專利名稱：一種循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，特別是循環(huán)流化床鍋爐底渣冷卻裝置及方法。
背景技術(shù)：
循環(huán)流化床鍋爐在運行過程中一般需要從爐底排出底渣。冷渣器的作用是冷卻高 溫的底渣，回收熱量，同時降低底渣溫度使之便于輸送。目前較為常用的冷渣器有流化床式 冷渣器和滾筒式冷渣器。風水聯(lián)合式的流化床冷渣器由于單臺容量大，因而在大容量循環(huán)流化床鍋爐上應(yīng) 用較多。但國內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐給煤粒度范圍普遍偏大，燃燒后形成的大顆粒底渣較多，大 顆粒底渣進入流化床冷渣器后，易在冷渣器內(nèi)沉積，造成冷渣器無法正常工作，已嚴重影響 到鍋爐的運行。滾筒式冷渣器對底渣粒徑要求不高，能夠很好的適應(yīng)中國國情。但是隨著循環(huán)流 化床鍋爐大型化的推進，滾筒式冷渣器難以放大的缺陷也越來越突出。更重要的是，底渣從 爐膛排出時，溫度通常高于800°C，帶走大量熱量，而滾筒冷渣器通常采用工業(yè)水或電廠冷 凝水作為底渣的冷卻介質(zhì)，底渣從爐膛帶走的熱量不能被鍋爐利用，成為鍋爐熱損失，降低 了鍋爐熱效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收裝置及方法，回收底渣帶 出爐膛的熱量，用于加熱鍋爐工質(zhì)，減少鍋爐灰渣物理熱損失，提高鍋爐熱效率。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下—種循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收裝置，其包括布風管和底渣熱量回收室；布風 管上帶有風帽，相鄰布風管之間留有可容底渣顆粒通過的間隙；底渣熱量回收室內(nèi)設(shè)有冷 渣換熱面，冷渣換熱面由通有鍋爐工質(zhì)的換熱管束組成；相鄰換熱管之間留有可容底渣顆 粒通過的間隙；所述布風管為鍋爐的一次風布風裝置，位于循環(huán)流化床鍋爐爐膛底部，并構(gòu)成整 個床面；所述底渣熱量回收室位于布風管正下方，且與爐膛通過布風管間的間隙直接相通， 其底部設(shè)有排渣口。一種循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收裝置，其包括布風管和底渣熱量回收室；布風 管上帶有風帽，布風管間留有可容底渣顆粒通過的間隙；底渣熱量回收室內(nèi)設(shè)有冷渣換熱 面，冷渣換熱面由通有鍋爐工質(zhì)的換熱管束組成；相鄰換熱管間留有可容底渣顆粒通過的 間隙；所述布風管為鍋爐的一次風布風裝置，位于循環(huán)流化床鍋爐爐膛底部，構(gòu)成部分 床面，床面其余部分的一次風布風裝置為帶有風室的布風板；所述底渣熱量回收室位于布 風管正下方，且與爐膛通過布風管間的間隙直接相通，其底部設(shè)有排渣口。
所述的底渣熱量回收裝置，其所述冷渣換熱面為鍋爐蒸發(fā)受熱面，所述換熱管束 中的鍋爐工質(zhì)為來自鍋爐集中下降管的飽和水。所述的底渣熱量回收裝置，其所述冷渣換熱面為鍋爐省煤器，所述換熱管束中的 鍋爐工質(zhì)為不飽和水。所述的底渣熱量回收裝置，其所述排渣口與除渣機相連。所述的底渣熱量回收裝置，其所述的除渣機為螺旋除渣機或埋刮板除渣機。所述的底渣熱量回收裝置，其所述冷渣換熱面的換熱管束由鰭片管或局部帶有防 磨蓋板的光管組成。所述的底渣熱量回收裝置，其所述的爐膛底部床面在深度方向上分為兩個區(qū)域， 靠近爐膛給煤口一側(cè)的區(qū)域的床面對應(yīng)的布風裝置為布風板，另一側(cè)為布風管。所述的底渣熱量回收裝置，其所述的爐膛底部床面在寬度方向上分為N個區(qū)域， 布風管與布風板相間布置。所述的底渣熱量回收裝置，其所述鍋爐蒸發(fā)受熱面管束與鍋爐爐膛水冷壁管直接 相連。所述的底渣熱量回收裝置，其所述鍋爐蒸發(fā)受熱面管束匯入鍋爐爐膛側(cè)墻水冷壁 下集箱。一種循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收方法，其包括步驟a)爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生的底 渣，從布風管之間的間隙進入底渣熱量回收室，在重力作用下穿過冷渣換熱面的換熱管束 間的間隙向下移動；b)底渣向下移動的同時與冷渣換熱面的換熱管束直接接觸換熱，加熱 冷渣換熱面中的鍋爐工質(zhì)，底渣被冷卻；c)冷卻后的底渣從排渣口經(jīng)除渣機排出。所述的底渣熱量回收方法，其通過調(diào)節(jié)除渣機的除渣量來調(diào)節(jié)底渣在底渣熱量回 收室內(nèi)的下移速度，從而調(diào)節(jié)冷渣換熱面中鍋爐工質(zhì)的吸熱量。本發(fā)明提供的循環(huán)流化床底渣熱量回收的方法，其優(yōu)點是以循環(huán)流化床鍋爐的 工質(zhì)作為底渣冷卻介質(zhì)，將底渣帶出爐膛的熱量回收、再次為鍋爐所利用，減少鍋爐灰渣物 理熱損失，從而提高了鍋爐熱效率。


圖1是本發(fā)明的一種循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收裝置實施例1的軸向剖面示意 圖；圖2是本發(fā)明的一種循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收裝置實施例2的軸向剖面示意 圖；圖3是本發(fā)明的一種循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收裝置實施例3的軸向剖面示意 圖；圖4是本發(fā)明的一種循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收裝置實施例4的軸向剖面示意 圖。其中循環(huán)流化床鍋爐爐膛1、布風管2、布風板3、底渣熱量回收室21、冷渣換熱面的換 熱管22、排渣口 23、除渣機24、水冷壁下集箱25、風室31。
具體實施例方式本發(fā)明的一種循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收裝置，其工藝原理是循環(huán)流化床爐膛底部床面下方通常設(shè)用帶有風室的布風板作為布風裝置，用于向 爐膛內(nèi)通入流化風，流化爐膛內(nèi)的物料；布風板上開有若干排渣口，用于排出底渣。本發(fā) 明裝置，用管間留有間距的布風管替代局部床面所對應(yīng)的布風板或整個床面所對應(yīng)的布風 板，并在布風管下方設(shè)置底渣熱量回收室，使爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生的底渣在重力作用下從布風 管管間間隙穿過，進入底渣熱量回收室。底渣熱量回收室內(nèi)設(shè)有由管束構(gòu)成的冷渣換熱面， 底渣與管束直接接觸換熱，管內(nèi)的鍋爐工質(zhì)被加熱，底渣被冷卻。布風管上的風帽則有布風 均勻和防止灰渣進入布風管的作用。底渣熱量回收室內(nèi)布置的冷渣換熱面，可以是蒸發(fā)受熱面，也可以是省煤器管束， 這兩種受熱面內(nèi)流動的工質(zhì)都是鍋爐工質(zhì)。由于采用鍋爐工質(zhì)作為底渣冷卻工質(zhì)，而非工 業(yè)水或電廠冷凝水，因此通過這種方法回收底渣熱量，可以減少了鍋爐灰渣物理熱損失，提 高鍋爐效率。蒸發(fā)受熱面與爐膛水冷壁管相連通，其換熱管束在底渣熱量回收室內(nèi)進行彎管和 讓管，以便布置足夠多的換熱面積；換熱管間的間隙則是底渣在底渣熱量回收室內(nèi)向下移 動的通道；工質(zhì)為經(jīng)鍋爐下降管從汽包引出的飽和水，工質(zhì)在蒸發(fā)受熱面內(nèi)沿管束向上流 動，流入爐膛水冷壁。蒸發(fā)受熱面可以與水冷壁管直接相連，也可以利用水冷壁側(cè)墻下集箱 作為中間集箱相連。直接相連，相當于部分水冷壁管向下延伸形成了蒸發(fā)受熱面管，結(jié)構(gòu)較 為簡單；通過中間集箱相連，則意味著水冷壁的下集箱即是蒸發(fā)受熱面的出口集箱；通過 中間集箱相連，有利于蒸發(fā)受熱面管束的靈活布置。底渣與冷渣換熱面的管束直接接觸，換熱效果好，但需要防止底渣對管束的磨損， 因此冷渣換熱面管束采用鰭片管或部分換熱管帶防磨蓋板的光管。當鍋爐容量較小，爐膛底部床面面積較小時，可以在爐膛底部全部設(shè)置布風管作 為鍋爐布風裝置；當鍋爐容量較大、爐膛底部床面面積較大時，若全部設(shè)置布風管則管長較 長，強度難以保證，則可僅在局部區(qū)域設(shè)置布風管，其余部分采用常規(guī)水冷布風板，此時僅 設(shè)置布風管的區(qū)域與底渣熱量回收室相通。設(shè)置布風管的局部區(qū)域可位于爐膛底部中心， 也可設(shè)于爐膛底部遠離給煤點的一側(cè)，還可以與布風板相間布置。底渣熱量回收室底部的排渣口與除渣機相連，通過調(diào)節(jié)除渣機的除渣量，可以調(diào) 節(jié)底渣在底渣熱量回收室內(nèi)向下移動的速度，從而控制底渣與鍋爐工質(zhì)的換熱量。底渣熱量回收室內(nèi)的冷渣換熱面，除了可以是鍋爐蒸發(fā)受熱面或省煤器外，還可 以是空氣預(yù)熱器或者過熱器，即冷渣換熱面內(nèi)通入的是空氣或蒸汽。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。實施例1 如圖1所示，為本發(fā)明的一種循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收裝置實施例1的結(jié)構(gòu) 示意圖，其中循環(huán)流化床鍋爐爐膛1、布風管2、底渣熱量回收室21、冷渣換熱面的換熱管 22、排渣口 23、除渣機24。循環(huán)流化床鍋爐爐膛1底部床面全部為帶有風帽的布風管2，布風管2間留有可容 底渣顆粒通過的間距。布風管2下方設(shè)有底渣熱量回收室21，底渣熱量回收室21與鍋爐爐 膛1通過布風管2間的間隙直接相通?；厥帐?1底部呈倒錐形，錐形底端為排渣口 23，排渣口 23與螺旋式除渣機24入口相連。底渣熱量回收室21內(nèi)設(shè)置有冷渣換熱面，冷渣換熱面由多根換熱管22組成，換熱 管22為鰭片管。換熱管22為縱向彎管，以布滿底渣熱量回收室21，增大換熱面積，相鄰換 熱管22間有可容底渣顆粒通過的間隙。爐膛1內(nèi)燃燒產(chǎn)生的底渣從布風管2管間落入底渣熱量回收室21，與底渣熱量回 收室21內(nèi)冷渣換熱面的換熱管22直接接觸換熱，同時沿冷渣換熱面的換熱管22間的間隙 向下移動，冷卻后的底渣從底渣熱量回收室21底部的排渣口 23排出鍋爐，經(jīng)螺旋式除渣機 24排出。通過調(diào)節(jié)除渣機的除渣量來調(diào)節(jié)底渣在底渣熱量回收室內(nèi)的下移速度。其中，冷渣換熱面為鍋爐蒸發(fā)受熱面，其換熱管22與爐膛側(cè)墻水冷壁直接相連。 換熱管22內(nèi)的工質(zhì)為來自鍋爐集中下降管的飽和水。此外，冷渣換熱面也可以為鍋爐省煤器，其換熱管22中的工質(zhì)為不飽和水，換熱 管22為水平管束。實施例2如圖2所示，為本發(fā)明的一種循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收裝置實施例2的結(jié)構(gòu) 示意圖，其中水冷壁下集箱25。實施例2的主體結(jié)構(gòu)與實施例1的相同，但在冷渣換熱面 的換熱管22匯入爐膛側(cè)墻水冷壁下集箱25，即爐膛側(cè)墻水冷壁的下集箱25作為中間集箱， 使冷渣換熱面的換熱管與爐膛側(cè)墻水冷壁間接連通；爐膛側(cè)墻水冷壁的下集箱同時也是換 熱管22的工質(zhì)出口集箱。爐膛1內(nèi)燃燒產(chǎn)生的底渣從布風管2管間落入底渣熱量回收室21，與底渣熱量回 收室21內(nèi)設(shè)置的冷渣換熱面換熱管22直接接觸換熱，同時沿冷渣換熱面的換熱管22間的 間隙向下移動，冷卻后的底渣從底渣熱量回收室21底部的排渣口 23排出鍋爐，經(jīng)埋刮板式 除渣機24排出。通過調(diào)節(jié)除渣機的除渣量來調(diào)節(jié)底渣在底渣熱量回收室內(nèi)的下移速度。實施例3如圖3所示，為本發(fā)明的一種循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收裝置實施例3的結(jié)構(gòu) 示意圖，其中布風板3、風室31。實施例3的主體結(jié)構(gòu)與實施例1的大部相同，不同處在 于循環(huán)流化床鍋爐爐膛1底部床面沿爐膛寬度方向分為三個區(qū)域靠近左側(cè)墻和右 側(cè)墻的區(qū)域的布風裝置是布風板3，中間區(qū)域的布風裝置是布風管2。布風管2下方設(shè)有底 渣熱量回收室21，布風管2間留有可容底渣顆粒通過的間距，回收室21與鍋爐爐膛1通過 布風管2間的間隙直接相通?；厥帐?1下方經(jīng)排渣口 23接螺旋式除渣機24。兩布風板3下方帶有風室31。兩布風板3與中間區(qū)域的布風管2在同一平面，構(gòu) 成循環(huán)流化床鍋爐爐膛1底部床面。爐膛1內(nèi)燃燒產(chǎn)生的底渣從床面中間區(qū)域的布風管2管間落入底渣熱量回收室 21，與底渣熱量回收室21內(nèi)設(shè)置的冷渣換熱面換熱管22直接接觸換熱，同時沿冷渣換熱面 換熱管22間的間隙向下移動，冷卻后的底渣從底渣熱量回收室21底部的排渣口 23排出鍋 爐，經(jīng)螺旋式除渣機24排出。通過調(diào)節(jié)除渣機24的除渣量來調(diào)節(jié)底渣在底渣熱量回收室 21內(nèi)的下移速度。其中，冷渣換熱面為鍋爐省煤器，其換熱管22內(nèi)的工質(zhì)為來自給水泵的不飽和 水。鍋爐省煤器的換熱管22由水平錯列光管管束構(gòu)成，最上方的兩排光管上覆蓋防磨蓋板。當鍋爐容量較大、床面較寬時，床面可沿循環(huán)流化床鍋爐爐膛1的寬度方向分為 五個區(qū)域，從左至右分別以布風管、布風板、布風管、布風板、布風管作為各區(qū)域的布風裝置。此外，冷渣換熱面也可以是鍋爐蒸發(fā)受熱面，其換熱管22內(nèi)的工質(zhì)為來自鍋爐下 降管的飽和水；換熱管22為縱向彎管。實施例4如圖4所示，為本發(fā)明的一種循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收裝置實施例4的結(jié)構(gòu) 示意圖。實施例4的主體結(jié)構(gòu)與實施例1或?qū)嵤├?的大部相同，不同處在于循環(huán)流化床鍋爐爐膛1底部床面沿爐膛深度方向分為靠近爐膛前墻和靠近爐膛 后墻的兩個區(qū)域，爐膛前墻設(shè)有給煤口，靠近前墻的區(qū)域的布風裝置為帶有風室31的布風 板3 ；靠近后墻的區(qū)域的布風裝置為帶有風帽的布風管2。爐膛1內(nèi)燃燒產(chǎn)生的底渣從布風管2管間落入底渣熱量回收室21，與底渣熱量回 收室21內(nèi)設(shè)置的冷渣換熱面換熱管22直接接觸換熱，同時沿冷渣換熱面的換熱管22間的 間隙向下移動，冷卻后的底渣從底渣熱量回收室21底部的排渣口 23排出鍋爐，經(jīng)埋刮板式 除渣機M排出。通過調(diào)節(jié)除渣機M的除渣量來調(diào)節(jié)底渣在底渣熱量回收室21內(nèi)的下移 速度。其中，冷渣換熱面為鍋爐省煤器，其換熱管22內(nèi)的工質(zhì)為來自給水泵的不飽和 水。鍋爐省煤器的換熱管22由水平順列鰭片管管束構(gòu)成。此外，冷渣換熱面也可以是鍋爐蒸發(fā)受熱面，其換熱管22內(nèi)的工質(zhì)為來自鍋爐下 降管的飽和水；換熱管22為縱向彎管。
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收裝置，其特征在于，包括布風管和底渣熱量回收 室；布風管上帶有風帽，相鄰布風管之間留有可容底渣顆粒通過的間隙；底渣熱量回收室 內(nèi)設(shè)有冷渣換熱面，冷渣換熱面由通有鍋爐工質(zhì)的換熱管束組成；相鄰換熱管之間留有可 容底渣顆粒通過的間隙；所述布風管為鍋爐的一次風布風裝置，位于循環(huán)流化床鍋爐爐膛底部，并構(gòu)成整個床 面；所述底渣熱量回收室位于布風管正下方，且與爐膛通過布風管間的間隙直接相通，其底 部設(shè)有排渣口。
2.一種循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收裝置，其特征在于，包括布風管和底渣熱量回收 室；布風管上帶有風帽，布風管間留有可容底渣顆粒通過的間隙；底渣熱量回收室內(nèi)設(shè)有 冷渣換熱面，冷渣換熱面由通有鍋爐工質(zhì)的換熱管束組成；相鄰換熱管間留有可容底渣顆 粒通過的間隙；所述布風管為鍋爐的一次風布風裝置，位于循環(huán)流化床鍋爐爐膛底部，構(gòu)成部分床面， 床面其余部分的一次風布風裝置為帶有風室的布風板；所述底渣熱量回收室位于布風管正 下方，且與爐膛通過布風管間的間隙直接相通，其底部設(shè)有排渣口。
3.如權(quán)利要求1或2所述的底渣熱量回收裝置，其特征在于，所述冷渣換熱面為鍋爐蒸 發(fā)受熱面，所述換熱管束中的鍋爐工質(zhì)為來自鍋爐集中下降管的飽和水。
4.如權(quán)利要求1或2所述的底渣熱量回收裝置，其特征在于，所述冷渣換熱面為鍋爐省 煤器，所述換熱管束中的鍋爐工質(zhì)為不飽和水。
5.如權(quán)利要求1或2所述的底渣熱量回收裝置，其特征在于，所述排渣口與除渣機相連。
6.如權(quán)利要求5所述的底渣熱量回收裝置，其特征在于，所述的除渣機為螺旋除渣機 或埋刮板除渣機。
7.如權(quán)利要求1或2所述的底渣熱量回收裝置，其特征在于，所述冷渣換熱面的換熱管 束由鰭片管或局部帶有防磨蓋板的光管組成。
8.如權(quán)利要求2所述的底渣熱量回收裝置，其特征在于，所述的爐膛底部床面在深度 方向上分為兩個區(qū)域，靠近爐膛給煤口一側(cè)的區(qū)域的床面對應(yīng)的布風裝置為布風板，另一 側(cè)為布風管。
9.如權(quán)利要求2所述的底渣熱量回收裝置，其特征在于，所述的爐膛底部床面在寬度 方向上分為N個區(qū)域，布風管與布風板相間布置。
10.如權(quán)利要求3所述的底渣熱量回收裝置，其特征在于，所述鍋爐蒸發(fā)受熱面管束與 鍋爐爐膛水冷壁管直接相連。
11.如權(quán)利要求3所述的底渣熱量回收裝置，其特征在于，所述鍋爐蒸發(fā)受熱面管束匯 入鍋爐爐膛側(cè)墻水冷壁下集箱。
12.—種如權(quán)利要求1或2所述的循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收裝置的回收方法，其特 征在于，包括步驟a)爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生的底渣，從布風管之間的間隙進入底渣熱量回收室， 在重力作用下穿過冷渣換熱面的換熱管束間的間隙向下移動；b)底渣向下移動的同時與 冷渣換熱面的換熱管束直接接觸換熱，加熱冷渣換熱面中的鍋爐工質(zhì)，底渣被冷卻；c)冷 卻后的底渣從排渣口經(jīng)除渣機排出。
13.如權(quán)利要求12所述的底渣熱量回收方法，其特征在于，通過調(diào)節(jié)除渣機的除渣量來調(diào)節(jié)底渣在底渣熱量回收室內(nèi)的下移速度，從而調(diào)節(jié)冷渣換熱面中鍋爐工質(zhì)的吸熱量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種循環(huán)流化床鍋爐底渣熱量回收裝置及方法，涉及循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)，在循環(huán)流化床鍋爐爐膛下方設(shè)置底渣熱量回收室，底渣熱量回收室與爐膛通過設(shè)置于爐膛的布風管之間的間隙直接相通；底渣從布風管間落入底渣熱量回收室，與底渣熱量回收室內(nèi)設(shè)置的冷渣換熱面進行換熱，底渣被冷卻后從底渣熱量回收室底部排出鍋爐，冷渣換熱面中的冷卻介質(zhì)被加熱。本發(fā)明以循環(huán)流化床鍋爐的工質(zhì)作為底渣冷卻介質(zhì)，將底渣帶出爐膛的熱量回收，減少了鍋爐灰渣物理熱損失，從而提高了鍋爐熱效率。
文檔編號F23C10/24GK102116471SQ20091024453
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者包紹麟, 呂清剛, 孫運凱, 李詩媛, 王東宇, 那永潔, 高鳴 申請人:中國科學(xué)院工程熱物理研究所