CN205825014U - 循环流化床锅炉飞灰强制循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种循环流化床锅炉飞灰强制循环系统以及循环工艺，属于锅炉设备技术领域，所述循环流化床锅炉飞灰强制循环系统，包括电除尘设备、位于电除尘设备下方的灰斗和锅炉，还包括鼓风机和喷射泵，所述喷射泵的进气端通过管路与鼓风机的出风口连通，所述喷射泵的出气端通过管路与锅炉连通，所述喷射泵的进料端与灰斗的底部连通。本实用新型可实现飞灰的重复利用，并且可提高脱硫剂的使用效率，降低运行成本，同时提高脱硫效果；另外，由于将大量的尾部低温飞灰引回锅炉中再利用，因此可降低高负荷工况下的运行炉温，大大减少了热反应型NOx的生成数量，更有利于后期进行脱硝处理，并且降低尾气中氮氧化物含量，确保达标排放。

Description

循环流化床锅炉飞灰强制循环系统

技术领域

本实用新型属于锅炉设备技术领域，尤其涉及一种循环流化床锅炉飞灰强制循环系统以及循环工艺。

背景技术

循环流化床锅炉技术，是一种高效、低污染清洁燃烧技术，近年来得到快速发展。然而，现有的循环流化床均采用自然循环方式，其物料的循环为内平衡循环，其循环倍率一般在系统设计阶段就固定下来，在系统运行后很难再主控控制循环倍率；因此导致实际运行时，对于锅炉内的床温不好控制，一般只能通过调节入料流量来控制床温。因此，往往导致床温过高的情况发生。并且，由于床温过高的情况，常常导致氮氧化物NOx的产生增加，导致氮氧化物NOx的排放超标。而且随着国家对环保要求的提高，传统配套炉内喷钙脱硫+尾部双碱湿法脱硫装置的热电站在进行脱硫、脱硝时，其全时段稳定达标困难问题逐渐显现，实际运行中二氧化硫控制不稳定，波动大、易超标，同时氮氧化物随锅炉燃烧工况变动经常处于临近超标或超标运行状态；另外，在采用传统的喷钙脱硫工艺方式下，脱硫剂的耗量异常偏大，在飞灰中往往存在有大量未利用的脱硫剂(经发明人测试，此类飞灰中氧化钙含量大约在30％～40％范围内)，因此导致脱硫剂的利用率较低，并最终导致运行成本居高不下。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种可提高脱硫剂利用效率，同时提高脱硫脱硝效果，可确保设备达标运行的循环流化床锅炉飞灰强制循环系统以及循环工艺，并且本实用新型所提供的循环工艺，可通过飞灰的循环引入实现对床温的主动调节控制。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：循环流化床锅炉飞灰强制循环系统，所述循环流化床锅炉采用炉内喷钙脱硫工艺；所述循环系统包括锅炉、电除尘设备和位于电除尘设备下方的灰斗，还包括鼓风机和喷射泵，所述喷射泵的进气端通过管路与鼓风机的出风口连通，所述喷射泵的出气端通过管路与锅炉连通，所述喷射泵的进料端与灰斗的底部连通。

进一步的是：在锅炉上设置有让孔，所述喷射泵的出气端通过管路与锅炉上的让孔连通；所述让孔与锅炉内的密相区对应。

进一步的是：喷射泵的进料端与灰斗的底部通过下料管连通。

进一步的是：在喷射泵的进料端处设置有插板阀。

进一步的是：所述鼓风机为罗茨风机。

进一步的是：在灰斗底部的内壁设置有料位感应器。

进一步的是：还包括控制系统，所述控制系统分别喷射泵和锅炉信号连通。

另外，本实用新型还提供一种循环流化床锅炉飞灰强制循环工艺，其采用上述本实用新型中所述的循环流化床锅炉飞灰强制循环系统；由控制系统实时获取锅炉内的床温T；根据床温T与设定温度范围T0的大小关系，由控制系统控制喷射泵喷射飞灰的流量大小，以使床温T稳定在T0内，其中T0的范围为800～950℃；具体控制如下：当T∈T0时，喷射泵的流量不做调整；当T＜T0时，减少喷射泵的流量；当T＞T0时，增加喷射泵的流量。

进一步的是：其中T0的范围为830～860℃。

进一步的是：每次增加或减少喷射泵的流量为当前喷射泵流量的5％-20％。

进一步的是：由喷射泵喷射的飞灰直接加入到锅炉的密相区内。

本实用新型的有益效果：本实用新型所述的循环流化床锅炉飞灰强制循环系统，其在原有内平衡循环的基础上，通过设置鼓风机和喷射泵结构，利用鼓风机产生的气流，并通过喷射泵将灰斗内的飞灰主动的重新循环加入到锅炉中，可在原有自然循环的基础上，进一步增加锅炉的循环倍率；因此可以对飞灰中未被利用的脱硫剂实现重复利用，可提高脱硫剂的使用效率，降低运行成本，同时提高脱硫效果，确保达标排放。并且，由于将大量的尾部低温飞灰引回锅炉中再利用，因此可降低高负荷工况下的运行床温，大大减少了热反应型NOx的生成数量，更有利于后期进行脱硝处理，并且降低尾气中氮氧化物含量，确保达标排放。另外，本实用新型所述的循环工艺，其通过对喷射泵喷射飞灰的流量控制，实现对锅炉床温的控制，进而在实现主动对飞灰进行重新循环利用的基础上，还实现了对床温的主动控制，因此可无需通过调节物料入料流量来控制床温，并且可增加锅炉内的物料浓度；进而提高脱硫效果。

附图说明

图1为本实用新型所述的飞灰强制循环系统的简易连接关系示意图；

图2为本实用新型所述的飞灰强制循环系统的连接关系示意图；

图3为控制系统的电路连接关系示意图；

图4为循环硫化床锅炉的结构示意图；

图5为工艺流程示意图；

图中标记为：灰斗1、锅炉2、密相区21、过渡区22、稀相区23、鼓风机3、喷射泵4、进气端41、出气端42、进料端43、下料管5、插板阀6、管路7、电除尘设备8、控制系统9、料位感应器10、让孔11。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。其中，本实用新型所述的循环流化床锅炉飞灰强制循环系统是在循环流化床锅炉采用炉内喷钙脱硫工艺的条件下使用，以实现循环利用飞灰中残留的脱硫剂(一般为氧化钙CaO)为目的而设计的。而所谓炉内喷钙脱硫，其本身为现有技术，既是在锅炉内通过喷射相应的脱硫剂(一般为碳酸钙CaCO₃等物质，通过分解后的氧化钙CaO起到脱硫效果)以实现脱硫效果的一种工艺。

如图1至图4中所示，本实用新型所述的循环流化床锅炉飞灰强制循环系统，所述循环流化床锅炉采用炉内喷钙脱硫工艺；所述循环系统包括锅炉2、电除尘设备8和位于电除尘设备8下方的灰斗1，还包括鼓风机3和喷射泵4，所述喷射泵4的进气端41通过管路与鼓风机3的出风口连通，所述喷射泵4的出气端42通过管路7与锅炉2连通，所述喷射泵4的进料端43与灰斗1的底部连通。

其中，本实用新型中所述的电除尘设备8，其本身为现有技术，本领域技术人员可以获知其具体结构和工作原理等；本实用新型所述的系统中设置的电除尘设备8，其作用是用于分离飞灰中的细灰一般指粒径小于50～100μm，电除尘设备8具有较好的分离效果，而且其分离出来的细灰中蕴含大量脱硫剂，如CaO，因此，本实用新型通过将喷射泵4的进料端43与电除尘设备8下方的灰斗1的底部连通，以实现将灰斗1中分离的含有未被利用的脱硫剂的飞灰再重新送回锅炉2内并直接参与脱硫反应，从而提高了脱硫反应效果；而且因为重新引入的细灰飞灰中脱硫剂的比表面积比初次加入到锅炉2内并煅烧后直接参与反应的脱硫剂微粒大10倍及以上，因此可使锅炉2内脱硫反应更加的彻底和充分，可使CaO利用率可高达约95％以上，远远大于传统喷钙方式在钙硫比等于2时仅可实现的40％左右的脱硫效率指标。当然，一般的电除尘设备8可能具有多个灰斗1，本实用新型可利用其中最上游的一个灰斗1内的飞灰，如图2所示；或者可以利用所有灰斗1内的飞灰，只需要通过相应的下料管5进行连接即可。

另外，本实用新型中的鼓风机3的作用是产生气流，而喷射泵4则利用鼓风机3产生的气流，将从进料端43加入的飞灰送入到锅炉2中。

鼓风机3，可采用常规的罗茨风机，将罗茨风机的出风口通过管路直接与喷射泵4的进气端41连通即可。当然，罗茨风机可直接利用环境空气，即罗茨风机的进风口直接悬空，当然，一般的，可在罗茨风机的进风口设置相应的过滤器等结构。

喷射泵4其本身为现有技术，其利用鼓风机3产生的气流，可在其进料端43处产生负压，并利用负压进行物料输送；不仅可解决常规气力输送装置输送气体倒串，下料不畅甚至不下料的问题，而且特别适用于物料上方空间处于负压状态的情况。

上述喷射泵4的进料端43与灰斗1的底部连通，其作用是将灰斗1中的飞灰从上述进料 端43引入到喷射泵4中，然后输送至锅炉2内重复使用；一般的，可额外增加设置相应的下料管5，即通过下料管5将喷射泵4的进料端43与灰斗1的底部连通。另外，为了控制飞灰通过进料端43引入到喷射泵4中，可进一步在喷射泵4的进料端43处设置插板阀6；插板阀6则可控制进料端43的启闭，并且通过控制插板阀6的开度，可起到控制飞灰被引入的速度，进而实现对飞灰引入量的调节。

另外，本实用新型的实用新型人通过实验发现，在锅炉2通常有底部至顶部分为密相区21、过渡区22、稀相区23的情况下，通过喷射泵4重新喷射入锅炉2内的飞灰，如果直接加入到锅炉2内的密相区21内时，其能实现最大化的重复利用；为此，如图4中所示，本实用新型进一步可在锅炉2上设置让孔11，所述喷射泵4的出气端42通过管路与锅炉2上的让孔11连通；所述让孔11与锅炉2内的密相区21对应。

另外，还可在灰斗1底部的内壁设置有料位感应器10，其作用是为了确定灰斗1中飞灰的料位高度，确保灰斗1内料位水平，从而稳定下灰流量以及便于实时获知灰斗1内的料位情况。

更具体的，本实用新型中还可设置控制系统9，所述控制系统9分别与喷射泵4和锅炉2信号连通。控制系统9的作用是用于自动化的控制喷射泵4的流量，进而控制其喷射飞灰重新加入到锅炉2内的量。当然，通过将控制系统9与锅炉2信号连通，其目的是用于将锅炉2的相应信号输送给控制系统9，以便控制系统9或者锅炉2内的运行参数；进而控制喷射泵4的运行参数。具体的可通过下方本实用新型所述的循环工艺进一步阐述。另外，控制系统9也可与鼓风机3信号连通，以控制鼓风机的鼓风量或者控制其开关等；同理，当设置有料位感应器10时，所述控制系统9也可与料位感应器10信号连通，以获知料斗中飞灰的储量情况。

本实用新型所述的循环流化床锅炉飞灰强制循环工艺，参照附图5中所示的流程图，其是采用本实用新型所述的循环流化床锅炉飞灰强制循环系统；由控制系统9实时获取锅炉2内的床温T；根据床温T与设定温度范围T0的大小关系，由控制系统9控制喷射泵4喷射飞灰的流量大小，以使床温T稳定在T0内，其中T0的范围为800～950℃；具体控制如下：当T∈T0时，喷射泵4的流量不做调整；当T＜T0时，减少喷射泵4的流量；当T＞T0时，增加喷射泵4的流量。

当然，上述本实用新型所述的工艺，其对喷射泵4的流量控制，如图5中所示，在系统运行后，整个控制过程本身应当是不断的循环控制过程，直到系统停止运行为止，这样才能实现根据床温的实时温度变化，对喷射泵4进行自动的控制，进而对床温实现自动调节。至于每次循环过程中需要增加或减少喷射泵4流量的具体量，一般可根据实际情况而定，如需 要根据循环流化床锅炉的额定工作量、以及根据当前喷射泵4的飞灰流量等有关，一般情况下，可设置每次增加或减少喷射泵4的流量为当前喷射泵4流量的5％-20％。当然，具体对喷射泵4的流量控制，可通过控制喷射泵4内部相应阀门的开度进行控制或者通过控制插板阀6等实现控制；而对于流量的检测，也可通过间接检测喷射泵4内的压力等参数实现。具体的，本领域技术人员可采用已知的流量检测、调节、控制等方式实现。

另外，在上述循环工艺中，锅炉2内的床温T，其本身在现有的设备中均会设置用于检测床温的温度传感器，因此，本实用新型中所指的控制系统9与锅炉2信号连通，实际指的是控制系统与锅炉2内部相应的传感器或者相应的参数测量电路信号连通，以获取锅炉2的相关运行参数；如获取床温T。

至于上述具体的控制过程，其目的主要是控制床温T在最佳的脱硫温度范围内，同时尽量保证床温T不超高，以此降低锅炉2内产生大量的氮氧化物NOx的情况，这样，为使续对氮氧化物NOx的脱除效果更好。

当然，对于上述温度范围T0是实用新型人在实际运行过程中确定的较优的范围，其更有选的范围是T0为830～860℃。

Claims (7)

1.循环流化床锅炉飞灰强制循环系统，所述循环流化床锅炉采用炉内喷钙脱硫工艺；所述循环系统包括锅炉(2)、电除尘设备(8)和位于电除尘设备(8)下方的灰斗(1)，其特征在于：还包括鼓风机(3)和喷射泵(4)，所述喷射泵(4)的进气端(41)通过管路与鼓风机(3)的出风口连通，所述喷射泵(4)的出气端(42)通过管路(7)与锅炉(2)连通，所述喷射泵(4)的进料端(43)与灰斗(1)的底部连通。

2.如权利要求1所述的循环流化床锅炉飞灰强制循环系统，其特征在于：在锅炉(2)上设置有让孔(11)，所述喷射泵(4)的出气端(42)通过管路与锅炉(2)上的让孔(11)连通；所述让孔(11)与锅炉(2)内的密相区(21)对应。

3.如权利要求1所述的循环流化床锅炉飞灰强制循环系统，其特征在于：喷射泵(4)的进料端(43)与灰斗(1)的底部通过下料管(5)连通。

4.如权利要求1所述的循环流化床锅炉飞灰强制循环系统，其特征在于：在喷射泵(4)的进料端(43)处设置有插板阀(6)。

5.如权利要求1所述的循环流化床锅炉飞灰强制循环系统，其特征在于：所述鼓风机(3)为罗茨风机。

6.如权利要求1所述的循环流化床锅炉飞灰强制循环系统，其特征在于：在灰斗(1)底部的内壁设置有料位感应器(10)。

7.如权利要求1至6中任一项所述的循环流化床锅炉飞灰强制循环系统，其特征在于：还包括控制系统(9)，所述控制系统(9)分别与喷射泵(4)和锅炉(2)信号连通。