CN85109455B - 流化床锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有壁式Ｓ形分离器的流化床锅炉。它是在燃烧室上部烟气出口设置一个或多个Ｓ形通道分离器，该分离器包括水平流动的Ｓ形通道，分流挡墙分隔而成的浓灰气流通道和作垂直流动的集灰腔组成。该装置可使飞灰被分离的中位直径达５０微米，其循环燃烧效率可大于９８％，与一般设有旋风分离器的流化床相比，其引风阻力小，放大性能好，是工业上用的一种较理想的流化床锅炉。
Description
本发明涉及一种流化床锅炉，特别是一种带有高温分离器的流化床锅锅炉。
现有技术中的普通流化床锅炉不设高温分离器，因而大量细物料没能参与反应即被吹出炉外，导致燃料和脱硫剂利用率低，对高灰燃料还会造成尾部受热面的严重磨损。
快速流化床锅炉或循环床锅炉一般在燃烧室烟气出口处或炉外都设置有分离器，以捕捉飞灰循环使用，见专利EP-0025080。但这些分离器一般都采用旋风分离器。其中西德鲁奇（Lurgi）公司，芬兰阿尔斯托姆（Ahlstrom）公司和美国贝特尔（Battelle）实验室推出的锅炉是三个典型。见（Pyroflow Multifuel CFBC Boiler with Minimum Impacton the Enviroment，3rd.Fluidised Combustion Conference，London，1984）这些分离器在高温下的阻力高达100-150毫米水柱，它所引起的引风电耗增大相当于增加4%的燃料费，它的放大缩小性能不佳，随着单个容量的增加效率将下降，同时结构复杂，落灰和出气位置都过于集中，对物料回送、传热和对流受热面布置都有不利影响。
本发明的目的是提供一种带有低阻力，高分离效率的S形分离器的流化床锅炉，它不仅有较高的燃烧效率，同时容易砌筑，放大缩小时性能稳定等特点。
本发明是这样实现的：在流化床燃烧室上部烟气出口处设置至少有一个S形通道分离器，该分离器包括由砌体围成的水平流动的S形通道，分流挡墙〔3〕分隔而成的浓灰气流通道和气流作垂直流动的集灰腔〔4〕组成;分离器与其下的支撑墙一起组成燃烧室的至少一面边壁。燃烧室烟气全部通过分离器的S形通道流出。
附图1为S形分离器单元的水平断面图。
附图2为S形分离器12个单元组合的出口示意图。
附图3为S形分离器在锅炉内的安装位置示例。图中〔9〕为支撑墙，〔10〕为S形分离器组合成的边壁。
下面结合附图详细说明该发明的工作情况和实施例。
燃烧室的含灰烟气进入S形分离器的入口后，在S形水平通道中，烟气被加速到20-25米/秒，且旋转180-240°，气流中的灰粒绝大部分被惯性分离到边壁附近，在这里，分流挡墙〔3〕将焰气分为两股，含灰多的外股气流被引向集灰腔〔4〕，进入集灰腔的气流从集灰腔的下部孔道〔8〕或上部孔道流出。含灰很少的内股气流经S形通道引出分离器。
图1给出了S形分离器单元的水平断面图，S形通道由砌体〔1〕，砌体〔2〕和分离挡墙〔3〕组成，通道分为五段，即入口段〔Ⅰ〕，同心环段〔Ⅱ〕，不同心环段〔Ⅲ〕，转向段〔Ⅳ〕和出口段〔Ⅴ〕。S形分离器的入口为沿炉高呈长条缝状，其入口段的砌体〔1〕为与前沿平面呈15°-30°夹角的平面;砌体〔2〕为一圆弧面，为保证入口导向作用，砌体〔2〕的前沿沿纵向应超出砌体〔1〕前沿50-100毫米。同心环段与入口段圆滑相接，S形水平流动的通道截面应保证通道内流速为20-25米/秒。分流挡墙〔3〕将S形通道分成内外两部分，通向集灰腔的浓灰气流通道的宽度占S形通道宽度的10%-20%，但最好为15%;该分流通道经过圆滑过度通向集灰腔〔4〕。在出口段，S形通道出口有直吹出口〔5〕和斜吹出口〔6〕两种;为保证出口气流速度尽快降低，对于多个单元组合而成的S型分离器，在纵向方向，两种出口应沿炉高相间排列;为使气流分布均匀，相邻两单元应对称排列。图2给出了直吹出口〔5〕和斜吹出口〔6〕相间排列以及相邻两单元对称排列的示意图。
在锅炉容量增加时，可纵向或横向增加若干个分离器单元，在纵向砌筑分离器单元时，则应在每层分离器之间砌以平隔板〔7〕，平隔板在对应集灰腔的位置上，应开有相应的孔洞，以便使浓相气流流出。
S形分离器可以用耐火材料砌筑而成，因而不仅结构简单，且容易砌筑。使用该发明能使飞灰被分离的中位直径达50微米，其循环燃烧效率（热值大于4000大卡/公斤的烟煤）大于98%。该发明具有节约引风电耗，放大缩小时性能稳定等优点。用于4-35吨/时工业锅炉可使锅炉效率提高8-15%，亦可节煤10-20%。用于更大容量的锅炉可使脱硫剂利用率提高一倍以上;用于高灰燃料的流化床锅炉，可以减轻尾部受热面的磨损，在与颗粒层除尘器相接时可以省去一级预除尘器。
Claims (7)
1、一种流化床锅炉，其燃烧室烟气出口处设置有分离器，其特征是所述的分离器是S形通道分离器，该分离器包括由砌体〔1〕和砌体〔2〕围成的水平流动的S形通道、分流挡墙〔3〕分隔而成的浓灰气流通道和浓灰气流在其内作垂直流动的集灰腔〔4〕组成，分离器与其下的支撑墙〔9〕一起组成燃烧室的边壁〔10〕。
2、按照权利要求1所述的流化床锅炉，其特征是所述的S形通道中的分流挡墙〔3〕分离气流的位置在水平截面上，入口气流流动方向转过了180°～240°的通道区间内，将S形通道分成内外两部分，通向集灰腔〔4〕的外股浓灰气流通道宽度占S形通道宽度的10%～20%。
3、按照权利要求2所述的流化床锅炉，其特征是所述的通向集灰腔〔4〕的浓灰气流通道的截面占S形通道截面的15%。
4、按照权利要求1所述的流化床锅炉，其特征是S形分离器的入口为沿炉高呈长条缝状，其入口段的砌体〔1〕为与前沿平面呈15°-30°夹角的平面，砌体〔2〕为一圆弧面，其纵向超出砌体〔1〕前沿50-100毫米。
5、按照权利要求1，4所述的流化床锅炉，其特征是至少有二个S形分离器，它的出口分别为直吹出口〔5〕和斜吹出口〔6〕两种。
6、按照权利要求5所述的流化床锅炉，其特征是对于多个单元组合而成的S形分离器，在纵向方向两种出口沿炉高相间排列，在横向，相邻单元应对称排列。
7、按照权利要求1所述的流化床锅炉，其特征是所述的集灰腔〔4〕设有向下或向上的气体出口。
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