專(zhuān)利名稱(chēng)：快裝循環(huán)床鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種適用于輕工、化工、紡織、煤炭、機(jī)械和服務(wù)等部門(mén)供生產(chǎn)、生活用汽的快裝循環(huán)床鍋爐。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)環(huán)境污染實(shí)行治理的要求也越來(lái)越迫切。在我國(guó)，大氣污染的主要來(lái)源為燃煤，國(guó)際上已公認(rèn)，流化床燃燒脫硫是解決大氣污染的重要方向之一。國(guó)外開(kāi)發(fā)的循環(huán)床鍋爐，大都采用旋風(fēng)分離器，安裝在爐膛出口，將固體物料與高溫?zé)煔夥蛛x，再通過(guò)物料回送系統(tǒng)將分離下來(lái)的物料送回爐膛形成循環(huán)，故結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備龐大，難以小型化。因此，國(guó)外循環(huán)床鍋爐發(fā)展的主導(dǎo)方向是用于大型燃煤電站，屬大容量循環(huán)床鍋爐，并重點(diǎn)解決低污染排放問(wèn)題，尚無(wú)中小型快裝循環(huán)床鍋爐問(wèn)世。我國(guó)是以燃煤為主的能源結(jié)構(gòu)，其中中小型工業(yè)及供暖鍋爐的燃煤量占燃煤總量的一半以上，約為煤炭總量的三分之一，而國(guó)內(nèi)廣泛使用的傳統(tǒng)層燃鍋爐難以控制二氧化硫(SO2)、氧化氮(NOX)等污染物的排放，如采用煙氣脫硫、脫硝，又難以負(fù)擔(dān)昂貴的投資。國(guó)內(nèi)已運(yùn)行的流化床鍋爐，全部屬于鼓泡床鍋爐，存在著熱效率低，飛灰量大，大氣污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)，而中小型快裝循環(huán)床鍋爐尚屬空白。因此，在我國(guó)開(kāi)發(fā)中小型循環(huán)床鍋爐實(shí)現(xiàn)高效低污染燃燒，對(duì)于緩解我國(guó)一次能源的短缺和治理大氣污染，都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
針對(duì)上述問(wèn)題，根據(jù)我國(guó)國(guó)情，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)研制了一種結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、高效節(jié)能、低污染，并在4～10噸／時(shí)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)快裝的新型循環(huán)床鍋爐。
這種快裝循環(huán)床鍋爐設(shè)有前置爐膛，爐膛四周全部為膜式水冷壁輕型爐墻，爐床設(shè)有新型撮箕形布風(fēng)板，其上裝有風(fēng)帽，在前置爐膛的出口設(shè)置平面流分離器，分離器下部設(shè)置回灰倉(cāng)，構(gòu)成自平衡回灰循環(huán)系統(tǒng)，其后部設(shè)置縱置式上下鍋筒，通過(guò)對(duì)流排管連接，構(gòu)成對(duì)流受熱面，煙道尾部置有順流省煤器，省煤器后裝有干式和濕式兩級(jí)除塵器，從而構(gòu)成整體式結(jié)構(gòu)緊湊的快裝型循環(huán)床鍋爐。
循環(huán)床鍋爐能夠?qū)崿F(xiàn)小型和快裝，主要原因在于采用了平面流分離器和自平衡回送系統(tǒng)，以及特殊的布風(fēng)型式。設(shè)置前置爐膛以及上下鍋筒縱向布置使鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊，加上爐膛四周采用膜式水冷壁輕型爐墻，使整臺(tái)鍋爐體積小、重量輕，可整體運(yùn)輸，達(dá)到快裝目的。
膜式水冷壁構(gòu)成了沸騰段受熱面和懸浮段受熱面，它由鍋爐用鋼管與扁鋼組合焊接而成或由鰭片管焊接而成，床層內(nèi)取消了埋管，解決了舊式鼓泡床沸騰爐存在埋管磨損腐蝕嚴(yán)重的缺點(diǎn)。輕型爐墻由礦渣棉外包以金屬皮制成，或者采用其他輕質(zhì)絕熱材料，使鍋爐重量大大減輕。
爐床采用了特殊的撮箕形布風(fēng)板，它由平板焊接成左右側(cè)和后部?jī)A斜的撮箕形布風(fēng)板，布風(fēng)板的中間平面區(qū)采用直風(fēng)帽，傾斜部分采用側(cè)吹風(fēng)帽，如7字型風(fēng)帽或單側(cè)多孔風(fēng)帽或單側(cè)開(kāi)孔直風(fēng)帽，分區(qū)布風(fēng)，可根據(jù)不同區(qū)域風(fēng)量要求布置風(fēng)量，這樣既有利于灰倉(cāng)內(nèi)高溫固體物料進(jìn)入床層，又在床層內(nèi)形成了物料的小循環(huán)，改進(jìn)了流化質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了物料在床內(nèi)循環(huán)燃燒。或者采用其他類(lèi)型的凹形布風(fēng)板。所設(shè)計(jì)的布風(fēng)板的面積較大，使沸騰層蓄熱大，能適應(yīng)多煤種和劣質(zhì)煤，根據(jù)不同煤種可控制進(jìn)煤量和調(diào)節(jié)風(fēng)量來(lái)達(dá)到穩(wěn)定燃燒，并可實(shí)現(xiàn)淺床運(yùn)行。對(duì)于燃煤粒度可擴(kuò)大到0－20毫米范圍燃料只要經(jīng)粗破過(guò)篩即可使用，大大節(jié)約廠用電及輔助設(shè)備的投資。
爐膛出口設(shè)置高溫平面流分離器，分離器下部設(shè)置回灰侖構(gòu)成自平衡回灰循環(huán)系統(tǒng)，依靠灰侖和床層內(nèi)的壓力平衡可自動(dòng)調(diào)節(jié)循環(huán)量，有效的實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)循環(huán)和床內(nèi)循環(huán)，大大提高了燃燒效率，燃燒效率可達(dá)95％以上，該分離器的尺寸小，阻力壓降低，在循環(huán)床鍋爐高濃度煙塵情況下具有較高的分離效率，對(duì)降低鍋爐的原始排放濃度有很好的效果，再加上對(duì)流煙道的沉降，使原始濃度降低到25000毫克／標(biāo)米3以下，符合《工業(yè)鍋爐原始排塵濃度標(biāo)準(zhǔn)》，該分離器系通道組合式，由高溫炭化硅材料制成，它可根據(jù)鍋爐容量大小進(jìn)行放大或縮小。
從分離器出來(lái)的煙氣通過(guò)上下鍋筒之間的對(duì)流排管，與其進(jìn)行熱交換，使其蒸發(fā)為蒸汽，同時(shí)煙塵不斷沉降分離，煙氣流入煙道，再與順流省煤器進(jìn)行熱交換，將給水加熱，然后再經(jīng)干式和濕式兩級(jí)除塵器除塵后排入大氣。第一級(jí)干式除塵器采用效率為80％的高效低阻干式除塵器，第二級(jí)濕式除塵器采用效率為98％的三級(jí)篩板除塵的濕式水篩除塵器，使煙塵排放濃度降到400毫克／標(biāo)米3以下，林格曼黑度小于1。
該鍋爐由于布風(fēng)板布置合理，可實(shí)現(xiàn)低溫強(qiáng)化燃燒，燃燒溫度為850～1000℃，在此溫度下可使用高活性脫硫劑，進(jìn)行高效脫硫，可以實(shí)現(xiàn)燃用2％～10％含硫量的高硫煤，通過(guò)試驗(yàn)證明，當(dāng)燃用低熱值為12540～16720KJ／Kg，含硫量為3－5％的煙煤，其脫硫率＞80％，鈣利用率＞50％，因?yàn)檠h(huán)床鍋爐脫硫反應(yīng)可以在整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)行，因此脫硫效率比鼓泡床鍋爐高得多，使煙氣中SO2濃度大大降低。且其高硫酸鈣含量的固硫渣可制價(jià)值更高的膨脹水泥或膨脹劑，可綜合利用。由于氧化氮只有在高于1000℃溫度下才能形成，而快裝循環(huán)床鍋爐的燃燒溫度低于1000℃，不利于氧化氮的形成，因此大大降低氧化氮的濃度，其排放濃度在100毫克／標(biāo)米3以下，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，而氮元素大部分轉(zhuǎn)化成氮?dú)馀欧艑?duì)人體無(wú)害。噪音測(cè)試結(jié)果小于88分貝。從而使該鍋爐實(shí)現(xiàn)了高效低污染的目標(biāo)，為我國(guó)解決燃煤面源污染在工業(yè)鍋爐上提供了一條切實(shí)可行的途徑。
本快裝循環(huán)床鍋爐結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了快裝型式，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，它使鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，加上膜式水冷壁輕型爐墻，使鍋爐重量輕，可整體運(yùn)輸，運(yùn)輸方便，并可大大縮短安裝周期，節(jié)省建設(shè)投資，節(jié)省鋼材。可在4噸／時(shí)～6噸／時(shí)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)快裝。由于鍋爐采用了床內(nèi)循環(huán)燃燒與爐內(nèi)循環(huán)燃燒相結(jié)合的先進(jìn)燃燒方式，飛灰含量顯著降低，燃燒效率明顯提高，以致形成該鍋爐熱效率高，出力足，污染低的先進(jìn)特點(diǎn)。它與快裝鏈條爐相比，該鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，耗鋼量低，約為同容量鏈條爐耗鋼量的72％，可使成本降低，生產(chǎn)周期縮短。其熱效率比一般鍋爐高10％，可節(jié)煤15～25％，有較廣的煤種適應(yīng)性，可燃用中、低質(zhì)煙煤、無(wú)煙煤、貧煤、高硫煤等多種煤種，尤其對(duì)我國(guó)南方劣質(zhì)煤比例大的缺煤省份解決了能源緊缺的問(wèn)題。該鍋爐爐內(nèi)無(wú)死區(qū)，點(diǎn)火升溫快，負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好，可在50～100％的負(fù)荷范圍內(nèi)正常運(yùn)行，壓火啟停方便，燃燒穩(wěn)定，有較好的超負(fù)荷能力，消煙除塵效果好，高效節(jié)能，安全可靠。其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，每臺(tái)鍋爐每年可節(jié)約燃煤1500多噸，按每噸100元計(jì)，可節(jié)約燃煤費(fèi)用15萬(wàn)元，每年可節(jié)約運(yùn)費(fèi)11萬(wàn)元／臺(tái)，節(jié)約基建投資5萬(wàn)元／臺(tái)，若燃用高硫煤添加高活性脫硫劑后，每臺(tái)鍋爐每年少排放SO2氣體500－800噸／年，大大減輕了環(huán)境污染，其高硫酸鈣含量脫硫渣尚可做膨脹水泥或膨脹劑。本鍋爐由于沒(méi)有埋管，也沒(méi)有鏈條爐的運(yùn)動(dòng)部件，因此鍋爐的使用壽命比鼓泡爐和鏈條爐大大延長(zhǎng)。本鍋爐適用于輕工、化工、紡織、煤炭、機(jī)械和服務(wù)等部門(mén)供生產(chǎn)用汽和生活用汽。由此可見(jiàn)，該鍋爐有較好的發(fā)展前景。
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述


圖1為快裝循環(huán)床鍋爐結(jié)構(gòu)圖圖2為撮箕形布風(fēng)板結(jié)構(gòu)圖圖中(1)為前置爐膛(2)為膜式水冷壁(3)為輕型爐墻(4)撮箕形布風(fēng)板(5)為風(fēng)帽(6)為平面流分離器(7)為回灰侖(8)為上下鍋筒(9)為對(duì)流排管(10)為省煤器(11)為干式除塵器(12)為濕式除塵器(13)為冷渣管(14)為灰侖參照
圖1，以6噸／時(shí)快裝循環(huán)床鍋爐為例，其蒸汽壓力為1.25MPa，總受熱面為180～250平方米，前置爐膛(1)為四方體，爐膛四周的膜式水冷壁(2)均由φ51×3毫米鍋爐用鋼管與扁鋼組合焊接而成，四周的輕型爐墻(3)采用礦渣棉外包以鐵皮制成，爐頂采用耐火混凝土制成。爐床內(nèi)采用撮箕形布風(fēng)板(4)，其中間為方形平面風(fēng)板，其上配以四周開(kāi)孔的直風(fēng)帽，左右側(cè)和后部為6－20度傾斜風(fēng)板，其上配以7字型風(fēng)帽(5)，分區(qū)布風(fēng)，其風(fēng)量根據(jù)需要各不相同，使床內(nèi)自然形成一種橫向攪動(dòng)的動(dòng)力，以形成床內(nèi)小循環(huán)，同時(shí)這種床內(nèi)動(dòng)力也促進(jìn)爐內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的自平衡調(diào)節(jié)能力，使燃料充分燃燒，提高燃燒效率。布風(fēng)板中心部設(shè)有冷渣管(13)。在爐膛出口裝有高溫平面流分離器(6)能有效的實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)循環(huán)燃燒，它是一種慣性物料回收裝置，系通道組合式，由高溫炭化硅材料制成。它將未燃顆粒從煙氣中分離后重新落入回灰侖(7)內(nèi)，由回灰口進(jìn)入床內(nèi)循環(huán)燃燒。分離器(6)出口處也設(shè)有回灰侖，煙氣因通道變寬而降速，從而使部分煙塵沉降落入灰侖(14)，灰侖底部裝有一冷渣管，可定期出灰渣。在分離器后部裝有縱置式上下鍋筒(8)，通過(guò)對(duì)流管(9)互相連接，構(gòu)成對(duì)流受熱面，其四周亦為輕型爐墻，煙氣通過(guò)對(duì)流排管進(jìn)行熱交換，并再次將煙塵沉降，其下部設(shè)有一個(gè)冷渣管，可定期出灰渣，煙氣進(jìn)入煙道與省煤器進(jìn)行熱交換后流入高效低阻干式除塵器(11)，其效率為80％，再進(jìn)入三級(jí)篩板的水篩式除塵器其效率為98％，經(jīng)二級(jí)除塵后排入大氣。該鍋爐的容積熱負(fù)荷和面積熱負(fù)荷均大于一般鍋爐，因此循環(huán)床燃燒技術(shù)可用于改造現(xiàn)有鍋爐。爐體按鐵道部規(guī)定，不超高，不超寬。鍋爐熱效率一類(lèi)煙煤83.36％，一類(lèi)無(wú)煙煤78.87％，熱效率大大超過(guò)鼓泡床鍋爐，同時(shí)，大大降低了原始煙塵排放濃度，達(dá)到了高效低污染的目的，處于國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。
權(quán)利要求1.一種適用于輕工、化工、紡織、煤炭、機(jī)械和服務(wù)等部門(mén)供生產(chǎn)、生活用汽的快裝循環(huán)床鍋爐，它由爐膛、爐墻、鍋筒、水管循環(huán)燃燒系統(tǒng)、省煤器、除塵器構(gòu)成，其特征在于本鍋爐設(shè)有前置爐膛(1)，爐膛四周布置有膜式水冷壁(2)輕型爐墻(3)，爐床設(shè)有撮箕型布風(fēng)板(4)，其上裝有風(fēng)帽(5)，在前置爐膛(1)的出口設(shè)置平面流分離器(6)，分離器(6)下部設(shè)置回灰侖(7)，構(gòu)成自平衡回灰循環(huán)系統(tǒng)，其后部設(shè)置縱置式上下鍋筒(8)，通過(guò)對(duì)流排管(9)連接，構(gòu)成對(duì)流受熱面，煙道尾部布置了順流省煤器(10)，省煤器后裝有干式(11)和濕式(12)二級(jí)除塵器，從而構(gòu)成整體式結(jié)構(gòu)緊湊的快裝型循環(huán)床鍋爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快裝循環(huán)床鍋爐，其特征在于輕型爐墻(3)由礦渣棉或其他輕質(zhì)絕熱材料外包以金屬皮制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快裝循環(huán)床鍋爐，其特征在于膜式水冷壁(2)由鍋爐用鋼管與扁鋼組合焊接而成或由鰭片管焊接而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快裝循環(huán)床鍋爐，其特征在于撮箕形布風(fēng)板(4)由平板焊接成左右側(cè)和后部?jī)A斜的撮箕形布風(fēng)板或其他凹形布風(fēng)板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快裝循環(huán)床鍋爐，其特征在于風(fēng)帽(5)為7字型風(fēng)帽或單側(cè)開(kāi)多孔風(fēng)帽，或單側(cè)開(kāi)孔直風(fēng)帽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快裝循環(huán)床鍋爐，其特征在于平面流分離器(6)為高溫平面流分離器，系通道組合式，由高溫炭化硅材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快裝循環(huán)床鍋爐，其特征在于干式除塵器(11)采用效率為80％的高效低阻干式除塵器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快裝循環(huán)床鍋爐，其特征在于濕式除塵器(12)采用效率為98％的三級(jí)篩板除塵的濕式水篩除塵器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快裝循環(huán)床鍋爐，其特征在于本鍋爐在4噸／時(shí)～10噸／時(shí)范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)快裝型式。
專(zhuān)利摘要一種快裝循環(huán)床鍋爐，它設(shè)有前置爐膛，爐膛四周布有膜式水冷壁輕型爐墻，床內(nèi)裝有撮箕形布風(fēng)板，在爐膛出口設(shè)置平面流分離器，構(gòu)成自平衡回灰循環(huán)系統(tǒng)，后部設(shè)置縱置式上下鍋筒，以對(duì)流排管連接，煙道尾部布有省煤器及二級(jí)除塵器。本鍋爐結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)快裝，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，它具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，耗鋼量少，效率高，污染低，煤種適應(yīng)性好，燃燒穩(wěn)定，操作方便等特點(diǎn)，燃燒效率＞95％，熱效率提高10％，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。
文檔編號(hào)F22B33/12GK2057258SQ8921186
公開(kāi)日1990年5月16日 申請(qǐng)日期1989年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月28日
發(fā)明者李輝杰, 傅家騮, 張緒祎, 張佩蘭, 戴現(xiàn)初, 何玉蘭, 張振杰, 王成治, 李紅焰 申請(qǐng)人:湘潭鍋爐廠