CN2578680Y - 循环流化床锅炉炉膛内的排灰器 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种循环流化床锅炉炉膛内的排灰器，主要用于燃用高灰分劣质煤的循环流化床锅炉，其可控制炉膛中部和上部的灰浓度，其中包括有：一容器，该容器为立方体或圆形筒体，该容器的顶部与反料器的下部连通；在该容器的中间安装有一冷却管，用于排灰的冷却；在该容器的下部，连接有一移动床式排灰管和机械阀，用于排灰的排放。

Description

循环流化床锅炉炉膛内的排灰器

技术领域

本实用新型涉及一种排灰器，特别是指一种循环流化床锅炉炉膛内的排灰器，其是用于循环流化床锅炉，可调节炉膛内的灰浓度。

背景技术

循环流化床锅炉是20世纪70年代末发展起来的一种高效率低污染锅炉，特别地，由于循环流化床锅炉可以高效率低污染地燃用高灰分低热值的劣质煤，使循环流化床锅炉在我国被越来越多的用户采用。循环流化床锅炉主要由循环流化床和尾部烟道等组成，循环流化床包括炉膛、气固分离器、返料下降管和返料器，循环流化床锅炉的主要辅助系统包括加煤、加风、排渣和控制等。循环流化床锅炉所用的燃料是颗粒状的煤，一般从炉膛下部的侧壁加入炉膛，燃烧所用的空气从炉膛的底部和下部的侧壁加入炉膛。在炉膛内，粒径比较小的煤以及煤燃烧后形成的灰等固体颗粒被烟气夹带着由底部上升，从上部的出口排出炉膛进入气固分离器，绝大部分的固体颗粒在气固分离器内与烟气分离，被分离的固体颗粒通过返料下降管及返料器等部件返回炉膛，由此构成固体颗粒的循环流动。粒径比较大的固体颗粒则在炉膛内上下翻腾，不参与上述的循环流动。一般地，在炉膛的下部，固体颗粒的浓度很高、粒径也比较大，而在炉膛的中部和上部，固体颗粒的浓度和粒径都会迅速减小。达到并维持炉膛上下的灰浓度和粒径的合适的分布是循环流化床锅炉设计和运行的关键之一，因为它决定了锅炉的负荷、燃烧效率和污染物的生成等一系列指标。炉膛上下的灰浓度和粒径分布的主要影响因素之一是煤的特性，包括煤的灰含量和成灰特性等。对大多数煤种而言，在设计循环流化床锅炉时要尽可能提高气固分离器的分离效率，以保证在炉膛的中部和上部的灰浓度足够高。但是，一般的循环流化床锅炉并不适用于燃烧灰含量特别大的劣质煤(如煤矸石)，因为炉膛中部和上部的灰浓度非常高，不仅对炉膛壁面的防磨造成很大的困难，而且过于大量的灰参与循环浪费了风机的动力。相对于通过提高气固分离效率以维持炉膛内足够高的灰浓度而言，减少炉膛内的灰浓度似乎很容易，但是从以下的分析可以看出，这个问题实际上并不容易解决。可以加大炉膛底部的排渣量，但是这样做往往并不能减少炉膛中部和上部的灰浓度，而且为了维持灰含量特别大的劣质煤(如煤矸石等)的燃烧稳定性，往往要求炉膛下部的灰浓度要高一些；可以降低炉膛的烟气表观速度，以减少向炉膛中部和上部夹带的灰量，但是烟气表观速度同时还影响炉膛上下的燃烧份额，而且灰的夹带量与烟气表观速度的3-4次方成正比，实际设计中并不容易精确确定；可以适当减小气固分离器的分离效率以减少参与循环流动的灰(即循环灰)的量，但是这样只能减少循环灰中非常细的灰的量，而这部分非常细的灰中的碳含量往往比较高，如果直接逃逸到锅炉尾部的飞灰中，将降低锅炉的燃烧效率；可以直接从炉膛的中部排放部分灰，这有可能成为好的方法，但这不是本实用新型的任务。

发明内容

本实用新型的目的是，提出一种循环流化床锅炉炉膛内的排灰器，其是将排灰器与返料器连接，其内部是鼓泡床式热交换器，冷却后的排灰从其底部通过移动床式排灰管排出，便于控制炉膛内灰的浓度。

本实用新型一种循环流化床锅炉炉膛内的排灰器，主要用于燃用高灰分劣质煤的循环流化床锅炉，其可控制炉膛中部和上部的灰浓度，其特征在于，其中包括有：

一容器，该容器为立方体或圆形筒体，该容器的顶部与反料器的下部连通；

在该容器的中间安装有一冷却管，用于排灰的冷却；

在该容器的下部，连接有一移动床式排灰管和机械阀，用于排灰的排放。

其中在该容器的中间的下部有一隔墙，该隔墙将容器分为上升区和下降区，该上升区和下降区的上部连通。

其中该容器的上升区与锅炉炉膛的下部和气固分离器的下部连通。

其中移动床式排灰管和机械阀安装在该容器的下降区的下部。

其中该冷却管安装在该容器的下降区。

其中该冷却管安装在该容器的上升区。

其中该机械阀可以是闸阀、蝶阀、回转阀或螺旋输送机。

附图说明

为进一步说明本实用新型的技术内容，以下结合附图及实施例详细地说明于后，其中：

图1是本实用新型的第一实施例排灰器与循环流化床锅炉的位置示意图；

图2是图1所示的第一实施例排灰器的详细结构的侧视图；

图3是本实用新型的第二实施例排灰器与循环流化床锅炉的位置示意图；

图4是图2所示的第二实施例排灰器的详细结构的侧视图；

图5是本实用新型第三实施例排灰器的详细结构的侧视图。

具体实施方式第一实施例

首先请参阅图1及图2所示，一种循环流化床锅炉炉膛内的排灰器15，主要用于燃用高灰分劣质煤的循环流化床锅炉，其可控制炉膛中部和上部的灰浓度，其中排灰器15包括有：

一容器151，该容器151为立方体或圆形筒体，该容器151的顶部与反料器12的下部连通；

在该容器151的中间安装有一冷却管15b，用于排灰9c的冷却；

在该容器151的下部，连接有一移动床式排灰管13g和机械阀13h，用于排灰9c的排放。第二实施例

请参阅图3及图4，本实用新型第二实施例与第一实施例不同之处在于，其中在该容器151的中间的下部有一隔墙13b，该隔墙13b将容器151分为上升区13a和下降区13a，该上升区13a和下降区13a的上部连通；该容器151的上升区13a与反料器12的下部连通；该移动床式排灰管13g和机械阀13h安装在该容器151的下降区13c的下部；其中该冷却管安装在该容器151的下降区13c。第三实施例

请参阅图5，本实用新型的第三实施例与第一、第二实施例的不同之处在于，该冷却管14d安装在该容器151的上升区14a。

其中第一、二、三实施例中的机械阀13h、14f可以是闸阀、蝶阀、回转阀或螺旋输送机。

本实用新型的工作过程为：

请再参阅图1及图2，排灰器15位于返料器12的下面，排灰9c从返料器12的底部通过连接管15a进入排灰器15，以移动床的状态从上向下移动，从底部进入移动床式排灰管13g，最后通过位于移动床式排灰管13g底部的机械阀13h排出锅炉。在排灰器15中设置冷却管15b，通过热交换将排灰9c的温度降低到可以安全排放的水平，冷却管15b内的冷却介质可以是水也可以是蒸汽。由于排灰9c在排灰器15中以移动床的状态通过冷却管15b，换热系数比较小。为了弥补这个缺陷，可以将排灰器15的横截面尺寸设计得小一些，而将其高度设计得大一些。排灰9c的流量是由位于移动床式排灰管13g底部的机械阀13h控制的。

结合参阅图3和图4，一次风1从风室2穿过布风板3进入炉膛的下部7，煤5和二次风6从侧壁加入炉膛的下部7，固体颗粒9被烟气夹带进入炉膛的中部和上部8。一般地，将炉膛中从布风板至二次风6加入点之间的部分称为炉膛的下部7，以上部分称为炉膛的中部和上部8。固体颗粒9的绝大部分在气固分离器10中与烟气分离，被分离的固体颗粒9a称为循环灰，通过返料下降管11和返料器12返回炉膛的下部7。本实用新型提出的一种排灰器13与返料器12连接，将进入返料器12的循环灰9a的一部分9c排出锅炉，使通过返料器12返回炉膛的下部7的循环灰9b的量减少。这样可以控制炉膛的中部和上部8的灰浓度。

图4和图5出示了另外两种排灰器13和14，其控制炉膛中部和上部8的灰浓度的方法与图3所示的排灰器13的相同，排出进入返料器12的循环灰9a的一部分9c。但是这三种排灰器13、14和15的内部结构和原理不同，以下结合图2、图3、图4和图5进一步详细说明。

见图4，第一种排灰器13内部的底部和下部被隔墙13b分隔为上升区13a和下降区13c，上升区13a的底部与返料器12的底部连接，由排灰器13排出的循环灰9c从返料器12的底部进入排灰器13的上升区13a的底部，而后上升，越过隔墙13b的顶端进入下降区13c，从下降区13c的底部进入移动床式排灰管13g，最后通过位于移动床式排灰管13g底部的机械阀13h排出锅炉。在上升区13a的底部送入流化风13e，使上升区13a中的排灰9c充分流化、上升、越过隔墙13b的顶端进入下降区13c。循环灰9a的温度是非常高的，不能直接排放，因此在排灰器13的下降区13c中设置冷却管13d，通过热交换将排灰9c的温度降低到可以安全排放的水平。冷却管13d的冷却介质可以是水也可以是蒸汽。为了强化排灰9c与冷却管13d之间的换热系数，在下降区13c的底部送入流化风13f，使下降区13c中的排灰9c处于鼓泡床状态。流化风13e与13f由下降区13c的顶部通过导管13i引入炉膛的下部7。排灰9c的流量是由位于移动床式排灰管13g底部的机械阀13h控制的。设置移动床式排灰管13g的目的是起密封作用，阻止排灰器13中的流化风13e和13f甚至炉膛的下部7中的烟气从机械阀13h泄漏。因此移动床式排灰管13g的直径比较大，使得排灰9c在排灰过程中在移动床式排灰管13g中的移动速度小于排灰9c的最小流化速度，始终处于移动床状态。同时，移动床式排灰管13g的高度要足够。机械阀13h可以是闸阀、蝶阀、回转阀和螺旋输送机等，从便于操作和运行稳定的角度看，最好使用螺旋输送机。

可以将上述第一种排灰器13中冷却管13d的位置移到上升区中，从而构成本实用新型的第二种排灰器，见图5。排灰器14的底部和下部由隔墙14b分为上升区14a和下降区14c，冷却管14d位于上升区14a中，冷却管14d的冷却介质可以是水也可以是蒸汽。为了强化排灰9c与冷却管14d之间的换热系数，从上升区14a的底部送入流化风14e，使上升区中的灰处于鼓泡床状态。排灰9c从返料器12的底部进入排灰器14，在上升区中上升并越过隔墙14b，进入下降区14c，靠重力直接下落，通过机械阀14f落入密闭灰罐14g。排灰9c的流量由流化风14e的流量控制，机械阀14f在更换密闭灰罐14g时起开关的作用。流化风14e从排灰器14的顶部由导管14h引入炉膛的下部7。

以上由图3、图4和图5所描述的排灰器13和排灰器14更适合于排灰量比较大的循环流化床锅炉，因为排灰9c的冷却效果比较好，但是由于使用了流化风13e、13f、14e及导管13i、14h，其结构比较复杂一些。如果排灰量比较小，可以采用本实用新型提出的第一种排灰器15。

需要指出的是，本实用新型所提出的循环流化床锅炉炉膛内的灰浓度的控制方法可以采用本实用新型所提出的三种排灰器实现，但是排灰器的具体结构可以不限于这三种。根据本实用新型的目的，排灰器的原理要满足以下三个基本条件：可以控制排灰的流量，必须将排灰的温度降低到可以安全排放的水平，必须阻止气体的泄漏。

Claims (7)

1、一种循环流化床锅炉炉膛内的排灰器，主要用于燃用高灰分劣质煤的循环流化床锅炉，其可控制炉膛中部和上部的灰浓度，其特征在于，其中包括有：

一容器，该容器为立方体或圆形筒体，该容器的顶部与反料器的下部连通；

在该容器的中间安装有一冷却管；

在该容器的下部，连接有一移动床式排灰管和机械阀。

2、根据权利要求1所述的循环流化床锅炉炉膛内的排灰器，其特征在于，其中在该容器的中间的下部有一隔墙，该隔墙将容器分为上升区和下降区，该上升区和下降区的上部连通。

3、根据权利要求2所述的循环流化床锅炉炉膛内的排灰器，其特征在于，其中该容器的上升区与锅炉炉膛的下部和气固分离器的下部连通。

4、根据权利要求1所述的循环流化床锅炉炉膛内的排灰器，其特征在于，其中移动床式排灰管和机械阀安装在该容器的下降区的下部。

5、根据权利要求1所述的循环流化床锅炉炉膛内的排灰器，其特征在于，其中该冷却管安装在该容器的下降区。

6、根据权利要求1所述的循环流化床锅炉炉膛内的排灰器，其特征在于，其中该冷却管安装在该容器的上升区。

7、根据权利要求1所述的循环流化床锅炉炉膛内的排灰器，其特征在于，其中该机械阀可以是闸阀、蝶阀、回转阀或螺旋输送机。

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