CN206037020U - Cfb锅炉气膜防磨水冷壁结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种CFB锅炉气膜防磨水冷壁结构，CFB锅炉内设有水冷壁，其由管道及管道之间的鳍片构成，在水冷壁向火侧设置至少1个对吹风腔组，每组包含上、下2层风腔，二者之间还可设置双向风腔，上、下层风腔及双向风腔的出风口相对设置形成对吹气膜，还包含通设于水冷壁鳍片上的供风支管及供风母管，本实用新型通过双向对吹形成气膜防止气固双相流对水冷壁的磨损，延长水冷壁的使用寿命，达到防磨效果的同时还省去频繁修理更换水冷壁的麻烦，降低花费成本。

Description

CFB锅炉气膜防磨水冷壁结构

技术领域

本实用新型属于CFB锅炉气膜防磨水冷壁结构，属于动力工程领域。

背景技术

CFB（circulating fluidized bed）循环流化床锅炉，因其具有燃料适应性广、燃烧效率高、负荷调节能力强、可在床内直接脱硫及实现低NOx排放、燃料制备系统简单、易于实现灰渣综合利用等众多优点，在动力工程中被广泛采用。

CFB锅炉相较其它炉型虽有如上所述众多优点，但它存在的先天不足——炉内受热面在气固双相流作用下的磨损，特别是位于密相区与稀相区之间的过渡区水冷壁磨损问题，严重影响锅炉运行的可靠性，早期锅炉因为连续运行时间短，而以“星期炉”著称。

CFB锅炉炉膛内中心气流向上运动，四周贴壁流向下流动，贴壁流中所含固体颗粒，在向下流动开始后，受重力作用，流速渐增，对水冷壁造成磨损。可见水冷壁磨损是由于炉内气固双向流运行机理所致。

根据长期的观察与总结，关于灰对受热面的磨损速率，形成了一般规律性的认识，即磨损速率与灰浓度、灰粒度及灰速度有关，与灰浓度、灰粒度的平方及灰速度的立方成正比。

目前解决受热面的磨损问题也正是从这几方面着手。如按全燃用煤矸石设计的锅炉只部分掺烧或弃烧矸石以降低灰浓度；沿水冷壁高度方向设置多层防磨隔板或防磨梁，希望通过隔板或防磨梁降低贴壁灰浓度及流速。

采用上述措施后水冷壁磨损效果有所改善，如某电厂240t/h CFB锅炉采用防磨梁（效果优于防磨隔板）技术后，连续运行周期从3~4个月延长至8~10个月。

另外采用的防磨措施是高温或其它形式的表面喷涂，以提高锅炉受热面抗磨性，这一方法费用高，也未能根本解决水冷壁磨损问题。

现有还有利用气膜隔绝的方式，但是由于气流必然在水冷壁管某点之后，按切线流向炉膛，使水冷壁管最易磨区域不但无膜生成，反而会形成双向旋涡，该旋涡压力相对较低，会将灰粒吸入，从而形成风轮，造成直接切割水冷壁的严重问题。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题即在提供一种可有效防止水冷壁磨损的CFB锅炉气膜防磨水冷壁结构。

本实用新型所采用的技术手段如下。

一种CFB锅炉气膜防磨水冷壁结构， CFB锅炉内设有水冷壁管及相邻水冷壁管之间的水冷壁鳍片，在水冷壁向火侧设置至少1个对吹风腔组，每组包含上、下2层风腔，上、下层风腔的出风口相对设置，还包含供风支管，其一端通设于风腔对应的水冷壁鳍片上，另一端连接供风母管。

所述上层风腔包含风腔侧板以及用于封闭上层风腔上部的风腔顶板，所述上层风腔的风腔侧板的下部呈向水冷壁方向的收缩状，其下端部与水冷壁之间形成弧形下出风口；所述下层风腔包含风腔侧板以及用于封闭下层风腔下部的风腔底板，下层风腔的风腔侧板的上部呈向水冷壁方向的收缩状，其上端部与水冷壁之间形成弧形上出风口。

风腔顶板和风腔底板焊于水冷壁及水冷壁鳍片，上层风腔的风腔侧板的下端部与水冷壁鳍片之间、下层风腔的风腔侧板的上端部与水冷壁鳍片之间均为定位点焊，点焊处旁为鳍片风膜出口。

在鳍片不磨损部位的上、下层风腔之间可设有至少1个双向风腔，该双向风腔包含风腔侧板，其上、下部均呈向水冷壁方向的收缩状，风腔侧板的上、下端部与水冷壁之间形成弧形上出风口和弧形下出风口，风腔侧板的上、下端部均与水冷壁鳍片焊接固定，所述弧形上出风口与上层风腔的弧形下出风口相对，弧形下出风口与下层风腔的弧形上出风口相对，双向风腔对应的水冷壁鳍片上通设供风支管的一端，供风支管的另一端连接供风母管。

所述供风母管水平环形或单段设置，且供风母管通过型钢支撑固定。

所述风腔沿水冷壁环周设置，或间隔设置。

所述对吹风腔组可上下设置单组或多组。

所述上、下层风腔的供风支管设置于水冷壁鳍片的靠近风腔顶板或风腔底板处，所述双向风腔的供风支管设置于水冷壁鳍片上对应风腔侧板中间的位置。

所述风腔为金属风腔，风腔向火侧涂敷高温耐磨保护层。

本实用新型还包含气膜供风系统，其包含主风道，主风道上依次设置一次风机、空气预热器、总热风调阀、止回阀、主风道关断阀、自动调温电加热器；空气预热器的入口之前、总热风调阀出口之后并联有冷风线路，其依次设置冷风关断阀和冷风调阀；止回阀的入口之前、总热风调阀出口之后并联有增压线路，其依次设置增压进风道关断阀、增压风机和增压出风道关断阀；自动调温电加热器出口之后，主风道分为通向各层供风母管的若干分支风道，每个分支风道上均设有供风调阀和流量计。

本实用新型所产生的有益效果如下。

1、CFB锅炉采用本实用新型的气膜防磨结构，用双向对吹膜式风形成气膜的方式，在灰粒子与水冷壁金属壁面之间形成气体隔绝层，受火面设定区域内形成气膜全覆盖，使颗粒没有接触管外壁的机会，达到彻底保护管壁免受磨损的目的，有效延长水冷壁的使用寿命，使其完全可以达到与煤粉炉相媲美的程度。

2、在环形水冷壁向火侧某位置（可设置挡风墙，强迫气流转向），对吹后的风均转向炉膛中心，方向稳定不会造成旋流，运行过程安全有效。

3、本实用新型结构并不复杂，造价及运行费用底，达到防磨效果的同时还可省去频繁修理更换水冷壁的麻烦，降低花费成本。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型的实施例1的水平截面示意图。

图3a为上层风腔的放大结构纵向截面示意图。

图3b为下层风腔的放大结构纵向截面示意图。

图4为本实用新型的实施例3的结构示意图。

图5为双向风腔的水平截面示意图。

图6双向风腔的放大结构侧面示意图。

图7为气膜供风系统的连接关系示意图。

具体实施方式

本实用新型保护一种具有对吹风腔的CFB锅炉气膜防磨水冷壁结构。

在CFB锅炉内设有膜式水冷壁，其包含复数水冷壁管11及相邻水冷壁管之间的水冷壁鳍片12，膜式水冷壁的向火侧设置至少1个对吹风腔组，每组包含上、下2层风腔21、22，风腔可沿水冷壁1环周设置，或间隔设置，根据实际的锅炉需求进行设计。

结合图1至图3所示，上层风腔21包含风腔侧板213以及用于封闭上层风腔21上部的风腔顶板212，上述风腔侧板213的下部呈向水冷壁方向的收缩状，风腔侧板213的下端部214与水冷壁管11之间形成弧形下出风口211，风腔侧板213的下端部214与水冷壁鳍片12之间可通过定位点焊的方式连接固定，点焊处旁为鳍片风膜出口。

下层风腔22包含风腔侧板223以及用于封闭下层风腔22下部的风腔底板222，上述风腔侧板223的上部呈向水冷壁方向的收缩状，风腔侧板223的上端部224与水冷壁之间形成弧形上出风口221，风腔侧板223上端部224与水冷壁鳍片12之间可通过定位点焊的方式连接固定，点焊处旁为鳍片风膜出口225。

上述弧形下出风口211和弧形上出风口221相对应设置，使两个弧形出风口的膜式风形成对吹后进入炉膛，即在水冷壁向火侧形成气膜，防止水冷壁的磨损。风腔采用金属材质制成，由钢板焊制为最佳。金属风腔外涂敷高温耐磨保护层10，其选用现有的高温耐磨材质即可。

上述风腔顶板212和风腔底板222边沿全部焊接在水冷壁管11及水冷壁鳍片12上，保证上、下层风腔单向出风的功能。下端部214和上端部224分别与相对的水冷壁鳍片12中线定位点焊。

上述结构还包含向风腔内供风的供风支管3，其一端通设于风腔内的水冷壁鳍片12上，另一端连接供风母管4。每层风腔均对应设置1根水平环形设置的供风母管4，其可通过型钢5支撑固定。

根据锅炉的不同防磨需要，上述对吹风腔组可设置上下2组或多组。或者还可进一步在上、下层风腔之间设有至少1个双向风腔23。

双向风腔23包含风腔侧板233，同样的，其上、下部均呈向水冷壁方向的收缩状，风腔侧板233的上、下端部与水冷壁管11之间形成弧形上出风口231和弧形下出风口232，风腔侧板233的上、下端部234均与水冷壁鳍片12焊接固定，所述弧形上出风口231与上层风腔21的弧形下出风口211相对，弧形下出风口232与下层风腔22的弧形上出风口221相对，双向风腔23对应的水冷壁鳍片上通设供风支管3的一端，供风支管3的另一端连接供风母管4，其同样可通过型钢5支撑固定。

上、下层风腔的供风支管设置于水冷壁鳍片12上的靠近风腔顶板或风腔底板处，而双向风腔的供风支管设置于水冷壁鳍片对应风腔侧板中间的位置，以使上、下风量均匀分布。

上述各层的供风母管4还连接气膜供风系统。如图所示，其包含主风道，主风道上依次设置一次风机61、空气预热器62、总热风调阀63、止回阀64、主风道关断阀65、自动调温电加热器66，即通过一次风机61提供一次风形成防磨气膜。空气预热器62的入口之前、总热风调阀63出口之后并联有冷风线路，其依次设置冷风关断阀71和冷风调阀72，其用于控制调节通过预热器后一次风的温度。止回阀64的入口之前、总热风调阀63出口之后并联有增压线路，其依次设置增压进风道关断阀73、增压风机74和增压出风道关断阀75。经过前述控温和增压处理后，主风道在自动调温电加热器66出口之后，分为通向各供风母管的若干分支风道，每个分支风道上均设有供风调阀8和流量计9。通过气膜供风系统，为水冷壁防磨风腔提供适宜温度和足够压力的一次风，保证对吹风膜的形成。

一般来说，本实用新型的气膜防磨水冷壁结构可应用于CFB锅炉的磨损情况相对较严重的区域如密相区和过渡区。

以下为对吹风腔组及双向风腔不同的实施例。

实施例1：如图1所示，膜式水冷壁上设置1组环形对吹风腔。

实施例2：如图4所示，膜式水冷壁上设置1组环形对吹风腔，对吹风腔之间设有1个环形的双向风腔。

以上仅举出2个实施例，但并不以此为限，与上述风腔组数不同、每层设置方式不同，但风腔结构相同的均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种CFB锅炉气膜防磨水冷壁结构， CFB锅炉内设有水冷壁管11及相邻水冷壁管之间的水冷壁鳍片（12），其特征在于，在水冷壁向火侧设置至少1个对吹风腔组，每组包含上、下2层风腔（21、22），上、下层风腔的出风口（211、221）相对设置，还包含供风支管（3），其一端通设于风腔对应的水冷壁鳍片（12）上，另一端连接供风母管（4）。

2.如权利要求1所述的CFB锅炉气膜防磨水冷壁结构，其特征在于：

所述上层风腔（21）包含风腔侧板（213）以及用于封闭上层风腔（21）上部的风腔顶板（212），所述风腔侧板（213）的下部呈向水冷壁方向的收缩状，风腔侧板（213）下端部与水冷壁之间形成弧形下出风口（211）；

所述下层风腔（22）包含风腔侧板（223）以及用于封闭下层风腔（22）下部的风腔底板（222），上述风腔侧板（223）的上部呈向水冷壁方向的收缩状，风腔侧板（223）上端部与水冷壁之间形成弧形上出风口（221）。

3.如权利要求2所述的CFB锅炉气膜防磨水冷壁结构，其特征在于，风腔顶板（212）和风腔底板（222）焊于水冷壁管（11）及水冷壁鳍片（12），风腔侧板（213）的下端部（214）与水冷壁鳍片（12）之间、风腔侧板（223）的上端部（224）与水冷壁鳍片（12）之间均为定位点焊，点焊处旁为鳍片风膜出口。

4.如权利要求2所述的CFB锅炉气膜防磨水冷壁结构，其特征在于，在上、下层风腔之间设有至少1个双向风腔（23），该双向风腔（23）包含风腔侧板（233），其上、下部均呈向水冷壁方向的收缩状，风腔侧板（233）的上、下端部与水冷壁管（11）之间形成弧形上出风口（231）和弧形下出风口（232），风腔侧板（233）的上、下端部均与水冷壁鳍片（12）焊接固定，所述弧形上出风口（231）与上层风腔（21）的弧形下出风口（211）相对，弧形下出风口（232）与下层风腔（22）的弧形上出风口（221）相对，双向风腔（23）对应的水冷壁鳍片上通设供风支管的一端，供风支管的另一端连接供风母管（4）。

5.如权利要求1至4任一所述的CFB锅炉气膜防磨水冷壁结构，其特征在于，所述供风母管（4）水平环形设置，且供风母管（4）通过型钢（5）支撑固定。

6.如权利要求1至4任一所述的CFB锅炉气膜防磨水冷壁结构，其特征在于，所述风腔沿水冷壁（1）环周设置，或间隔设置。

7.如权利要求1至4任一所述的CFB锅炉气膜防磨水冷壁结构，其特征在于，所述对吹风腔组可上下设置2组或2组以上。

8.如权利要求4所述的CFB锅炉气膜防磨水冷壁结构，其特征在于，所述上、下层风腔的供风支管设置于水冷壁鳍片（12）的靠近风腔顶板或风腔底板处，所述双向风腔的供风支管设置于水冷壁鳍片上对应风腔侧板中间的位置。

9.如权利要求1至4任一所述的CFB锅炉气膜防磨水冷壁结构，其特征在于，所述风腔为金属风腔，风腔向火侧涂敷高温耐磨保护层。

10.如权利要求1至4任一所述的CFB锅炉气膜防磨水冷壁结构，其特征在于，还包含气膜供风系统，其包含主风道，主风道上依次设置一次风机（61）、空气预热器（62）、总热风调阀（63）、止回阀（64）、主风道关断阀（65）、自动调温电加热器（66）；

空气预热器（62）的入口之前、总热风调阀（63）出口之后并联有冷风线路，其依次设置冷风关断阀（71）和冷风调阀（72）；

止回阀（64）的入口之前、总热风调阀（63）出口之后并联有增压线路，其依次设置增压进风道关断阀（73）、增压风机（74）和增压出风道关断阀（75）；

自动调温电加热器（66）出口之后，主风道分为通向各层供风母管的若干分支风道，每个分支风道上均设有供风调阀（8）和流量计（9）。