CN210004379U - 一种适用于极低热值石煤燃烧的循环硫化床锅炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及锅炉技术领域，具体涉及一种适用于极低热值石煤燃烧的循环流化床锅炉，包括包括炉膛、设置与炉膛内壁的埋管、设置与炉膛内的布风板和与炉膛连通的高温旋风分离器，还包括与高温旋风分离器的出料口连通的旁路冷灰机和U型烟道，高温旋风分离器的排气口与U型烟道连通；U型烟道包括第一竖直烟道和第二竖直烟道；第一竖直烟道内依次设置有一级蒸发器、一级过热器、二级过热器、二级蒸发器、一级空气预热器、一级省煤器、二级省煤器；第二竖直烟道内依次设置有三级省煤器、二级空气预热器、三级空气预热器，其够稳定燃烧热值约750～950kcal/kg、高灰分、低挥发份、难燃烧的劣质石煤。
Description
技术领域
本实用新型涉及锅炉技术领域，具体涉及一种适用于极低热值石煤燃烧的循环硫化床锅炉。
背景技术
石煤是一种含碳少、灰分高、低热值的燃料，也是一种低品位的多金属共生矿。石煤由4亿至5亿年前地质时期的菌藻类等生物遗体，在浅海环境下经腐泥化作用和煤化作用转变而成。呈偏灰色，暗淡无光，夹杂有较多的黄铁矿、石英脉和磷、钙质结核。石煤的发热量不高，一般在800大卡/千克左右，是一种低热值燃料。我国是世界上少数几个拥有石煤资源的国家之一，主要分布在长江中下游的湖南、湖北、安徽、江西、浙江等缺煤省份。我国石煤资源的主要利用途径是发电用燃料、石煤提钒及用于建材工业。
湖北宜昌某水泥厂，其周边地区石煤储量丰富，经试验，焙烧后的石煤渣是一种优质的水泥混合材。该厂投产以来一直寻求实现石煤的综合利用，将石煤燃烧锅炉生产的蒸汽用于发电，燃烧后的灰渣用于水泥熟料的混合材，以降低水泥的生产成本，获得更好的经济效益。但由于该地区的石煤品质极低，具有高灰分、低热值、难燃烧的特点，因此一直未能找到一种合适的石煤焚烧锅炉装置。
现有的石煤，其分析报告详见附图2。
实现石煤综合利用的关键是开发一种经济合理、技术上可行的燃烧技术。石煤锻烧的设备主要有平窑、焙烧炉、流化床炉。其中硫化床锅炉的焙烧转化率高、操作条件好、可实现连续生产运行，且烟气易于达标排放，是最优的石煤燃烧设备。但目前纯烧热值约850大卡石煤的焚烧锅炉还是空白。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术上的不足，在锅炉结构设计、技术参数设计等方面进行改进与创新，而提供一种适用于极低热值、高灰分石煤的循环硫化床锅炉，保证燃烧稳定、清洁环保，以实现石煤资源的综合利用。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现：本申请提供一种适用于极低热值石煤燃烧的循环硫化床锅炉，包括炉膛、设置与炉膛内壁的埋管、设置与炉膛内的布风板和与炉膛连通的高温旋风分离器，还包括与高温旋风分离器的出料口连通的旁路冷灰机和U型烟道，高温旋风分离器的排气口与U型烟道连通；U型烟道包括第一竖直烟道和第二竖直烟道；第一竖直烟道内依次设置有一级蒸发器、一级过热器、二级过热器、二级蒸发器、一级空气预热器、一级省煤器、二级省煤器；第二竖直烟道内依次设置有三级省煤器、二级空气预热器、三级空气预热器。
其中，所述炉膛敷设有隔热层和耐火层；绝热炉膛的特别设计，以减少辐射传热，保证密相区有够的热容量与燃烧温度，有利于劣质石煤的着火与稳燃。炉膛的截面烟速不高于5m/s，使烟气有足够的炉内停留时间，保证燃烬。
其中，埋管的外表面设置有波纹状的耐磨层；大大提高了埋管的使用寿命，且维修简便。
其中，高温旋风分离器的出料口与炉膛连通以形成闭环。
其中，所述第一竖直烟道为采用膜式壁结构的包墙水冷烟道，一级蒸发器与包墙水冷烟道共同构成循环硫化床锅炉的蒸发受热面；由于绝热炉膛的设计而减少了炉膛辐射换热面积，因此需在尾部烟道设计足够的蒸发受热面；包墙膜式水冷烟道，既结构紧凑，又节省了常规的耐火砖墙。
其中，埋管安装在炉膛内密相区。
其中，布风板设置有多个布风管，布风管的流化风速为2-5m/s；针对石煤的高灰分的特性，采用大布风面积设计、大排渣口径设计、低流化风速设计。布风板面积约为常规流化床的1.3-1.5倍。
其中，炉膛的截面风速5m/s。
本申请的有益效果：与现有技术相比，本申请的尾部烟道采用U型布局，替代了以往II型布局，其结构紧凑，适用于极低热值、高灰分石煤的循环硫化床锅炉，保证燃烧稳定、清洁环保，以实现石煤资源的综合利用；另外，通过旁路设置冷灰机，可方便地根据负荷的变化，调节返料灰量，维持床温的稳定。
附图说明
利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本实用新型的适用于低热值石煤燃烧的循环硫化床锅炉的结构示意图。
图2为一种低热值石煤的分析报告图表。
附图标记：炉膛1、埋管2、布风板3、高温旋风分离器4、旁路冷灰机5、一级蒸发器6、一级过热器7、二级过热器8、二级蒸发器9、一级空气预热器10、一级省煤器11、二级省煤器12、三级省煤器13、二级空气预热器14、三级空气预热器15、包墙水冷烟道16。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。
在本实施例中，锅炉燃料选用一种劣质石煤为例进行说明，其低位发热量约800～900kcal/kg。
本申请的一种适用于极低热值石煤燃烧的循环硫化床锅炉的具体实施方式，其结构包括炉膛1、设置与炉膛1内壁的埋管2、设置与炉膛1内的布风板3和与炉膛1连通的高温旋风分离器4，还包括与高温旋风分离器4的出料口连通的旁路冷灰机5和U型烟道，高温旋风分离器4的排气口与U型烟道连通；U型烟道包括第一竖直烟道和第二竖直烟道；第一竖直烟道内依次设置有一级蒸发器6、一级过热器7、二级过热器8、二级蒸发器9、一级空气预热器10、一级省煤器11、二级省煤器12；第二竖直烟道内依次设置有三级省煤器13、二级空气预热器14、三级空气预热器15。
在本实施例中，炉膛1敷设有隔热层和耐火层；绝热炉膛1的特别设计，以减少辐射传热，保证密相区有够的热容量与燃烧温度，有利于劣质石煤的着火与稳燃。炉膛1的截面烟速不高于5m/s，使烟气有足够的炉内停留时间，保证燃烬。
在本实施例中，埋管2的外表面设置有波纹状的耐磨层；大大提高了埋管2的使用寿命，且维修简便。
在本实施例中，高温旋风分离器4的出料口与炉膛1连通以形成闭环。
在本实施例中，第一竖直烟道为采用膜式壁结构的包墙水冷烟道16，其下集箱与锅炉的下降管相连，其上集箱与锅炉汽包相连。一级蒸发器6与包墙水冷烟道16共同构成循环硫化床锅炉的蒸发受热面；由于绝热炉膛1的设计而减少了炉膛1辐射换热面积，因此需在尾部烟道设计足够的蒸发受热面；包墙膜式水冷烟道，既结构紧凑，又节省了常规的耐火砖墙。
在本实施例中，埋管2安装在炉膛1内密相区。
在本实施例中，布风板33的面积20m2，布风管的流化风速为2-5m/s，优选为流化风速为3或4m/s；针对石煤的高灰分的特性，采用大布风面积设计、大排渣口径设计、低流化风速设计。布风板3面积约为常规流化床的1.3-1.5倍。
在本实施例中，锅炉底部零米层布置有两台冷渣机，回收热渣的物理热。各点的排灰与排渣均最后收集送到水泥生产线的熟料库，作为混合材。
本实施例的循环硫化床锅炉与现有技术中的硫化床锅炉相比，本实施例的尾部烟道采用U型布局，替代了以往II型布局，其结构紧凑，适用于极低热值、高灰分石煤的循环硫化床锅炉，保证燃烧稳定、清洁环保，以实现石煤资源的综合利用；另外，通过旁路设置冷灰机，具体地，高温分离器分离后的高温灰的一部分通过进入冷灰机，其余的高温灰返回炉膛1。冷灰机的冷却水来自于锅炉补水，回收灰渣的物理热；其可方便地根据负荷的变化，调节返料灰量，维持床温的稳定。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，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实质和范围。
Claims (8)
1.一种适用于极低热值石煤燃烧的循环硫化床锅炉，包括炉膛(1)、设置与炉膛(1)内壁的埋管(2)、设置与炉膛(1)内的布风板(3)和与炉膛(1)连通的高温旋风分离器(4)，其特征在于：还包括与高温旋风分离器(4)的出料口连通的旁路冷灰机(5)和U型烟道，高温旋风分离器(4)的排气口与U型烟道连通；
U型烟道包括第一竖直烟道和第二竖直烟道；
第一竖直烟道内依次设置有一级蒸发器(6)、一级过热器(7)、二级过热器(8)、二级蒸发器(9)、一级空气预热器(10)、一级省煤器(11)、二级省煤器(12)；
第二竖直烟道内依次设置有三级省煤器(13)、二级空气预热器(14)、三级空气预热器(15)。
2.根据权利要求1所述的适用于极低热值石煤燃烧的循环硫化床锅炉，其特征在于：所述炉膛(1)敷设有隔热层和耐火层。
3.根据权利要求1所述的适用于极低热值石煤燃烧的循环硫化床锅炉，其特征在于：埋管(2)的外表面设置有波纹状的耐磨层。
4.根据权利要求1所述的适用于极低热值石煤燃烧的循环硫化床锅炉，其特征在于：高温旋风分离器(4)的出料口与炉膛(1)连通以形成闭环。
5.根据权利要求1所述的适用于极低热值石煤燃烧的循环硫化床锅炉，其特征在于：所述第一竖直烟道为采用膜式壁结构的包墙水冷烟道(16)，一级蒸发器(6)与包墙水冷烟道(16)共同构成循环硫化床锅炉的蒸发受热面。
6.根据权利要求1所述的适用于极低热值石煤燃烧的循环硫化床锅炉，其特征在于：埋管(2)安装在炉膛(1)内密相区。
7.根据权利要求1所述的适用于极低热值石煤燃烧的循环硫化床锅炉，其特征在于：所述布风板(3)设置有多个布风管，布风管的流化风速为2-5m/s。
8.根据权利要求1所述的适用于极低热值石煤燃烧的循环硫化床锅炉，其特征在于：炉膛(1)的截面风速5m/s。
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| CN201920691411.8U CN210004379U (zh) | 2019-05-14 | 2019-05-14 | 一种适用于极低热值石煤燃烧的循环硫化床锅炉 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110081421A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-08-02 | 广东东实开能能源有限公司 | 一种适用于极低热值石煤燃烧的循环硫化床锅炉 |
| CN115505759A (zh) * | 2022-09-07 | 2022-12-23 | 北京华能长江环保科技研究院有限公司 | 用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统及综合利用方法 |
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2019
- 2019-05-14 CN CN201920691411.8U patent/CN210004379U/zh active Active
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| CN115505759A (zh) * | 2022-09-07 | 2022-12-23 | 北京华能长江环保科技研究院有限公司 | 用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统及综合利用方法 |
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