CN209801472U - 一种用于循环流化床锅炉的限位式风帽 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于循环流化床锅炉的限位式风帽，包括风帽头、风帽头限位板、芯管及芯管限位板；芯管的顶部沿圆周方向设置至少两个芯管限位板；风帽头的底部入口处开设凹槽，风帽头内壁上部沿圆周方向设置有风帽头限位板，芯管限位板与凹槽的数量一致，芯管限位板的弧长以及宽度均不超过凹槽的弧长以及宽度；风帽头限位板与芯管限位板的数量一致，风帽头限位板的弧长以及宽度不小于芯管限位板的弧长以及宽度；风帽头与芯管不需要焊接；安装和维护方便；芯管限位板和风帽头限位板配合实现限位功能，能够防止风帽头在运行中脱落，提高运行过程中风帽的可靠性，在风帽设计时能降低风帽头的重量，相对于常规的钟罩形风帽具有更优的经济性。

Description

一种用于循环流化床锅炉的限位式风帽

技术领域

本实用新型属于煤循环流化床锅炉节能环保技术领域，具体涉及一种用于循环流化床锅炉的限位式风帽。

背景技术

随着我国经济和生活水平的日益提高，人们将会对环境给予越来越大的关注。为加强环境保护、实现节能减排目标，国家相关部委对煤电行业提出了更为严格的环保标准和节能改造目标。到2020年，全国具备条件的机组都将达到超低排放，现役机组平均供电煤耗低于310克标煤/千瓦时。

循环流化床锅炉技术燃烧技术是20世纪70年代末发展起来的清洁煤燃烧技术。与常规燃烧方式相比，循环流化床锅炉具有一定的优势。循环流化床锅炉采用较低的燃烧温度850～920℃和空气分及燃烧，NO_x生成量较低一般不高于250mg/m³，并具有一定的自脱硫能力SO₂的实际生成量低于按照全硫计算的SO₂理论生成量；循环流化床锅炉通过炉内干法脱硫向炉内添加一定量的石灰石颗粒可有效脱除90％甚至更多的SO₂；循环流化床锅炉具有极佳的燃料适应性，几乎可以设计燃用任何化石燃料；循环流化床锅炉具有良好的调峰能力，可以再30％额定负荷下不投油稳定燃烧。因此，近二十年间循环流化床锅炉技术在我国得到迅速发展，循环流化床锅炉机组发电容量近1亿kW，总循环流化床锅炉台数大于3000台，其中容量在440t/h以上的400余台，其工程应用已发展到600MW超临界等级。

风帽式布风板由风室、花板、风帽和隔热层组成，通常把花板和风帽合称为布风板。空气由风室经风帽上的小孔以较高流速进入炉膛。循环流化床锅炉风帽有许多形式，典型结构有钟罩式，T形，猪尾形和定向风帽等。钟罩式风帽，每个风帽由较小直径的芯管和较大直径的风帽组成。这种风帽具有布风均匀性好，不易堵塞，磨损较小，安装维护方便等优点。另外，锅炉流化风气流流经钟罩式风帽，迂回弯转沿风帽圆周小孔侧向喷出，可有效防止漏渣。钟罩式风帽的缺点是对设计和加工工艺要求比较高，阻力设计不合理和不满足加工工艺要求的风帽会造成磨损加剧和风机电耗的大幅度增加等问题。

风帽是循环流化床锅炉布风装置的关键设备，风帽的结构参数对于锅炉流化风量，布风板上物料的流化质量有着重要影响。流化风量进一步影响锅炉运行总风量、一二次风的配比，NOx和SO₂等污染物的生成量和炉膛受热面的磨损程度。而布风板上物料的流化质量进一步影响床温分布的均匀性，锅炉运行的可靠性。因此，风帽在锅炉热态运行中的性能对于循环流化床锅炉整体运行的稳定性，经济性和环保特性均有显著影响，近年来对于风帽的结构优化成为循环流化床锅炉领域研究的重点。

由于煤炭市场的不确定性和锅炉煤制备系统技术的限制，许多循环流化床锅炉机组实际燃用的煤质特性偏离设计值较大，入炉煤颗粒度大于设计值。早期设计的风帽结构和阻力特性不合理，导致锅炉在热态运行中风帽小孔流速不能满足物料正常流化的需要和风帽脱落等问题。当风帽脱落时，会引起风室漏渣，堵塞下渣管造成排渣不畅，严重时会造成被迫停炉等事故。

现有钟罩形风帽的风帽头固定一般采用焊接的方式与芯管进行连接，或者提高风帽头的重量将其自由放置不与风帽进行连接，靠自重固定在芯管上。采用风帽头与芯管焊接的方式，安装时将风帽头下部与芯管对应连接板进行焊接，焊接工作量较大，检修时拆除困难。采用提高风帽头的重量将其自由放置的方式虽然安装和检修便利，但是由于风帽一般采用价格较高的耐热不锈钢铸造，因此生产成本较高，而且当锅炉流化风短时间出现较大波动时，不能完全避免风帽的脱落问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种用于循环流化床锅炉的钟罩形限位式风帽，该种结构的风帽安装和维护方便，能够有效解决风帽头在锅炉热态运行中脱落的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于循环流化床锅炉的限位式风帽，包括风帽头、风帽头限位板、芯管及芯管限位板；芯管的顶部沿圆周方向设置至少两个芯管限位板；风帽头的底部入口处沿圆周方向开设凹槽，风帽头内壁上部沿圆周方向设置有风帽头限位板，芯管限位板与凹槽的数量一致，芯管限位板的弧长以及宽度均不超过凹槽的弧长以及宽度；风帽头限位板与芯管限位板的数量一致，风帽头限位板的弧长以及宽度不小于芯管限位板的弧长以及宽度；风帽头与芯管连接。

芯管限位板与凹槽的数量相同；风帽头限位板与芯管限位板的数量相同，芯管限位板与风帽头的内壁之间设有间隙，风帽头限位板与芯管的外侧设有间隙。

芯管的顶部沿圆周方向设置3个芯管限位板。

芯管下部设置有用于限定芯管的轴向安装位置的定位环。

风帽头的顶端内壁与风帽头限位板之间的距离大于等于芯管限位板的厚度。

风帽头下部圆周方向开设有若干个风帽小孔；在使用状态下，风帽小孔的轴线与水平方向的夹角为10°～15°。

芯管的上部沿圆周方向开设至少两层芯管小孔。

相邻两层芯管小孔沿圆周方向的位置相互交错。

风帽头的顶部为弧面形，其顶部外侧设置有轴向凸缘。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型所述限位式风帽的风帽头与芯管在安装时不需要焊接，芯管限位板沿风帽头底部凹槽穿入风帽内部，到达风帽头限位板上部，旋转即可实现风帽头与芯管的固定；相对于常规的钟罩形风帽安装和维护方便；芯管限位板和风帽头限位板配合实现限位功能，能够防止风帽头在热态运行中脱落，大大提高运行过程中风帽的可靠性，并且在风帽设计时可适当降低风帽头的重量，相对于常规的钟罩形风帽具有更优的经济性。

进一步的，芯管下部设置有定位环，用于限定芯管的安装位置，保证风帽的安装高度一致，并且在合理的误差范围内。

进一步的，风帽头的顶端内壁与风帽头限位板之间的距离等于芯管限位板的厚度。

进一步的，风帽头和芯管小孔的数量、形状和尺寸的设计，具有合理的阻力特性，能够优化物料的流化质量，提高床温分布的均匀性，同等条件下降低锅炉流化风的风量，实现低硫低氮燃烧；从而提高了锅炉运行的安全性，经济性和环保特性。

进一步的，风帽小孔的轴线与水平方向的夹角为10°～15°，能提高布风板上物料流化的均匀性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的安装示意图。

图3为本实用新型的风帽头结构示意图。

图4为图3的A-A向剖视示意图。

图5为图3的B向视图。

图6为本实用新型的芯管结构示意图。

图7为图6的C向视图。

其中，1为风帽头、2为风帽头限位板、3为风帽小孔、4为凹槽、5为芯管、6为芯管定位环、7为芯管小孔，8为芯管限位板，9为花板，10为受热面管，11为隔热层。

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行详细说明。

如图1所示，一种用于循环流化床锅炉的钟罩形限位式风帽，包括风帽头1、风帽头限位板2、芯管5、芯管定位环6、芯管小孔7和芯管限位板8；风帽头1的底部入口处开设2～4个凹槽4，风帽头内壁上部沿圆周方向设置有2～4个风帽头限位板，风帽头1下部圆周方向设置有6～12个风帽小孔3，风帽小孔3的数量，尺寸和形状根据风帽小孔3出口的空气流速等参数选取，风帽小孔3与水平方向夹角为10～15°，可提高布风板上物料流化的均匀性；芯管5的顶部沿圆周方向布置有2～4个芯管限位板8；芯管5下部设置有定位环6，定位环6用于限定芯管5的轴向安装位置；芯管5上部沿圆周方向布置2～4层芯管小孔7，芯管小孔7的数量、尺寸和形状根据芯管小孔出口7的空气流速等参数设置。

风帽在安装时芯管限位板8沿风帽头底部的凹槽4穿入风帽内部，到达风帽头限位板2的上部，旋转45°～60°实现风帽头1与芯管5的连接，防止风帽头1在热态运行中脱落。

具体的，在使用状态下，风帽小孔3与水平方向夹角在10～15°，可提高布风板上物料流化的均匀性，风帽头1采用耐热不锈钢整体铸造而成。

如图1、图2、图6和图7所示，芯管5下部设置有芯管定位环6，用于限定芯管5的轴向安装位置，芯管5上部圆周方向布置3层芯管小孔7，芯管小孔7的数量、尺寸和形状根据小孔出口的空气流速等参数选取；芯管5的顶部沿圆周方向布置有3个芯管限位板8。

参考图1和图6，风帽头小孔2和芯管小孔7的数量、尺寸和形状决定风帽阻力特性，在设计时根据锅炉燃煤的成分，颗粒度等参数选取；使布风板具有均匀的气流速度分布，取得良好的流化工况，并维持流化床层的稳定。

参考图1和图2，在安装时芯管限位板8沿风帽头底部凹槽4穿入风帽内部，到达风帽头限位板2上部，旋转45～60°实现风帽头与芯管的固定；将芯管5插入到受热面管10之间的花板9开孔上，芯管定位环6起到限定芯管插入花板深度的作用，保证风帽头1的标高一致；全部风帽安装完成后根据设计要求敷设隔热层，隔热层采用耐磨耐火材料制作。

本实用新型优选的，风帽头1的底部入口设置有3个凹槽4，凹槽4的沿圆周方向的长度与芯管限位板8沿圆周方向的长度相同，凹槽4沿径向的宽度芯管限位板8沿径向的宽度相同，保证芯管5能够正常穿入风帽头1。

可选的，芯管限位板8与风帽头限位板2接触的一面设置有卡珠，风帽头限位板2上开设卡珠孔。

综上所述，风帽是循环流化床锅炉布风装置的关键设备，风帽的结构参数对于锅炉流化风量，布风板上物料的流化质量有着重要影响；本实用新型所述用于循环流化床锅炉的钟罩形限位式风帽安装和维护方便，能够有效解决风帽头在锅炉热态运行中脱落的问题。并具有合理的阻力特性，能够优化物料的流化质量，提高床温分布的均匀性，同等条件下降低锅炉流化风的风量，实现低硫低氮燃烧。从而提高了锅炉运行的安全性，经济性和环保特性。

风帽小孔的数量、尺寸和形状根据风帽小孔出口的空气流速等参数选取。

所述风帽在安装时芯管限位板8沿风帽头底部凹槽4穿入风帽内部，到达风帽头限位板2上部，旋转45～60°实现风帽头与芯管的固定。防止风帽头在热态运行中脱落。

Claims (9)

1.一种用于循环流化床锅炉的限位式风帽，其特征在于，包括风帽头(1)、风帽头限位板(2)、芯管(5)及芯管限位板(8)；芯管(5)的顶部沿圆周方向设置至少两个芯管限位板(8)；风帽头(1)的底部入口处沿圆周方向开设凹槽(4)，风帽头(1)内壁上部沿圆周方向设置有风帽头限位板(2)，芯管限位板(8)与凹槽(4)的数量一致，芯管限位板(8)的弧长以及宽度均不超过凹槽(4)的弧长以及宽度；风帽头限位板(2)与芯管限位板(8)的数量一致，风帽头限位板(2)的弧长以及宽度不小于芯管限位板(8)的弧长以及宽度；风帽头(1)与芯管(5)连接。

2.根据权利要求1所述的用于循环流化床锅炉的限位式风帽，其特征在于，芯管限位板(8)与凹槽(4)的数量相同；风帽头限位板(2)与芯管限位板(8)的数量相同，芯管限位板(8)与风帽头(1)的内壁之间设有间隙，风帽头限位板(2)与芯管(5)的外侧设有间隙。

3.根据权利要求2所述的用于循环流化床锅炉的限位式风帽，其特征在于，芯管(5)的顶部沿圆周方向设置3个芯管限位板(8)。

4.根据权利要求1所述的用于循环流化床锅炉的限位式风帽，其特征在于，芯管(5)下部设置有用于限定芯管(5)的轴向安装位置的定位环(6)。

5.根据权利要求1所述的用于循环流化床锅炉的限位式风帽，其特征在于，风帽头(1)的顶端内壁与风帽头限位板(2)之间的距离大于等于芯管限位板(8)的厚度。

6.根据权利要求1所述的用于循环流化床锅炉的限位式风帽，其特征在于，风帽头(1)下部圆周方向开设有若干个风帽小孔(3)；在使用状态下，风帽小孔(3)的轴线与水平方向的夹角为10°～15°。

7.根据权利要求1所述的用于循环流化床锅炉的限位式风帽，其特征在于，芯管(5)的上部沿圆周方向开设至少两层芯管小孔(7)。

8.根据权利要求7所述的用于循环流化床锅炉的限位式风帽，其特征在于，相邻两层芯管小孔(7)沿圆周方向的位置相互交错。

9.根据权利要求1所述的用于循环流化床锅炉的限位式风帽，其特征在于，风帽头(1)的顶部为弧面形，其顶部外侧设置有轴向凸缘。