CN209495317U - Cfb锅炉循环灰处理系统 - Google Patents

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邬万竹
张建生
吕剑
李影平
张鹏
胡昌华
辛胜伟
王虎
谢国威
杜佳军
顾从阳
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China Energy Investment Corp Ltd
Shenhua Guoneng Group Corp Ltd
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Abstract

本实用新型提供了一种CFB锅炉循环灰处理系统。该CFB锅炉循环灰处理系统包括:CFB锅炉,具有炉膛;回料器,与炉膛通过进料管和回料管相连;多个冷渣器,各冷渣器与炉膛相连,且至少部分冷渣器与回料器之间通过放灰管相连。循环流化床锅炉的炉膛内是灰浓度较大的气固混合流动,灰浓度越大,炉内的换热系数越高,反之亦然。因此,利用上述CFB锅炉循环灰处理系统在CFB机组低负荷时,将回料器中原本需要循环回到炉膛的部分循环灰通过放灰管放出炉外以减小炉内的灰浓度,进而减小炉内的换热系数,来实现提高炉膛出口的烟气温度,进而提高脱硝效率。

Description

CFB锅炉循环灰处理系统
技术领域
本实用新型涉及CFB技术领域,具体而言,涉及一种CFB锅炉循环灰处理系统。
背景技术
现役CFB(循环流化床锅炉)机组普遍采用SNCR脱硝技术实现NOX的超低排放,但存在着启动过程中及低负荷运行时,由于旋风分离器入口温度低于SNCR脱硝反应的温度区间(850℃~1100℃),导致NOX排放无法达到超低排放的问题。近段时间以来,相关地方政府进一步提高了对现役机组环保要求,要求机组实现全工况脱硝。另一方面,火电机组利用小时不断降低,风、光伏等新能源装增加,有偿调峰服务逐步开展。火电机组包括CFB锅炉(10)机组进行满足安全环保运行的深度调峰改造势在必行。
现役CFB电厂需要利用提高床温的措施来提高分离器入口温度,提高低负荷区间的SNCR脱硝效果。虽通过运行风量、床压等调整措施可实现适当减少循环灰量的目的,但效果甚微。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种CFB锅炉循环灰处理系统,通过将低负荷工况下CFB锅炉内部高温循环灰排出冷却储存,从而提高旋风分离器入口烟温,以解决现有技术中的CFB电厂低负荷运行时SNCR脱硝效率低的问题。
为了实现上述目的,根据本实用新型的一个方面,提供了一种CFB锅炉循环灰处理系统,包括:CFB锅炉,具有炉膛;回料器,与炉膛通过进料管和回料管相连;多个冷渣器,各冷渣器与炉膛相连,且至少部分冷渣器与回料器之间通过放灰管相连。
进一步地,上述回料器包括返料U型阀,返料U型阀的下部具有与放灰管相连的开口。
进一步地,上述放灰管上设置有电动阀和水冷旋转排渣阀。
进一步地,上述CFB锅炉循环灰处理系统还包括分布式控制系统,炉膛内设置有压力检测装置和温度检测装置,电动阀、水冷旋转排渣阀、压力检测装置、温度检测装置与分布式控制系统电连接。
进一步地,上述CFB锅炉循环灰处理系统还包括粉仓,粉仓与各冷渣器相连且粉仓与回料管相连。
进一步地,上述粉仓与各冷渣器之间通过灰料输送设备相连,各灰料输送设备包括依次连通设置的底渣链斗机和斗提机。
进一步地,上述灰料输送设备为两套,各冷渣器通过第一三通阀与两套灰料输送设备的底渣链斗机相连。
进一步地,上述CFB锅炉循环灰处理系统还包括冷渣仓,斗提机通过第二三通阀与粉仓和冷渣仓相连。
进一步地,上述第二三通阀与粉仓之间设置有空气输送斜槽。
进一步地,上述冷渣器共n个,n/2个冷渣器与回料器之间通过放灰管相连,另外的n/2个冷渣器与炉膛通过管路相连,n为2~10中的任意一个偶数。
应用本实用新型的技术方案,循环流化床锅炉的炉膛内是灰浓度较大的气固混合流动,灰浓度越大,炉内的换热系数越高,反之亦然。因此,利用上述CFB锅炉循环灰处理系统在CFB机组低负荷时,将回料器中原本需要循环回到炉膛的部分循环灰通过放灰管放出炉外以减小炉内的灰浓度,进而减小炉内的换热系数,来实现提高炉膛出口的烟气温度,进而提高脱硝效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本实用新型的一种实施例的示出的CFB锅炉循环灰处理系统的结构示意图;以及
图2示出了根据本实用新型的另一种实施例的示出的CFB锅炉循环灰处理系统的结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
10、CFB锅炉;20、回料器;21、回料管;30、冷渣器;40、放灰管;41、电动阀;42、水冷旋转排渣阀;51、底渣链斗机;52、斗提机;60、空气输送斜槽;70、粉仓;80、冷渣仓;91、第一三通阀;92、第二三通阀。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
现在,将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而,这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施,并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是,提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整,并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员,在附图中,为了清楚起见,有可能扩大了层和区域的厚度,并且使用相同的附图标记表示相同的器件,因而将省略对它们的描述。
如本申请背景技术所分析的,CFB机组低负荷运行时,由于旋风分离器入口温度低于SNCR脱硝反应的温度区间(850℃~1100℃),导致SNCR脱硝效率低,NOX排放无法达到超低排放,为了解决上述问题,本申请提供了一种CFB锅炉循环灰处理系统。如图1和2所示,该CFB锅炉循环灰处理系统包括CFB锅炉10、回料器20和多个冷渣器30,CFB锅炉10具有炉膛;回料器20与炉膛通过进料管和回料管21相连(图中未示出进料管);冷渣器30与炉膛相连,且至少部分冷渣器30与回料器20之间通过放灰管40相连。
本申请的CFB锅炉循环灰处理系统的冷渣器30用于将炉膛中排出的渣进行冷却,各冷渣器30和炉膛可以通过管路相连,且至少部分冷渣器30与回料器20之间通过放灰管40相连,从而将原本难以从炉膛排出的粒度较细的循环灰,直接放出利用冷渣器30冷却。
循环流化床锅炉的炉膛内是灰浓度较大的气固混合流动,灰浓度越大,炉内的换热系数越高,反之亦然。因此,利用上述CFB锅炉循环灰处理系统在CFB机组低负荷时,将回料器20中原本需要循环回到炉膛的部分循环灰通过放灰管40放出炉外以减小炉内的灰浓度,进而减小炉内的换热系数,来实现提高炉膛出口的烟气温度,进而提高脱硝效率。
上述进料管选用现有技术中常用的旋风分离器立管,即炉膛上部的固体物料在旋风分离器分离后,细灰经过旋风分离器立管进入回料器20然后再通过回料管21回到炉膛。
在保证灰顺利循环且能够灵活调整放灰量,优选如图1所示,上述回料器20包括返料U型阀,返料U型阀的下部具有与放灰管40相连的开口。优选该开口设置在返料U型阀的下部靠近一侧边缘,以避免灰料过度放出。
为了进一步控制放灰时机和放灰量,优选如图1所示,上述放灰管40上设置有电动阀41和水冷旋转排渣阀42。利用电动阀41的开关控制是否放灰,利用水冷旋转排渣阀42的开度大小控制放灰量。电动阀41和水冷旋转排渣阀42可以沿着灰移动的方向依次前后设置。
为了提高本申请的CFB锅炉循环灰处理系统工作的灵敏性,优选上述CFB锅炉循环灰处理系统还包括分布式控制系统,炉膛内设置有压力检测装置和温度检测装置,电动阀41、水冷旋转排渣阀42、压力检测装置、温度检测装置与分布式控制系统电连接(图中未示出)。利用压力检测装置和温度检测装置检测炉膛内的上部压力和温度,将检测到的上部压力和温度传输给分布式控制系统(DCS),分布式控制系统根据所接收到的上部压力和温度数值判断是否进行放灰以及放灰量,并将是否放灰的指令传输给电动阀41,将放灰量信号传输给水冷旋转排渣阀42,水冷旋转排渣阀42利用阀开度控制放灰量。
另外,为了使得放出的循环灰得到二次利用或者便于处理,优选如图1和2所示,上述CFB锅炉循环灰处理系统还包括粉仓70,粉仓70与各冷渣器30相连。利用粉仓70承接来自冷渣器30放出的循环灰。
在低负荷时将部分循环灰通过放灰管40放出后,利用冷渣器30冷却送入粉仓70,在高负荷运行时,炉膛内需要大的灰浓度,此时可以将粉仓70中的灰返回炉膛,优选如图1所示,粉仓70与回料管21相连。将粉仓70中的灰利用回料管21返回炉膛。
为了提高物料的输送效率,优选上述粉仓70与各冷渣器30之间通过灰料输送设备相连,各灰料输送设备包括依次连通设置的底渣链斗机51和斗提机52。利用底渣链斗机51和斗提机52将冷渣器30的会以密封的方式高效输送至粉仓70,提高了输送效率且避免了环境污染。
优选灰料输送设备为两套,各冷渣器30通过第一三通阀91与两套灰料输送设备的底渣链斗机51相连。两套灰料输送设备一用一备,即低负荷时,一套用于CFB机组排渣,一套用于放灰管40放出的循环灰的输送,两套灰料输送设备可以根据工况选择使用,冷渣器30通过第一三通阀91与两套灰料输送设备的底渣链斗机51相连,从而可以根据工况选择合适的灰料输送设备的输送冷渣或冷却的循环灰。
在本申请一种实施例中,优选如图1和2所示,上述CFB锅炉循环灰处理系统还包括冷渣仓80,斗提机52通过第二三通阀92与粉仓70和冷渣仓80相连。冷渣仓80用于存储CFB机组正常运行时的排渣,如前所述由于灰料输送设备有两套一用一备,因此根据工况斗提机52可以通过第二三通阀92与粉仓70和冷渣仓80选择性相连。
为了提高灰的输送效率,优选上述三通阀与粉仓70之间设置有空气输送斜槽60。
在本申请一种实施例中,优选冷渣器30共n个,n/2个冷渣器30与回料器20之间通过放灰管40相连,另外的n/2个冷渣器30与炉膛通过管路相连,n为2~10中的任意一个偶数。比如如图2所示,设置6个冷渣器30,其中三个冷渣器30作为备用冷渣器30在不需要工作时通过与回料器20之间的放灰管40相连以进行放灰,另外三个冷渣器30作为正常使用的冷渣器30与炉膛相连对炉膛放出的渣进行冷却。
以下结合实施例进一步说明本申请的有益效果。
在低负荷时,图2所示的底渣链斗机51及斗提机52是一运一备,6台冷渣器30其中也有一半是处于备用状态,回料器20中通过水冷排渣阀排出的循环灰,经由放灰管40进入#2冷渣器30、#4冷渣器30、#5冷渣器30从左至右第二个冷渣器30、第四个冷渣器30和第五个冷渣器30的进渣口,利用这3台冷渣器30将细灰进行冷却至150℃以下。冷却后的细灰经由冷渣器30出口的第一三通阀91进入备用的底渣链斗机51和斗提机52,斗提机52顶部出渣管的第二三通阀92将细灰排至粉仓70进行存储。通往石灰石粉仓70的管道采用气化斜槽,保证细灰能够顺畅地流入石灰石粉仓70内。正常运行的#1冷渣器30、#3冷渣器30、#6冷渣器30从左至右第一个冷渣器30、第三个冷渣器30和第六个冷渣器30对炉膛的排出的灰渣进行冷却后,通过第一三通阀91进入正常运行的底渣链斗机51和斗提机52,斗提机52顶部出渣管的第二三通阀92将灰渣排至冷渣仓80进行存储。
电厂冷渣器实际能力分别都在10t/h以上,因此该系统冷却循环灰的能力设计值在30t/h以上,具备快速放灰的能力。
通过该套CFB锅炉循环灰处理系统可有效降低循环倍率和炉内循环灰量实现提高床温目的,通过低负荷时快速排放循环灰,该系统可提高床温60℃以上,提高分离器入口烟温约~50℃。SNCR系统提效约20%,SNCR系统可以在低负荷下较高效运行,实现低负荷NOX排放可控。可以节约尿素费用,按年深度调峰小时700h计算,每年可节约尿素费用约14万元,同时减少低负荷工况下的氨逃逸,提高机组运行的安全性。更重要的是,通过改造使得机组深度调峰的负荷区间向下扩展,满足全负荷脱硝技术要求,在深度调峰运行中可带来可观的调峰收益。
除上述以外,还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等,指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说,结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时,所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。
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 (10)

1.一种CFB锅炉循环灰处理系统,其特征在于,包括:
CFB锅炉(10),具有炉膛;
回料器(20),与所述炉膛通过进料管和回料管(21)相连;
多个冷渣器(30),各所述冷渣器(30)与所述炉膛相连,且至少部分所述冷渣器(30)与所述回料器(20)之间通过放灰管(40)相连。
2.根据权利要求1所述的CFB锅炉循环灰处理系统,其特征在于,所述回料器(20)包括返料U型阀,所述返料U型阀的下部具有与所述放灰管(40)相连的开口。
3.根据权利要求1所述的CFB锅炉循环灰处理系统,其特征在于,所述放灰管(40)上设置有电动阀(41)和水冷旋转排渣阀(42)。
4.根据权利要求3所述的CFB锅炉循环灰处理系统,其特征在于,所述CFB锅炉循环灰处理系统还包括分布式控制系统,所述炉膛内设置有压力检测装置和温度检测装置,所述电动阀(41)、所述水冷旋转排渣阀(42)、所述压力检测装置、所述温度检测装置与所述分布式控制系统电连接。
5.根据权利要求1所述的CFB锅炉循环灰处理系统,其特征在于,所述CFB锅炉循环灰处理系统还包括粉仓(70),所述粉仓(70)与各所述冷渣器(30)相连且所述粉仓(70)与所述回料管(21)相连。
6.根据权利要求5所述的CFB锅炉循环灰处理系统,其特征在于,所述粉仓(70)与各所述冷渣器(30)之间通过灰料输送设备相连,各所述灰料输送设备包括依次连通设置的底渣链斗机(51)和斗提机(52)。
7.根据权利要求6所述的CFB锅炉循环灰处理系统,其特征在于,所述灰料输送设备为两套,各所述冷渣器(30)通过第一三通阀(91)与两套所述灰料输送设备的所述底渣链斗机(51)相连。
8.根据权利要求6所述的CFB锅炉循环灰处理系统,其特征在于,所述CFB锅炉循环灰处理系统还包括冷渣仓(80),所述斗提机(52)通过第二三通阀(92)与所述粉仓(70)和所述冷渣仓(80)相连。
9.根据权利要求8所述的CFB锅炉循环灰处理系统,其特征在于,所述第二三通阀(92)与所述粉仓(70)之间设置有空气输送斜槽(60)。
10.根据权利要求1所述的CFB锅炉循环灰处理系统,其特征在于,所述冷渣器(30)共n个,n/2个所述冷渣器(30)与所述回料器(20)之间通过放灰管(40)相连,另外的n/2个所述冷渣器(30)与所述炉膛通过管路相连,n为2~10中的任意一个偶数。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110736097A (zh) * 2019-11-14 2020-01-31 无锡华光锅炉股份有限公司 一种调节循环物料量的布置结构及控制方法
CN111396866A (zh) * 2020-03-30 2020-07-10 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 用于cfb锅炉回料阀的放灰装置及放灰方法

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