CN207486774U - 一种纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉 - Google Patents
一种纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉，它包括炉膛，炉膛下方通过小风帽布风板与等压风室连通，炉膛下部设置有进料管和埋管及返料口；炉膛的出口拐弯下行连接第一水冷腔，第一水冷腔下部逐渐缩小下行拐弯后变大，连接一级加速沉降分离器，一级加速沉降分离器的低部连接有沉降槽，沉降槽的底部与返料口连接；一级加速沉降分离器上部与第二水冷腔连接，第二水冷腔的上部布置膜式壁水冷隔屏，第二水冷腔出口串联有二级蜗壳旋风分离器。它通过在炉膛出口设置第一和第二两个水冷膜式壁空腔，对最易沾污的受热面进行降低沾污设计和避免钠、钾高温腐蚀，解决了结焦积灰严重的现象，取得了较好的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种循环流化床锅炉，特别涉及一种纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉，属于锅炉燃烧设备技术领域。
背景技术
目前，循环流化床锅炉普遍对新疆准东地区高钠煤适应性差，已运行的锅炉一般是参烧部分高钠煤，而且普遍结焦积灰严重，钠、钾高温腐蚀，造成锅炉故障和排烟温度高。准东高钠煤特点是：低灰份、低硫、低中灰熔点，高水份、高挥发份、中高热值，高钠、钾、钙，强结焦性、强沾污性，但着火燃尽性能优良。燃烧高钠煤主要从根本上要解决结焦积灰严重现象，应严格控制燃烧温度，对最易沾污的850-530℃受热面进行降低沾污设计和避免钠、钾高温腐蚀，因此对炉膛燃烧和受热面传热提出了很高的要求。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉，它是通过在炉膛出口设置第一和第二两个水冷膜式壁空腔，受热面内表面保温隔离，多空腔膜式壁和受热面在飞灰循环回路中，灰浓度高，既增强了传热又提高了自清洁能力，严格控制燃烧温度，对最易沾污的850-530℃受热面进行降低沾污设计和避免钠、钾高温腐蚀，解决了结焦积灰严重的现象，彻底解决了上述存在的技术问题。
本实用新型的技术方案是：一种纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉，它包括低速床炉膛，所述低速床炉膛下方通过小风帽布风板与等压风室连通，低速床炉膛下部设置有进料管和埋管及返料口；低速床炉膛的出口拐弯下行连接第一水冷腔，第一水冷腔下部逐渐缩小下行拐弯后变大，连接一级加速沉降分离器，所述一级加速沉降分离器的低部连接有沉降槽，所述沉降槽的底部与返料口连接；一级加速沉降分离器上部另一端与第二水冷腔连接，所述第二水冷腔的上部布置膜式壁水冷隔屏，第二水冷腔出口分别串联有二级蜗壳旋风分离器、若干组省煤器、空气预热器、烟气处理设备；二级蜗壳旋风分离器的底部并联有螺旋排灰机和U型阀，所述U型阀出口管穿过沉降槽与炉膛连接。
所述低速床炉膛为上小下大全膜式壁结构，低速床炉膛内部烟气出口以下向火面敷设有卫燃带，所述卫燃带为间隔设置。低速床炉膛上每隔2米设置测温点。
所述第一水冷腔为全膜式壁结构，其截面结构形式为上大下小，下部逐渐缩小，上部向火面全部裸露，第一水冷腔上部内悬吊有膜式壁水冷屏，其屏宽为400-600mm，屏间距为200-400mm。
所述小风帽布风板的风帽直径为50mm，风帽上的透风孔直径为4.5-5.2mm，相邻风帽间间距为70-75mm。
所述一级加速沉降分离器的向火面敷设有防磨层。
所述沉降槽膜式壁向火面裸露。
所述第二水冷腔为全膜式壁结构，上部内布置有膜式壁水冷隔屏，所述膜式壁水冷隔屏屏间距为500-800mm，第二水冷腔膜式壁向火面底部敷设防磨层。
所述二级蜗壳旋风分离器为绝热型，进口稳流段长为2000～2500mm。
所述空气预热器为顺列大节距、大管排间距结构形式，在空气预热器、省煤器和膜式壁水冷隔屏之间每级配置有吹灰器，在空气预热器与等压风室之间用风管连接，在风管上设有烟气加入口。
本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，其有益效果如下：
通过发挥循环流化床锅炉燃烧温度低的优势，降低碱金属及其化合物气化释放量。
（1）本实用新型的炉膛采用低速床，密相区燃烧份额高，因为高钠煤热值高且着火燃尽性能优良，通过加大埋管面积20%和采用中温返料冷却调节，可以控制燃烧温度在高钠煤熔融性结渣温度以下。
（2）本实用新型的炉膛采用低速床，稀相区燃烧份额低，水冷壁面积大所以向火面敷设卫燃带，但间隔裸露可调整，间隔预设低强度卫燃带可塑料，每隔2米设置测温点，根据运行温度确定打掉量。可以控制燃烧温度在高钠煤熔融性结渣温度以下，因为中温返料入炉后需要增加预热时间，所以将炉膛流程时间多延长约1s设计。
（3）本实用新型对最易沾污的850-530℃受热面，采用第一和第二两个水冷膜式壁空腔，增设双面曝光水冷屏，受热面积大。多空腔膜式壁在飞灰循环回路中，速度低但灰浓度高，既增强了传热又提高了自清洁能力。第一空腔灰浓度与炉膛一致，烟气下行不会积灰。第二空腔灰浓度低于第一空腔，烟气上行，烟速提高1m/s，利于传热不易积灰，还加装了伸缩吹灰器。
（4）本实用新型一级加速沉降分离器工作温度600-650℃，飞灰在沉降槽中还可继续冷却。二级蜗壳旋风分离器工作温度500-530℃，针对低灰煤将进口稳流段加长400mm。循环系统安全可靠，避免了高温分离因高钠煤灰熔点低带来循环系统结焦的风险。
（5）本实用新型通过向风室内加入0-30%尾部烟气，既维持床内流化均匀稳定，又控制过量空气系数，下部缺氧和均匀稳定燃烧抑制了NOX的产生；通过两级分离返料，炉膛上部含碳细灰浓度高，间隔敷设卫燃带保证上部温度约850℃均匀不降低（也是炉内脱硫剂最佳工作温度），炉膛上部高浓度炽热炭粒形成了对NOX的强还原性条件，并扩展了高度，同时炉膛流程按时间多延长约1s设计，还原反应降低了NOX排放。
所以说，本实用新型适用高钠煤燃料，燃烧效率高；炉膛不易结焦，返料循环系统可靠，受热面不易沾污；NOX排放低（＜200mg/m3），便于SNCR和SCR达到超低排放。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中标识：1-低速床炉膛，2-小风帽布风板，3-等压风室，4-进料口，5-埋管，6-返料口，7-第一水冷腔，8-膜式壁水冷屏，9-第二水冷腔，10-膜式壁水冷隔屏，11-二级蜗壳旋风分离器，12-U型阀，13-沉降槽，14-一级加速沉降分离器，15-省煤器，16-空气预热器，17-吹灰器 ，18-烟气加入口，19-螺旋排灰机。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照本说明书附图对本实用新型作进一步的详细描述。
实施例1：如附图1所示，一种纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉，它包括低速床炉膛1，所述低速床炉膛1下方通过小风帽布风板2与等压风室3连通，低速床炉膛1下部设置有进料管4和埋管5及返料口6；低速床炉膛1的出口拐弯下行连接第一水冷腔7，第一水冷腔7下部逐渐缩小下行拐弯后变大，连接一级加速沉降分离器14，所述一级加速沉降分离器14的低部连接有沉降槽13，所述沉降槽13的底部与返料口6连接；一级加速沉降分离器14上部另一端与第二水冷腔9连接，所述第二水冷腔9的上部布置膜式壁水冷隔屏10，第二水冷腔9出口分别串联有二级蜗壳旋风分离器11、若干组省煤器15、空气预热器16、烟气处理设备；二级蜗壳旋风分离器11的底部并联有螺旋排灰机19和U型阀12，所述U型阀12出口管穿过沉降槽13与低速床炉膛1连接。
进一步的，低速床炉膛1为上小下大全膜式壁结构，低速床炉膛1内部烟气出口以下向火面敷设有卫燃带，所述卫燃带为间隔设置。低速床炉膛上每隔2米设置测温点。
进一步的，第一水冷腔7为全膜式壁结构，其截面结构形式为上大下小，下部逐渐缩小，上部向火面全部裸露，第一水冷腔7上部内悬吊有膜式壁水冷屏8，其屏宽为400-600mm，屏间距为200-400mm。
进一步的，小风帽布风板2的风帽直径为50mm，风帽上的透风孔直径为4.5-5.2mm，相邻风帽间间距为70-75mm。
进一步的，一级加速沉降分离器14的向火面敷设有防磨层。
进一步的，沉降槽13膜式壁向火面裸露。
进一步的，第二水冷腔9为全膜式壁结构，上部内布置有膜式壁水冷隔屏10，所述膜式壁水冷隔屏10屏间距为500-800mm，第二水冷腔9膜式壁向火面底部敷设防磨层。
进一步的，二级蜗壳旋风分离器11为绝热型，进口稳流段长为2000～2500mm，比一般的稳流段加长了400～500 mm，提高了灰的分离效果。
进一步的，空气预热器16为顺列大节距、大管排间距结构形式，在空气预热器16、省煤器15和膜式壁水冷隔屏10之间每级配置有吹灰器17，在空气预热器16与等压风室3之间用风管连接，在风管上设有烟气加入口18。
一种纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉的操作方法，该方法包括以下步骤：
a、空气经空气预热器16预热到120～130℃后，用风管送入到等压风室3中，经小风帽布风板2的风帽进行均匀分配后，进入到低速床炉膛1中形成流化风，与进料管4及返料口6中送入的煤粒进行燃烧，形成烟气向上流动；
b、低速床炉膛1下部烟气流速为3～4m/s，上部烟气流速为4～4.5m/s，在低速床炉膛1内的烟气流程为6～7s；
c、小风帽布风板2的流化风为新鲜空气掺入0～30%的尾部烟气；
d、烟气从低速床炉膛出来后，温度为850～860℃，进入到第一水冷腔7内；
e、第一水冷腔7上部烟气下行流速为5～6m/s，下部出口烟气流速为8m/s，进入第二水冷腔9内；
f、第二水冷腔9内的烟气上行流速6～7m/s，经膜式壁水冷隔屏10降温后进入二级蜗壳旋风分离器11分离，二级蜗壳旋风分离器11的工作温度为500～530℃；
g、从二级蜗壳旋风分离器11分离后的烟气经省煤器15和空气预热器16进一步降温后进入烟气处理设备处理后经烟囱排入大气；
h、经二级蜗壳旋风分离器11分离后，未燃尽的高钠飞灰通过U型阀12及返料口6返回炉膛燃烧，小部分飞灰通过螺旋排灰机19排放，起调节炉膛差压作用。
本实用新型的工作原理简述如下：
高钠煤燃料从进料口4加入炉膛1下部密相区，由新鲜空气掺混0-30%尾部烟气进行流化沸腾燃烧，大于2mm粗颗粒在密相区燃烧。细颗粒被吹入炉膛1上部稀相区，经6-7s时间燃烧后出炉膛1。高温烟气下行进入第一水冷腔7冷却到650-600℃，拐弯后上行进入第二水冷腔9冷却到530-500℃，经过二级蜗壳旋风分离器11后再顺入省煤器15、空气预热器16，通过尾部环保处理设备达标排放。
烟气在经过第一水冷腔7下部时加速，拐弯后上行进入第二水冷腔9，其中灰粒因为加速沉降分离，此部分（40-60%）灰粒收集到沉降槽13中返回炉膛燃烧，形成第一级中温分离回送系统。烟气在经过二级蜗壳旋风分离器11时，其中灰粒因为旋风离心力分离，此部分（90-95%）灰粒收集到立管中由U型阀12部分经斜管返回炉膛燃烧，形成第二级中温分离回送系统，部分通过螺旋排灰机19排放。对于不被二级分离器拦截下的灰粒，因为其粒径很小，又有炉膛6-7s的燃烧时间，颗粒基本能燃尽。
通过向等压风室3内加入0-30%尾部烟气，既维持床内流化均匀稳定，又控制过量空气系数，下部缺氧和均匀稳定燃烧抑制了NOX的产生；通过两级分离返料，炉膛1上部含碳细灰浓度高，间隔敷设卫燃带保证上部温度约850℃均匀不降低（也是炉内脱硫剂最佳工作温度），炉膛1上部高浓度炽热炭粒形成了对NOX的强还原性条件，并扩展了高度，同时炉膛1流程按时间多延长约1s设计，还原反应降低了NOX排放。
本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉，其特征在于：它包括低速床炉膛（1），所述低速床炉膛（1）下方通过小风帽布风板（2）与等压风室（3）连通，低速床炉膛（1）下部设置有进料管（4）和埋管（5）及返料口（6）；低速床炉膛（1）的出口拐弯下行连接第一水冷腔（7），第一水冷腔（7）下部逐渐缩小下行拐弯后变大，连接一级加速沉降分离器（14），所述一级加速沉降分离器（14）的低部连接有沉降槽（13），所述沉降槽（13）的底部与返料口（6）连接；一级加速沉降分离器（14）上部另一端与第二水冷腔（9）连接，所述第二水冷腔（9）的上部布置膜式壁水冷隔屏（10），第二水冷腔（9）出口串联有二级蜗壳旋风分离器（11）、若干组省煤器（15）、空气预热器（16）、烟气处理设备；二级蜗壳旋风分离器（11）的底部并联有螺旋排灰机（19）和U型阀（12），所述U型阀（12）出口管穿过沉降槽（13）与低速床炉膛（1）连接。
2.根据权利要求1所述的纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉，其特征在于：所述低速床炉膛（1）为上小下大全膜式壁结构，低速床炉膛（1）内部烟气出口以下向火面敷设有卫燃带，所述卫燃带为间隔设置。
3.根据权利要求1所述的纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉，其特征在于：所述第一水冷腔（7）为全膜式壁结构，其截面结构形式为上大下小，下部逐渐缩小，上部向火面全部裸露，第一水冷腔（7）上部内悬吊有膜式壁水冷屏（8），其屏宽为400-600mm，屏间距为200-400mm。
4.根据权利要求1所述的纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉，其特征在于：所述小风帽布风板（2）的风帽直径为50mm，风帽上的透风孔直径为4.5-5.2mm，相邻风帽间间距为70-75mm。
5.根据权利要求1所述的纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉，其特征在于：所述一级加速沉降分离器（14）的向火面敷设有防磨层。
6.根据权利要求1所述的纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉，其特征在于：所述沉降槽（13）膜式壁向火面裸露。
7.根据权利要求1所述的纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉，其特征在于：所述第二水冷腔（9）为全膜式壁结构，上部内布置有膜式壁水冷隔屏（10），所述膜式壁水冷隔屏（10）屏间距为500-800mm，第二水冷腔（9）膜式壁向火面底部敷设防磨层。
8.根据权利要求1所述的纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉，其特征在于：所述二级蜗壳旋风分离器（11）为绝热型，进口稳流段长为2000～2500mm。
9.根据权利要求1所述的纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉，其特征在于：所述空气预热器（16）为顺列大节距、大管排间距结构形式，在空气预热器（16）、省煤器（15）和膜式壁水冷隔屏（10）之间每级配置有吹灰器（17），在空气预热器（16）与等压风室（3）之间用风管连接，在风管上设有烟气加入口（18）。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN107726285A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-02-23 | 贵州新能源开发投资股份有限公司 | 一种纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉 |
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2017
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| CN107726285A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-02-23 | 贵州新能源开发投资股份有限公司 | 一种纯燃高钠煤两级中温分离循环流化床饱和蒸汽锅炉 |
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