锥段上设有冷却水套，冷却水套上设有进水口和出水口，由于颗粒的温度较高，冷却水套的设置一是可以保护旋风分离器3防止被烧坏，二是可以充分利用颗粒的热量加热循环水，循环水温度较高可用作其他设备的热源。旋风分离器3顶部在烟气出口处设有下伸的中心筒22，中心筒22的下端面与出灰口的中心线在同一水平面上；旋风分离器3底部设有出料口，出料口通过由依次连接的第一竖直段25、水平段24、第二竖直段28和斜段29组成的返料管与锅炉本体下部的返料口连通，第一竖直段25与出料口连接，斜段29的底端与锅炉本体下部设置的返料口连接，第一竖直段25与水平段24连接处设有返料装置。如图5和图6所示，返料装置包括设置在第一竖直段25和水平段24连接处下方的布风板31和固接在布风板31下方的返料风室32和松动风室34，第一竖直段25和水平段24连接处设有下伸的挡板26，挡板26与布风板31间设有过风间隙，挡板26将返灰通道分隔为下灰区和返灰区，松动风室34与下灰区对应设置，返料风室32与返灰区对应设置，布风板31对应返料风室32和松动风室34分别安装有多个小直径不漏灰加厚型钟罩式风帽22，返料风室32和松动风室34分别通过进风管33连接有风机，所述返料风室32和松动风室34底部分别设有放灰口，放灰口上连接有放灰管27和控制放灰管27开关的放灰阀35；布风板31上对应下灰区设有放灰管27。大颗粒灰落入下灰区，松动风室34向上送风将大颗粒灰吹起，使其克服自身重力并能随风继续沿返料管移动，大颗粒灰随风越过过风间隙进入返灰区，返料风室32向上送风给大颗粒灰以动力，使其顺利地随风进入返料管的斜段29并滑落至锅炉本体内重新燃烧。为降低热量的散失，在旋风分离器3的外表面设有保温层。安装时锅炉本体1和旋风分离器3分别用钢架固定。

前述旋风分离器3的上部设有中心筒22，下部设置有返料装置。烟气切向进入旋风分离器3后，大灰粒被分离后贴着墙壁下落，落入下部的返料装置中，而烟气则通过上部的中心筒22进入后面布置的空气预热器8中。在返料装置中布置有风帽，风帽下面是风室。风帽为小直径不漏灰加厚型钟罩式风帽，松动风室34和返料风室32同时采用高压风机单独送风,分别调节，达到控制灵活、隔绝压力、防止炉内烟气反串入分离器而降低分离效率。为保证返料灰量的调整不受负荷变化的影响，采用高压头、低流量风机，单独对返料装置供风，达到控制灵活，操作方便的效果。大颗粒灰经过返料装置后，被再次送入锅炉本体1内进行再次的燃烧，燃烧完后又回到高温旋风分离器3中进行分离，被分离出来的大颗粒灰仍然被送至锅炉本体1，依此重复循环，提高整个锅炉的燃烧效率。

本实用新型真正的气、液、固三废可燃能源混燃：可将合成氨、甲醇生产过程产生的吹风气、污水煤泥、造气炉渣、除尘器细灰、煤沫、煤矸石同时在三废循环流化混燃炉内进行燃烧处理，产生中压蒸汽用于发电及生产使用。另外也在高温焚烧工业及生活污泥固废弃物上应用。高温旋风分离器3内采用水冷及锁气强制返料技术，解决了目前广泛使用的沸腾炉燃烧吹风气不能进行返料问题，可同比提高燃烧效率%，降低飞灰含碳量，同时减少对后部受热面的冲刷磨损。

空气预热器8内设有一次风预热管11和二次风预热管12，一次风预热管11的进口与一次风机13的出口连通，一次风预热管11的出口通过一次风供送管路14与锅炉本体1的底部连通，二次风预热管12的进口与二次风机15的出口连通，二次风预热管12的出口通过二次风供送管16与锅炉本体1的燃烧室连通；也就是说，一次风供送给锅炉本体1的底部即向燃料的底部供风，二次风向锅炉本体1的燃烧室供风即向燃料的上方供风，一次风和二次风供风位置要留有适当的布置间距，这样可延长欠氧富燃料的时间，可减少氮氧化物的生成。如图所示，二次风机15的进口与大气连通，一次风机13的进口除与大气连通外还通过引烟装置与排烟管道5位于空气预热器8后方的管段连通。引烟装置包括引烟管17，引烟管17的一端与排烟管道5位于排烟风机10后方的管段连通，引烟管17的另一端与一次风机13的进口连通，引烟管17上串接有抽烟风机18。引烟管17上还串接有流量计19，引烟管17上还连通有与抽烟风机并联设置的烟气分流管21，烟气分流管21上串接有电磁阀20。抽烟风机将排放的一部分烟气引送给一次风机13，若向一次风机13供送的烟气量超出设定量，流量计则发出信号使电磁阀打开，将一部分烟气通过烟气分流管分流，以减少向一次风机13的供送量，若一次风机13供送的烟气量没超出设定量，则电磁阀处于关闭状态，无需分流。通过在空气预热器8内设置一次风预热管和二次风预热管，可通过一次风机向锅炉本体的底部即燃料的下方供风，并可通过二次风机向锅炉本体的燃烧室内即燃料的上方供风，可方便的拉大一、二次风布置间距和方便的控制一次风的进风量，使得欠氧富燃料燃烧和延长欠氧富燃料燃烧状态成为现实，因此可以有效降低氮氧化物的生成，从而减少了锅炉的氮氧化物排放。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型。前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。但凡在本实用新型的发明构思范围之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种循环流化床热水锅炉，包括锅炉本体（1），所述锅炉本体（1）侧壁和顶壁均由内侧壁和外侧壁构成，所述内侧壁为膜式水冷壁（36），所述外侧壁为保温层，锅炉本体（1）侧部的出灰口连接有旋风分离器（3），旋风分离器（3）顶部的烟气出口处连接有排烟管道（5），所述排烟管道（5）上连接有空气预热器（8），其特征是所述旋风分离器（3）的底部连接有将旋风分离器（3）分离出的燃料颗粒返入锅炉本体（1）的返料装置，所述旋风分离器（3）顶部在烟气出口处设有下伸的中心筒（22），所述中心筒（22）的下端面与出灰口的中心线在同一水平面上；所述旋风分离器（3）底部设有出料口，所述出料口通过由依次连接的第一竖直段（25）、水平段（24）、第二竖直段（28）和斜段（29）组成的返料管与锅炉本体下部的返料口连通，所述第一竖直段（25）与出料口连接，所述斜段（29）的底端与锅炉本体下部设置的返料口连接，所述第一竖直段（25）与水平段（24）连接处设有返料装置；所述空气预热器（8）内设有一次风预热管（11）和二次风预热管（12），一次风预热管（11）的进口与一次风机（13）的出口连通，一次风预热管（11）的出口与锅炉本体（1）的底部连通，二次风预热管（12）的进口与二次风机（15）的出口连通，二次风预热管（12）的出口与锅炉本体（1）的燃烧室连通，一次风机（13）和二次风机（15）的进口均与大气连通。

2.根据权利要求1所述的循环流化床热水锅炉，其特征是所述返料装置包括设置在第一竖直段（25）和水平段（24）连接处下方的布风板（31）和固接在布风板（31）下方的返料风室（32）和松动风室（34），所述第一竖直段（25）和水平段（24）连接处设有下伸的挡板（26），所述挡板（26）与布风板（23）间设有过风间隙，所述挡板（26）将返灰通道分隔为下灰区和返灰区，所述松动风室（34）与下灰区对应设置，所述返料风室（32）与返灰区对应设置，所述布风板（31）对应返料风室（32）和松动风室（34）分别安装有多个小直径不漏灰加厚型钟罩式风帽（30），所述返料风室（32）和松动风室（34）分别连接有风机，所述返料风室（32）和松动风室（34）底部分别设有放灰口，放灰口上连接有放灰管（27）和控制放灰管开关的放灰阀（35）；所述布风板（31）上对应下灰区设有放灰管（27）。

3.根据权利要求1所述的循环流化床热水锅炉，其特征是所述旋风分离器（3）的上部呈圆筒状、下部呈倒锥状，所述旋风分离器（3）在倒锥段上设有冷却水套，冷却水套上设有进水口和出水口。

4.根据权利要求1所述的循环流化床热水锅炉，其特征是所述膜式水冷壁的下部敷设有浇注料层（37），所述浇注料层（37）内分布有钢纤维，所述膜式水冷壁的上部敷设有耐磨涂层（38），所述耐磨涂层（38）为超音速电弧喷涂形成的镍铬层，耐磨涂层（38）与浇注料层（37）相接合，所述耐磨涂层（38）与浇注料层（37）在接合处为相交叠的结构，在交叠处耐磨涂层（38）与水冷壁直接接触，浇注料层（37）的上端为平滑过渡，膜式水冷壁的内侧设有一环形凹陷带（40），所述浇注料层（37）的上端位于环形凹陷带（40）内。

5.根据权利要求4所述的循环流化床热水锅炉，其特征是所述环形凹陷带（40）包括上部弯折段（41）、下部弯折段（43）和中部连接段（42），在膜式水冷壁的纵截面上上部弯折段（41）、下部弯折段（43）与铅垂线之间的夹角均为12-20°。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的循环流化床热水锅炉，其特征是所述一次风机（13）的进口还通过引烟装置与空气预热器（8）后方的排烟管道（5）连通。

7.根据权利要求6所述的循环流化床热水锅炉，其特征是所述引烟装置包括连通空气预热器（8）后方的排烟管道（5）与一次风机（13）的进口的引烟管（17），所述引烟管（17）上串接有抽烟风机。

8.根据权利要求7所述的循环流化床热水锅炉，其特征是所述引烟管（17）上还串接有流量计，引烟管（17）上连通有与抽烟风机并联设置的电磁阀。