CN209495318U - 一种循环流化床锅炉返料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种循环流化床锅炉返料装置，返料装置的返料机构上部通过立管与旋风分离器连接，返料机构下部通过返料腿与炉膛连接，所述返料腿与水平方向之间的倾斜角θ设计为：45°+90°×[Arctan(Aar/100)]/π≤θ设计值≤炉膛收缩段的水平倾角，Aar为设计燃料的灰分，单位：％。本实用新型通过优化返料装置的立管和返料腿的管径，返料腿与水平方向之间的倾斜角度和返料腿与炉膛连接高度等参数，整体改善和优化CFB锅炉的返料结构，提高返料结构可靠性和稳定性能，有效避免CFB锅炉运行过程中炉内床层波动和返料器振动等问题发生，提高CFB锅炉运行过程的稳定性和安全性能。

Description

一种循环流化床锅炉返料装置

技术领域

本实用新型涉及锅炉改造的技术领域，更具体地讲，涉及一种循环流化床锅炉返料装置。

背景技术

循环循环流化床锅炉的基本特点是大量固体颗粒在燃烧室、分离机构、返料机构所组成的固体颗粒循环回路中循环，由于分离装置中固体颗粒出口处的压力低于炉膛内固体颗粒入口处的压力，所以固体颗粒回送装置的基本任务是将分离器分离的高温固体颗粒稳定的送回压力较高的燃烧室内。

其中，立管的主要作用是形成稳定的料位高度，使得高温固体颗粒稳定的通过返料装置返回到炉膛，并有效避免炉膛烟气和高压流化风反窜到分离器。

如图1所示，实验研究和数值模拟结果均表明，循环循环流化床锅炉燃用特殊煤种或者快速变负荷过程中，返料机构返料腿与炉膛连接区域出现物料堆积现象，严重时导致局部甚至锅炉整体返料不畅或者气体反窜，甚至出现返料器振动等现象，严重影响到机组的安全、稳定运行。

发明内容

为了解决目前现有循环循环流化床锅炉的返料机构在煤种变化和快速变负荷过程，返料机构返料腿与炉膛连接区域出现物料滞留现象造成返料不畅或气体反窜造成返料器振动等现象，本实用新型提供一种循环流化床锅炉返料装置。

本实用新型提供了一种循环流化床锅炉返料装置，所述返料装置的返料机构上部通过立管与旋风分离器连接，返料机构下部通过返料腿与炉膛连接，所述返料腿与水平方向之间的倾斜角θ设计为：45°+90°×[Arctan(Aar/100)]/π≤θ设计值≤炉膛收缩段的水平倾角，其中，Aar为设计燃料的灰分，单位：％。

根据本实用新型循环流化床锅炉返料装置的一个实施例，所述返料腿的管道下沿与炉膛中布风板的高度差ΔH设计为：1.5倍的静止物料高度≤ΔH设计值≤2倍的静止物料高度。

根据本实用新型循环流化床锅炉返料装置的一个实施例，炉膛收缩段的水平倾角为60°～75°，Aar为5％～65％，所述静止物料高度为0.8m～1.0m。

根据本实用新型循环流化床锅炉返料装置的一个实施例，所述立管的内管截面积S₁＝Φ/Ψ，其中，Φ为循环物料量，单位：kg/s；物料通量Ψ为300kg/(m².s)～350kg/(m².s)；S₁为立管的内管截面积，单位：m²。

根据本实用新型循环流化床锅炉返料装置的一个实施例，所述返料管的内管截面积S₂≥S₁。

与现有技术相比，本实用新型提出一种循环流化床锅炉返料装置，通过优化返料装置的立管和返料腿的管径，返料腿与水平方向之间的倾斜角度和返料腿与炉膛连接高度等参数，整体改善和优化CFB锅炉的返料结构，提高返料结构可靠性和稳定性能，有效避免CFB锅炉运行过程中炉内床层波动和返料器振动等问题发生，提高CFB锅炉运行过程的稳定性和安全性能。

附图说明

图1示出了现有CFB锅炉负荷波动过程中返料腿根部区域物料滞留的模拟图。

图2示出了根据本实用新型示例性实施例的循环流化床锅炉返料装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-布风板、2-炉膛、3-旋风分离器、4-立管、5-返料机构、6-返料腿。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

现有循环流化床锅炉的返料机构，在煤种变化和快速变负荷过程中，返料机构返料腿与炉膛连接区域出现物料滞留现象，造成返料不畅或气体反窜造成返料器振动等现象，严重影响到机组安全、稳定运行。本实用新型提出了一种循环流化床锅炉返料装置，适应于煤种变化和快速变负荷过程中返料器平稳运行，提高CFB锅炉运行过程的稳定和安全性能。

下面对本实用新型循环流化床锅炉返料装置进行具体描述和说明。

图2示出了根据本实用新型示例性实施例循环流化床锅炉返料装置的结构示意图。

根据本实用新型的示例性实施例，所述循环流化床锅炉返料装置的返料机构5上部通过立管4与旋风分离器3连接，返料机构5下部通过返料腿6与炉膛2连接，返料腿6与水平方向之间的倾斜角θ设计为：45°+90°×[Arctan(Aar/100)]/π≤θ设计值≤炉膛收缩段的水平倾角，其中，Aar为设计燃料的灰分，单位：％。根据本实用新型，炉膛收缩段的水平倾角通常为60°～75°，Aar通常为5％～65％。

同时，将返料腿6的管道下沿与炉膛2中布风板1的高度差ΔH设计为：1.5倍的静止物料高度≤ΔH设计值≤2倍的静止物料高度。其中，静止物料高度通常为0.8m～1.0m。

立管4的内管截面积S₁＝Φ/Ψ，其中，Φ为循环物料量，单位：kg/s；物料通量Ψ为300kg/(m².s)～350kg/(m².s)；S₁为立管的内管截面积，单位：m²。本实用新型还通过控制物料通量，并根据实际的循环物料量来确定立管4的内管截面积S₁。

根据本实用新型，控制返料管的内管截面积S₂≥S₁，优选为返料管与立管二者的内管截面积相等。

由此，本实用新型提出一种返料装置，具体布置方式是：将循环流化床锅炉中返料机构的返料腿6与水平方向之间倾斜角度控制在设定范围内，实现CFB机组在全负荷工况和变负荷工况下均保证炉内循环物料的顺畅返料；进一步地，将返料腿6下沿与炉膛布风板1的高度差控制在1.5倍的静止物料高度至2倍的静止物料高度的合理区间，既能防止物料在返料腿与炉膛连接区域滞留，又能防止循环物料对炉膛密相区物料明显冲击，造成炉膛内物料的整体波动；再进一步地，通过合理设计返料机构5连接的立管4和返料腿6的内管截面积，使得管中的物料通量控制在300kg/(m².s)～350kg/(m².s)的范围内，并使得返料装置的关键部件尺寸控制在合理范围。

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图2所示，循环流化床锅炉返料装置的返料结构5上部由立管4与旋风分离器3连接，下部由返料腿6与炉膛1的密相区区域连接。

本实施例中，炉膛收缩段的水平倾角为70°，Aar为30％，则53.3°≤θ设计值≤70°，将返料腿6与水平方向之间的倾斜角θ设计为55°。

并且，静止物料高度为0.8m，则将将返料腿6下沿与炉膛2交汇处距离布风板之间的高度ΔH设计为1.3m。

返料机构5的对应的立管4和返料腿6的物料通量设计为320kg/(m².s)，立管的循环物料量Φ为560kg/s，因此结合燃料特性、锅炉容量、循环倍率等参数综合确定立管4和返料腿6的管径尺寸分别为1500mm和1500mm。

经过上述结构的优化改进，改善和优化了循环流化床锅炉的返料结构，提高了返料结构可靠性和稳定性能，有效地避免了循环流化床锅炉运行过程中炉内床层波动和返料器振动等问题的发生，提高了循环流化床锅炉运行过程的稳定性和安全性能。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (5)

1.一种循环流化床锅炉返料装置，其特征在于，所述返料装置的返料机构上部通过立管与旋风分离器连接，返料机构下部通过返料腿与炉膛连接，所述返料腿与水平方向之间的倾斜角θ设计为：

45°+90°×[Arctan(Aar/100)]/π≤θ设计值≤炉膛收缩段的水平倾角，其中，Aar为设计燃料的灰分，单位：％。

2.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉返料装置，其特征在于，所述返料腿的管道下沿与炉膛中布风板的高度差ΔH设计为：1.5倍的静止物料高度≤ΔH设计值≤2倍的静止物料高度。

3.根据权利要求2所述的循环流化床锅炉返料装置，其特征在于，炉膛收缩段的水平倾角为60°～75°，Aar为5％～65％，所述静止物料高度为0.8m～1.0m。

4.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉返料装置，其特征在于，所述立管的内管截面积S₁＝Φ/Ψ，其中，Φ为循环物料量，单位：kg/s；物料通量Ψ为300kg/(m².s)～350kg/(m².s)；S₁为立管的内管截面积，单位：m²。

5.根据权利要求4所述的循环流化床锅炉返料装置，其特征在于，所述返料管的内管截面积S₂≥S₁。