CN212418361U - 低排放型循环流化床锅炉的调节式分离器结构 - Google Patents

Abstract

低排放型循环流化床锅炉的调节式分离器结构，它包括中心筒、进出口调速段、竖直段、锥段和混凝土层；中心筒包括固定筒和活动筒，固定筒安装在竖直段顶部，活动筒壁面上沿长度方向设置有多组过孔，固定筒壁面上开有贯通的一组通孔，活动筒通过穿过一组通孔和任意一组过孔的轴销固定在固定筒内实现位置可调，进出口调速段安装在竖直段侧面，锥段安装在竖直段下部，进出口调速段与炉膛上部后出口连接，进出口调速段、竖直段、锥段内部均粘有混凝土层，进出口调速段的截面可变。本实用新型通过控制分离灰量，能够使锅炉负荷下降和燃料热值降低时长期安全稳定高效运行，NO_X和SO₂初始超低排放。

Description

低排放型循环流化床锅炉的调节式分离器结构

技术领域

本实用新型涉及一种分离器，特别涉及一种低排放型循环流化床锅炉的调节式分离器结构。

背景技术

随着采用高效率分离器的低排放型循环流化床锅炉广泛应用，取得了较好的污染物低排放效果，但是更换燃料和突变负荷会影响锅炉安全稳定运行、节能燃烧和污染物排放。传统的分离器结构不可改变分离效率，导致锅炉更换燃料和突变负荷时分离的分离灰发生较大变化，出现了分离灰增多或减少现象，锅炉负荷下降或燃料热值降低时分离灰过多的问题，致使炉膛内床温过低，会发生燃烧不稳定熄火、燃料不完全燃烧和炉内脱硫效率降低等，不利于锅炉稳定运行、节能燃烧和污染物超低排放。

实用新型内容

本实用新型为解决现有低排放型循环流化床锅炉在负荷下降或燃料热值降低时分离灰过多，会发生燃烧不稳定熄火或结焦导致的停炉，不利于锅炉稳定运行的问题，进而提供一种低排放型循环流化床锅炉的调节式分离器结构。采用调节式分离器结构，通过控制分离灰量，使锅炉在低负荷或燃料突变时返料量过多的问题得已解决，炉膛床温达到设计值，避免发生燃烧不稳定熄火或结焦导致的停炉、炉内脱硫效率低导致的环保排放不达标、燃料不完全燃烧导致的锅炉效率降低等，使锅炉能够长期安全稳定高效运行，NO_X和SO₂初始超低排放。

本实用新型的技术方案为：低排放型循环流化床锅炉的调节式分离器结构包括中心筒、进出口调速段、竖直段、锥段和混凝土层；中心筒包括固定筒和活动筒，固定筒安装在竖直段顶部，活动筒壁面上沿长度方向设置有多组过孔，固定筒壁面上开有贯通的一组通孔，活动筒通过穿过一组通孔和任意一组过孔的轴销固定在固定筒内实现位置可调，进出口调速段安装在竖直段侧面，锥段安装在竖直段下部；进出口调速段与炉膛上部后出口连接，进出口调速段、竖直段、锥段内部均粘有混凝土层，进出口调速段的截面可变。

本实用新型相比现有技术的有益效果是：

1、本实用新型设计调整分离器结构的中心筒长度，来调节分离器效率，控制分离灰量，使锅炉在低负荷或燃料突变时，保证相适应的分离灰量，实现锅炉稳定运行。

2、本实用新型设计进出口调速段混凝土层的厚度，来调节进出口高度和/或进出口宽度，来调节烟气流经速度，调节分离器效率，控制分离灰量，炉膛床温达到设计值和避免发生燃烧不稳定熄火或结焦导致的停炉，实现燃烧完全，保证锅炉节能运行，NO_X和SO₂初始超低排放。

3、本实用新型采用中心筒伸缩式结构，通过活动筒的伸缩，增加或减少中心筒总长度，达到中心筒总长度灵活调节。

4、本实用新型通过宽范围调节分离器结构的分离效率，保证分离灰量，控制炉膛内温度在800-900℃范围内，此温度更适合备用SNCR在炉膛内实现脱硝，提高炉膛内脱硝效率，实现低污染物排放，NO_X和SO₂初始超低排放。

5、本实用新型通过宽范围调节分离器的分离效率，保证分离灰量，控制炉膛内温度在 800-900℃范围内，此温度更适合石灰石炉膛内脱硫，宽范围调节分离器提供适合的温度范围、充足反应时间等，使石灰石利用率增高，提高炉膛内脱硫效率，实现低污染物排放， NO_X和SO₂初始超低排放。

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步地说明：

附图说明

图1是本实用新型低排放型循环流化床锅炉的调节式分离器结构的整体示意图；

图2是图1中Ⅰ处的局部放大图；

图3是图1中Ⅱ处的局部放大图；

图4是沿图1中F-F线的剖视图；

图5是沿图1中E-E线的剖视图；

图6是本实用新型调节式分离器结构应用于低排放型循环流化床锅炉的关联示意图；

图7是利用本实用新型调节式分离器结构的低排放型循环流化床锅炉的总装示意图。

具体实施方式

参见图1-图5所示，本实施方式的低排放型循环流化床锅炉的调节式分离器结构包括包括中心筒2-1、进出口调速段2-2、竖直段2-3、锥段2-4和混凝土层2-5；中心筒2-1 包括固定筒2-1-1和活动筒2-1-2，固定筒2-1-1安装在竖直段2-3顶部，活动筒2-1-2壁面上沿长度方向设置有多组过孔，固定筒2-1-1壁面上开有贯通的一组通孔，活动筒2-1-2 通过穿过一组通孔和任意一组过孔的轴销固定在固定筒2-1-1内实现位置可调，进出口调速段2-2安装在竖直段2-3侧面，锥段2-4安装在竖直段2-3下部；进出口调速段2-2与炉膛1上部后出口连接，锥段2-4与现有的返料器3连接，固定筒2-1-1与现有的尾部烟道4连接，进出口调速段2-2、竖直段2-3、锥段2-4内部均粘有混凝土层2-5，进出口调速段2-2的截面可变。锅炉负荷下降或燃料热值降低时，燃料燃烧产生的烟气量和灰量均会变化，通过调整连接在固定筒2-2-1上的活动筒2-1-2的伸缩长度，增长或减小中心筒 2-1总体长度，调整分离器结构的分离效率，保证分离灰量。

上述实施方式中进出口调速段2-2的混凝土层2-5的厚度可变，实现截面可变。

可选地，如图3所示，所述进出口调速段2-2的进、出口在高度方向上的混凝土层2-5 的厚度同时增加。采用改变分离器结构的进出口调速段的进出口高度，来调节烟气流经速度，调节分离器效率，控制分离灰量，炉膛床温达到设计值，实现燃烧完全，保证锅炉节能运行，NO_X和SO₂初始超低排放。

可选地，如图4所示，所述进出口调速段2-2的出口处在宽度方向上的混凝土层2-5的厚度变化时，出口处宽度的变化范围为B1-B2。通过调整进出口调速段2-2的出口处在宽度方向上混凝土层2-5的厚度变化，进出口调速段2-2的出口处内侧面与和竖直段2-3的轴线相垂直的水平线的夹角变化范围为β2-β1，进而进出口调速段2-2的出口宽度的变化范围为B1-B2。采用改变分离器结构的进出口调速段的出口处宽度，来调节烟气流经速度，调整分离器结构的分离效率，控制分离灰量，避免发生燃烧不稳定熄火或结焦导致的停炉，保证锅炉安全运行，NO_X和SO₂初始超低排放。

可选地，如图5所示，所述进出口调速段2-2的内侧面与和竖直段2-3的轴线相垂直的水平线的夹角为θ，在θ不变时，进出口调速段2-2的内壁与竖直段2-3之间的过渡段的混凝土层圆弧半径的变化范围为r1-r2，进出口调速段2-2的出口宽度的变化范围为 B4-B5。锅炉负荷下降或燃料热值降低时，燃料燃烧产生的烟气量和灰量均会变化。通过增加或减小出口处的圆弧半径，相应地增加或减小进出口调速段2-2的出口宽度。采用改变分离器结构的进出口调速段的出口处宽度，来调节烟气流经速度，调整分离器结构的分离效率，控制分离灰量，避免发生燃烧不稳定熄火或结焦导致的停炉，保证锅炉安全运行。

可选地，所述进出口调速段2-2的侧部均布设置有多个SNCR脱硝接口2-6。在进出口调速段2-2的侧部安装SNCR脱硝接口作为备用，当燃料或负荷发生突变时，将尿素溶液或氨水等喷入分离器，进行SNCR气相反应，实现炉内脱硝，达到超低排放要求。作为一个示例：SNCR脱硝接口2-6数量设计五个。

图6-图7是本实用新型应用于低排放型循环流化床锅炉的示例图，低排放型循环流化床锅炉可选用现有技术专利文献CN207146381U。

下面结合图1-图7说明进出口调速段2-2的高度和出口宽度变化的可控措施，通过调整分离器结构的中心筒长度、改变进出口调速段的高度或出口宽度，来调节烟气流经速度，调整分离器结构的效率，控制分离灰量，使锅炉在低负荷(通常锅炉负荷在50％以下)下或燃料突变时返灰量发生大幅变化的问题得已解决，炉膛床温达到设计范围值，避免发生燃烧不稳定熄火或结焦导致的停炉、炉内脱硫效率低导致的环保排放不达标、燃料不完全燃烧导致的锅炉效率降低等，使锅炉能够长期安全稳定高效运行，NO_X和SO₂初始超低排放。

单独调节方式一：如图2所示方式，锅炉负荷下降或燃料热值降低时，燃料燃烧产生的烟气量和灰量均会变化，通过调整连接在固定筒2-2-1上的活动筒2-1-2的伸缩长度h，增长或减小中心筒2-1总体长度L，调整分离器2的分离效率，保证适应的分离灰量。

单独调节方式二：如图3所示方式，锅炉负荷下降或燃料热值降低时，燃料燃烧产生的烟气量和灰量均会变化，通过调整进出口调速段2-2的混凝土层2-5的厚度H1，改变进出口调速段2-2的进出口高度H，调整分离器结构的分离效率，保证适应的分离灰量。

单独调节方式三：如图4所示方式，锅炉负荷下降或燃料热值降低时，燃料燃烧产生的烟气量和灰量均会变化。进出口调速段2-2出口与和竖直段2-3的轴线相垂直的水平线的夹角β，形成进出口调速段2-2的出口宽度B。通过增加角度β到β1，形成进出口调速段2-2出口宽度B1，减小进出口调速段2-2的出口宽度；通过减小角度β到β2，形成进出口调速段2-2出口宽度B2，增加进出口调速段2-2的出口宽度；通过增加或减小进出口调速段2-2出口宽度，调整分离器结构的分离效率，保证适应的分离灰量。

单独调节方式四：如图5所示方式，锅炉负荷下降或燃料热值降低时，燃料燃烧产生的烟气量和灰量均会变化。进出口调速段2-2出口与和竖直段2-3的轴线相垂直的水平线的夹角θ和圆弧半径r，形成进出口调速段2-2的出口宽度B3。夹角θ不变时，通过减小圆弧半径r到r1，形成进出口调速段2-2出口宽度B4，减小进出口调速段2-2出口宽度；夹角θ不变时，通过增加圆弧半径r到r2，形成进出口调速段2-2的出口宽度B5，增加进出口调速段2-2出口宽度。通过减小或增加进出口调速段2-2的出口宽度，调整分离器结构的分离效率，保证适应的分离灰量。

联合调节方式一：单独调节方式一可与单独调节方式二组合成联合调节方式一，实现宽范围调节分离器结构的分离效率，保证适应的分离灰量。

联合调节方式二：单独调节方式一可与单独调节方式三组合成联合调节方式二，实现宽范围调节分离器结构的分离效率，保证适应的分离灰量。

联合调节方式三：单独调节方式一可与单独调节方式四组合成联合调节方式三，实现宽范围调节分离器结构的分离效率，保证适应的分离灰量。

联合调节方式四：单独调节方式二可与单独调节方式三组合成联合调节方式四，实现宽范围调节分离器结构的分离效率，保证适应的分离灰量。

联合调节方式五：单独调节方式二可与单独调节方式四组合成联合调节方式五，实现宽范围调节分离器结构的分离效率，保证适应的分离灰量。

通过安装在进出口调速段2-2侧部的SNCR脱硝接口2-6，将含有NH_X基的还原剂尿素溶液或氨水等喷入调速段后热分解成NH₃与烟尘进入分离器，NH₃与烟尘中的NO_X进行SNCR气相反应，脱出烟尘中的NO_X并生成N₂和HO₂，实现炉内脱硝。通过炉膛1进入分离器内的烟尘将石灰石主要成分CaCO₃继续被加热并发生反应，生成CaO和CO₂，燃料燃烧产生的SO₂扩散到CaO的表面和内孔，在有氧气参与的情况下，CaO吸收烟尘中的SO₂并生成CaSO₄，实现炉内脱硫。

本实用新型调节式分离器结构控制分离灰量，实现锅炉在低负荷或燃料突变时分离灰量可调节，使炉膛内温度达到设计值，可控制在800-900℃范围内，避免发生燃烧不稳定熄火或结焦导致的停炉、炉内脱硫效率低导致的环保排放不达标、燃料不完全燃烧导致的锅炉效率降低等，使锅炉能够长期安全稳定高效运行，NO_X和SO₂初始超低排放。

本实用新型已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本实用新型技术方案范围。

Claims (5)

1.低排放型循环流化床锅炉的调节式分离器结构，其特征在于：所述调节式分离器结构包括中心筒(2-1)、进出口调速段(2-2)、竖直段(2-3)、锥段(2-4)和混凝土层(2-5)；中心筒(2-1)包括固定筒(2-1-1)和活动筒(2-1-2)，固定筒(2-1-1)安装在竖直段(2-3)顶部，活动筒(2-1-2)壁面上沿长度方向设置有多组过孔，固定筒(2-1-1)壁面上开有贯通的一组通孔，活动筒(2-1-2)通过穿过一组通孔和任意一组过孔的轴销固定在固定筒(2-1-1)内实现位置可调，进出口调速段(2-2)安装在竖直段(2-3)侧面，锥段(2-4)安装在竖直段(2-3)下部，进出口调速段(2-2)与炉膛(1)上部后出口连接，进出口调速段(2-2)、竖直段(2-3)、锥段(2-4)内部均粘有混凝土层(2-5)，进出口调速段(2-2)的截面可变。

2.根据权利要求1所述低排放型循环流化床锅炉的调节式分离器结构，其特征在于：所述进出口调速段(2-2)的在高度方向上混凝土层(2-5)的厚度在进、出口相同。

3.根据权利要求2所述低排放型循环流化床锅炉的调节式分离器结构，其特征在于：所述进出口调速段(2-2)的出口处在宽度方向上的混凝土层(2-5)的厚度变化时，出口处宽度的变化范围为B1-B2。

4.根据权利要求3所述低排放型循环流化床锅炉的调节式分离器结构，其特征在于：所述进出口调速段(2-2)的内侧面与和竖直段(2-3)的轴线相垂直的水平线的夹角为θ，在θ不变时，进出口调速段(2-2)的内壁与竖直段(2-3)之间的过渡段的混凝土层圆弧半径的变化范围为r1-r2，进出口调速段(2-2)的出口宽度的变化范围为B4-B5。

5.根据权利要求4所述低排放型循环流化床锅炉的调节式分离器结构，其特征在于：所述进出口调速段(2-2)的侧部均布设置有多个SNCR脱硝接口(2-6)。

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