CN210511648U - 循环流化床锅炉及循环流化燃烧配风机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种循环流化燃烧配风机构，包括炉膛以及布设在所述炉膛上的一次风系统和二次风系统，所述二次风系统包括二次风机、二次风管以及设置在所述炉膛上的二次风口，还包括至少两个使二次风形成旋风的导向旋片，所述导向旋片设置在所述二次风口中并沿所述二次风口的周向布置；或者所述导向旋片设置在所述二次风管靠近所述二次风口的一端内，且所述导向旋片沿所述二次风管的周向布置。本实用新型增加了物料富氧燃烧的时间，提高了燃料的燃烧效率并能够有效抑制氮氧化物的产生。本实用新型还公开了一种循环流化床锅炉。
Description
技术领域
本实用新型涉及锅炉设计生产技术领域，特别涉及一种循环流化床锅炉及循环流化燃烧配风机构。
背景技术
随着国家对节能、环保标准要求的提高，不仅需要大力发展清洁能源，而且对锅炉的燃烧能效以及烟气污染物的排放指标也提出了更高标准的要求。
经过锅炉配风技术的不断改进，流化床锅炉分级配风在锅炉燃烧效率以及环保方便均取得了一定的效果。分级配风通常包括一次风系统及二次风系统，一次风系统的出风口设置在流化燃烧室的下方，一次风自下而上进入到燃烧室，在一次风的作用下，布风板上的燃料形成流化状态并进行欠氧燃烧；二次风系统的出风口设置在布风板的上方，其目的是在炉膛的上方形成富氧燃烧氛围，燃料在炉膛上部进行富氧燃烧，以便使燃料充分燃尽，达到控制燃烧温度以及抑制NOx产生的目的。
然而，由于穿透力不足，目前的流化床锅炉中二次风依然无法与燃料充分混匀，这导致炉膛上方的流化状态不够均衡，部分燃料无法获得足够的氧气，影响了燃烧效率的提高，烟气中飞灰的碳含量以及NOx含量依然较高，极大的增加了后续脱硫、脱硝以及除尘装置的工作负荷。
因此，如何使二次风与燃料更加充分的混合，以提高锅炉的燃烧效率并降低氮氧化物的生成是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型之目的之一在于公开一种循环流化燃烧配风机构，以便能够使二次风与燃料更加充分的混合，从而提高锅炉的燃烧效率并降低氮氧化物的生成。
本实用新型的另一目的还在于公开一种采用上述循环流化燃烧配风机构的循环流化床锅炉。
为达到上述目的，本实用新型提供的循环流化燃烧配风机构，包括炉膛以及布设在所述炉膛上的一次风系统和二次风系统，所述二次风系统包括二次风机、二次风管以及设置在所述炉膛上的二次风口，还包括至少两个使二次风形成旋风的导向旋片，所述导向旋片设置在所述二次风口中并沿所述二次风口的周向布置；或者所述导向旋片设置在所述二次风管靠近所述二次风口的一端内，且所述导向旋片沿所述二次风管的周向布置。
优选的，所述二次风管和所述二次风口的横截面均呈长圆形，或者所述二次风管和所述二次风口的横截面均呈椭圆形。
优选的，所述导向旋片为曲面导向片，所述曲面导向片的一侧为固定侧，另一侧为导流侧，且由所述固定侧至所述导流侧所述导向旋片的厚度逐渐减小。
优选的，所述导向旋片为平面导向片。
优选的，任意相邻两个所述导向旋片所夹的圆心角均相等。
优选的，在所述炉膛的高度方向上，所述二次风口至少包括下层二次风口和高于所述下层二次风口的上层二次风口。
优选的，所述上层二次风口和所述下层二次风口均包括多个，且在所述炉膛的高度方向上，所述上层二次风口与所述下层二次风口相错布置。
优选的，任意一所述二次风口均开设在膜式壁相邻的两个冷管之间。
优选的，同一层的所述二次风口中，相邻两个所述二次风口之间间隔一个或多个所述冷管。
优选的，任意一所述二次风口的出风方向朝下且与水平面之间的夹角为5°～30°
优选的，任意一所述二次风口的出风方向与水平面之间的夹角为10°～25°
优选的，任意两个所述二次风口的出风方向与水平面之间的夹角相等或不等。
优选的，所述下层二次风口和所述上层二次风口与所述炉膛中的布风板之间的距离均为3m～4m，所述炉膛中的一次风总出风量与二次风的总出风量的比值为a，其中，2/3≤a≤1。
本实用新型中所公开的循环流化床锅炉中，设置有配风机构，所述配风机构为上述任意一项中所公开的循环流化燃烧配风机构。
优选的，所述还包括与所述二次风管相连的二次风总管，所述二次风总管与空气预热器换热接触。
本实用新型中所公开的循环流化燃烧配风机构，在分级配风的基础上对二次风系统作出了进一步改进，二次风系统中还包括至少两个使二次风形成旋风的导向旋片，导向旋片设置在二次风口中并沿二次风口的周向布置，或者导向旋片设置在二次风管靠近二次风口的一端内，并且导向旋片沿二次风管的周向布置。
由于增设了导向旋片，因此二次风会从二次风口中旋转吹出，这就显著强化了二次风的扰动作用，二次风进入到炉膛内可以使炉膛的局部区域产生翻滚运动的旋流，从而使二次风与燃料充分混合燃烧，增加了物料富氧燃烧的时间，提高了燃料的燃烧效率并能够有效抑制氮氧化物的产生。
本实用新型中所公开的循环流化床，由于设置有上述循环流化燃烧配风机构，因此该循环流化床兼具上述循环流化燃烧配风机构相应的技术优点，本文中对此不再进行赘述。
附图说明
图1为本实用新型实施例中所公开的循环流化床锅炉的剖视结构示意图；
图2为图1中A部分的局部放大结构示意图；
图3为二次风口与水平面之间所形成的夹角的结构示意图；
图4为一种实施例中导向旋片在二次风口布置的结构示意图；
图5为一种实施例中导向旋片的结构示意图；
图6为另一种实施例中导向旋片在二次风口布置的结构示意图。
其中，1为炉膛，2为燃烧室，3为风室，4为一次风管，5为二次风管，6为二次风总管，7为二次风道，8为旋风分离器，9为膜式壁，10为空气预热器，11为省煤器，12为过热器，91为冷管，51为二次风口，511为导向旋片。
具体实施方式
本实用新型的核心之一在于公开一种循环流化燃烧配风机构，以便能够使二次风与燃料更加充分的混合，从而提高锅炉的燃烧效率并降低氮氧化物的生成。
本实用新型的另一核心在于公开一种采用上述循环流化燃烧配风机构的循环流化床锅炉。
请参考图1、图2以及图4至图6，本实用新型中所公开的循环流化燃烧配风机构，包括炉膛1以及布设在炉膛1上的一次风系统和二次风系统，一次风系统包括一次风机、一次风道、风室3以及一次风口，一次风机通过一次风道与风室3相通，风室3设置于炉膛1底部的燃烧室2下方，一次风自下而上进入燃烧室2，从而使燃料形成流化状态并进行欠氧燃烧，二次风系统包括二次风机、二次风道7以及二次风管5，二次风机连接二次风道7并通过二次风管5向炉膛1内通入二次风，从而在炉膛1的上方形成富氧燃烧氛围，本实施例中所公开的循环流化燃烧配风机构中，还包括至少两个导向旋片511，导向旋片511的作用在于使从二次风口51喷出的二次风形成旋风，一种情况下，导向旋片511可以设置在二次风口51中并沿二次风口51的周向布置，另一种情况下，导向旋片511可以设置在二次风管5靠近二次风口51的一端内，并且导向旋片511沿二次风管5的周向布置。
增设导向旋片511之后，二次风会从二次风口51中旋转吹出，这就显著强化了二次风的扰动作用，二次风进入到炉膛1内可以使炉膛1的局部区域产生翻滚运动的旋流，从而使二次风与燃料充分混合燃烧，增加了物料富氧燃烧的时间，提高了燃料的燃烧效率并能够有效抑制氮氧化物的产生。
目前的二次风管5以及二次风口51多为矩形截面，空气在矩形截面的二次风管5和二次风口51流动时所受到的阻力较大，动能损失较多，最终导致二次风的穿透力较差，为此，本实施例中所公开的循环流化燃烧配风机构中，二次风管5以及二次风口51的截面均为圆形，更为优选的，二次风管5以及二次风口51的横截面呈长圆形，所谓长圆形具体是指两端为半圆中部为矩形的长条形孔，或者二次风管5以及二次风口51的截面均为椭圆形，以便降低二次风的流动阻力，提高其喷射速度和穿透力。
本领域技术人员可以理解的是，导向旋片511的表面可以为曲面，该种导向旋片511称为曲面导向片，当曲面导向片沿二次风口51或者二次风管5的周向进行布置时，曲面导向片依靠自身的曲面形状可以对气流进行引导，使气流形成旋风，如图4中所示，曲面导向片的一侧为用于与二次风口51或二次风管5相连的固定侧，另一侧为导流侧，作为一种优选的方式，由固定侧至导流侧，导向旋片511的厚度逐渐减小，如图4和图5中所示。通常情况下，可采用焊接的方式将导向旋片511与二次风口51或二次风道7的内壁相连，厚度较大的固定侧可以为导向旋片511的焊接提供便利。
当然，导向旋片511的表面还可以为平面，如图6中所示，该种导向旋片511称为平面导向片，当二次风管5和二次风口51的截面为圆形时，使导向旋片511与二次风管5和二次风口51的中心线呈相同的夹角安装，以改变二次风的风向，该种安装方式即可使通过二次风管5和二次风口51的二次风形成旋风，平面导向片也可采用焊接的方式与二次风管5和二次风口51连接。
作为一种优选的方式，任意相邻的两个导向旋片511之间所夹的圆心角均相等，也就是说，导向旋片511在二次分风管或二次风口51的周向上均匀布置，这可以进一步增强二次风的旋转力度，增强二次风与燃料的混匀效果。
除此之外，本实用新型实施例中所公开的循环流化燃烧配风机构中，二次风系统中的二次风口51还采用了多层布置的方式，具体的，在炉膛1高度方向上，二次风口51至少包括下层二次风口和高于下层二次风口的上层二次风口，如图3中所示，结合图1和图2进行理解，上层二次风口以及下层二次风口均分别设置在炉膛1的左右两侧，并且上层二次风口和下层二次风口均包括多个。
上下两层二次风口的布置方式可以使得炉膛1上部的湍流更为复杂，气流和燃料更为充分的混合，作为一种优选的方式，在炉膛1的高度方向上，上层二次风口与下层二次风口相错布置，如图4中所示。
更进一步的，每一个二次风口51的出风方向均不是水平方向，而是倾斜朝下并与水平面之间具有5°～30°(包含端点值)的夹角，优选的，二次风口51的出风方向与水平面之间的夹角为10°～25°(包含端点值)，二次风口51出风方向采用倾斜向下的角度，可以使二次风与炉膛1底部送入的一次风形成对流，这可以进一步加强床料和燃料的流化程度，并加强炉膛1稀相区的富氧燃烧效果。
二次风从炉膛1的左右两侧分别送入，每侧分上下两层二次风出口交错布置，可以使二次风布置更为均匀，使燃烧更为充分，燃烧效果更好提高燃尽率。
需要进行说明的是，任意两个二次风口51的出风方向与水平面之间的夹角可以相等也可以不相等，如图3中所示，上层二次风口与水平面之间的夹角为α，下层二次风口与水平面之间的夹角为β，α与β可以相等也可以不等。
在一种实施例中，下层二次风口和上层二次风口与炉膛1中的布风板(床面)之间的距离均为3m～4m，并且炉膛1的一次风总出风量与二次风的总出风量的比值为a，a的取值范围为2/3≤a≤1，通过调整一次风与二次风的比例，可以确保一次风满足流化状态并创造流化燃烧欠氧燃烧环境，二次风满足炉膛1上部富氧燃烧，使燃料的各种可燃成分充分燃尽，在富氧燃烧环境下，根据可燃成分与氧气结合的先后顺序进行燃烧，从而最大限度的降低燃料型氮氧化物的生成，降低烟气中氮氧化物的原始浓度，达到低氮燃烧的目的。
本实用新型实施例中还公开了一种循环流化床锅炉，其包括炉膛1、旋风分离器8、过热器12、省煤器11以及空气预热器10，该循环流化床锅炉配置有上述任意一实施例中所公开的循环流化燃烧配风机构。
由于该循环流化床锅炉采用了上述循环流化燃烧配风机构，因此其兼具上述循环流化燃烧配风机构相应的技术优点，本文中对此不再进行赘述。
请参考图1，一次配风系统中包括风室3、一次风管4和一次风口，二次配风系统中包括二次风总管6、二次风道7、二次风管5以及二次风口51，炉膛1的底部为燃烧室2，二次风口51开设在燃烧室2的膜式壁9上，并且每个二次风口51均开设在膜式壁9相邻的两个冷管91之间，同一层的二次风口51中，相邻两个二次风口51之间间隔有一个或多个冷管91，如图4中所示。
二次风先经过空气预热器10进行预热后，经二次风道7进入二次风总管6，二次风总管6连接有多个二次风管5，二次风通过二次风管5以及二次风口51被分配至炉膛1内部。
由于二次风口51分为上下两层，因此二次风管5也就分为上下两层，根据布置位置的不同，二次风管5可以为直管或弯管，如图3中所示。
以上对本实用新型所提供的循环流化床锅炉及循环流化燃烧配风机构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种循环流化燃烧配风机构，包括炉膛(1)以及布设在所述炉膛(1)上的一次风系统和二次风系统，所述二次风系统包括二次风机、二次风管(5)以及设置在所述炉膛(1)上的二次风口(51)，其特征在于，还包括至少两个使二次风形成旋风的导向旋片(511)，所述导向旋片(511)设置在所述二次风口(51)中并沿所述二次风口(51)的周向布置；或者所述导向旋片(511)设置在所述二次风管(5)靠近所述二次风口(51)的一端内，且所述导向旋片(511)沿所述二次风管(5)的周向布置。
2.根据权利要求1所述的循环流化燃烧配风机构，其特征在于，所述二次风管(5)和所述二次风口(51)的横截面均呈长圆形，或者所述二次风管(5)和所述二次风口(51)的横截面均呈椭圆形。
3.根据权利要求1或2所述的循环流化燃烧配风机构，其特征在于，所述导向旋片(511)为曲面导向片，所述曲面导向片的一侧为固定侧，另一侧为导流侧，且由所述固定侧至所述导流侧所述导向旋片(511)的厚度逐渐减小。
4.根据权利要求1或2所述的循环流化燃烧配风机构，其特征在于，所述导向旋片(511)为平面导向片。
5.根据权利要求2所述的循环流化燃烧配风机构，其特征在于，任意相邻两个所述导向旋片(511)之间所夹的圆心角均相等。
6.根据权利要求1所述的循环流化燃烧配风机构，其特征在于，在所述炉膛(1)的高度方向上，所述二次风口(51)至少包括下层二次风口(51)和高于所述下层二次风口(51)的上层二次风口(51)。
7.根据权利要求6所述的循环流化燃烧配风机构，其特征在于，所述上层二次风口(51)和所述下层二次风口(51)均包括多个，且在所述炉膛(1)的高度方向上，所述上层二次风口(51)与所述下层二次风口(51)相错布置。
8.根据权利要求6或7所述的循环流化燃烧配风机构，其特征在于，任意一所述二次风口(51)的出风方向朝下且与水平面之间的夹角为5°～30°。
9.根据权利要求6所述的循环流化燃烧配风机构，其特征在于，所述下层二次风口(51)和所述上层二次风口(51)与所述炉膛(1)中的布风板之间的距离均为3m～4m，所述炉膛(1)中的一次风总出风量与二次风的总出风量的比值为a，其中，2/3≤a≤1。
10.一种循环流化床锅炉，设置有配风机构，其特征在于，所述配风机构为如权利要求1-9任意一项所述的循环流化燃烧配风机构。
Priority Applications (1)
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| Publication Number | Publication Date |
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| GR01 | Patent grant | ||
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