一種帶有下排氣旋風(fēng)分離器的臥式循環(huán)流化床鍋爐的制作方法
【專利摘要】一種帶有下排氣旋風(fēng)分離器的臥式循環(huán)流化床鍋爐，屬于劣質(zhì)煤、固體廢棄物、污泥或生物質(zhì)等劣質(zhì)燃料的燃燒設(shè)備。它由主燃室、副燃室、燃盡室和尾部煙道構(gòu)成，尾部煙道上部布置有下排氣旋風(fēng)分離器。本發(fā)明改變了立式循環(huán)流化床的單級(jí)、立式循環(huán)結(jié)構(gòu)，能有效降低鍋爐高度，放松了對(duì)鍋爐房建設(shè)高度的要求；同時(shí)在尾部煙道上部布置有下排氣旋風(fēng)分離器，使結(jié)構(gòu)更加緊湊；有利于循環(huán)床鍋爐的小型化，能有效降低成本。本鍋爐具有循環(huán)流化床鍋爐燃燒所具有的優(yōu)點(diǎn)，可燃用劣質(zhì)煤、固體廢棄物、城市與工業(yè)污泥和生物質(zhì)等燃料，燃料適應(yīng)性廣，是一種燃燒清潔、結(jié)構(gòu)緊湊、耐用持久的高效燃燒設(shè)備。
【專利說(shuō)明】一種帶有下排氣旋風(fēng)分離器的臥式循環(huán)流化床鍋爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種循環(huán)流化床燃燒設(shè)備，尤其涉及一種帶有下排氣旋風(fēng)分離器的臥式循環(huán)流化床燃燒設(shè)備，屬于劣質(zhì)煤、固體廢棄物、城市和工業(yè)污泥、生物質(zhì)等劣質(zhì)燃料的燃燒設(shè)備，對(duì)燃料的灰分具有廣泛的適應(yīng)性。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，劣質(zhì)煤、固體廢棄物、污泥、生物質(zhì)等劣質(zhì)燃料的主要燃燒設(shè)備是鏈條爐、水冷振動(dòng)爐排鍋爐和循環(huán)流化床鍋爐等，根據(jù)不同的燃料選擇不同的爐型，不同的爐型具有各自的特點(diǎn)。
[0003]循環(huán)流化床鍋爐是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的高效清潔的固體燃料熱能利用設(shè)備，燃料適應(yīng)性廣，可燃用優(yōu)質(zhì)煤、劣質(zhì)煤、固體廢棄物、生物質(zhì)等燃料。由于其燃燒效率高，能同時(shí)進(jìn)行爐內(nèi)脫硫、脫硝等污染控制操作，具有低NOx和SOx排放等優(yōu)點(diǎn)，因而目前在電力市場(chǎng)得到了迅速的發(fā)展，正在向大型化方向發(fā)展，世界上60萬(wàn)千萬(wàn)的循環(huán)流化床鍋爐業(yè)已于2013年初投入商業(yè)運(yùn)行。在電力行業(yè)，劣質(zhì)煤、固體廢棄物、生物質(zhì)等燃料的使用容易導(dǎo)致發(fā)電事故，因而這些燃料的燃用受到了一定程度限制。與火力發(fā)電相比，在工業(yè)鍋爐領(lǐng)域，由于工業(yè)鍋爐的蒸發(fā)量小、運(yùn)行靈活、檢修方便，因而劣質(zhì)煤、固體廢棄物、生物質(zhì)等低品位、低價(jià)格、高性價(jià)比的燃料日益受到青睞。用于熱力發(fā)電領(lǐng)域的傳統(tǒng)立式、單級(jí)循環(huán)流化床鍋爐存在爐體高，鍋爐島體積龐大等缺點(diǎn)，對(duì)廠房建設(shè)要求較高。同時(shí)鍋爐島的支撐鋼架以及鍋爐島本體的鋼耗較大，使得項(xiàng)目造價(jià)和初投資較高。針對(duì)立式循環(huán)流化床鍋爐在工業(yè)鍋爐領(lǐng)域的缺陷，中國(guó)專利CN200510126362.6公布了一種臥式循環(huán)流化床燃燒設(shè)備及其循環(huán)燃燒方法，采用外置立式旋風(fēng)分離器、將傳統(tǒng)立式鍋爐的爐膛分為主燃室、副燃室和燃盡室三個(gè)部分，從而有效降低了爐膛高度。但該技術(shù)采用的旋風(fēng)分離器布置在尾部煙道和燃盡室之間，導(dǎo)致鍋爐的跨距較大，結(jié)構(gòu)尚不夠緊湊。中國(guó)專利CN201210014929.0公布了一種帶有水平旋風(fēng)分離器的臥式循環(huán)流化床鍋爐，在燃盡室內(nèi)集成布置水平旋風(fēng)分離器，使結(jié)構(gòu)更加緊湊，有利于循環(huán)床鍋爐的小型化，能有效降低鍋爐建造成本。但分離器水平布置，慣性離心力和重力作用相互干擾，分離效率偏低，對(duì)含灰燃料中灰分的普適性不夠好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，本發(fā)明提出一種帶有下排氣旋風(fēng)分離器的臥式循環(huán)流化床鍋爐，既實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的緊湊布置，又實(shí)現(xiàn)了物料的高效分離，使得該鍋爐的燃燒效率高、燃料適應(yīng)性強(qiáng)。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種帶有下排氣旋風(fēng)分離器的臥式循環(huán)流化床鍋爐，它包括由主燃室密相區(qū)和主燃室稀相區(qū)組成的主燃室、副燃室、燃盡室和尾部煙道，在燃盡室上部布置有煙氣出口，在尾部煙道內(nèi)布置有省煤器和空氣預(yù)熱器，根據(jù)尾部受熱面的耐腐蝕能力鍋爐排煙溫度控制在120?180°C;在主燃室下部布置有布風(fēng)板；在主燃室和副燃室之間布置有第一水冷壁隔墻，在副燃室和燃盡室之間布置有第二水冷壁隔墻；副燃室與燃盡室底部形成V形灰斗，在V形灰斗底部布置有回料器，回料器與主燃燒返料口相連，其特征在于:在尾部煙道上部布置有I?2個(gè)下排氣旋風(fēng)分離器，所述的每個(gè)下排氣旋風(fēng)分離器由分離器入口通道、分離器筒體、上導(dǎo)錐、中心筒和下底板構(gòu)成；分離器筒體通過(guò)分離器入口通道與燃盡室的煙氣出口相連；下底板上布置有圓形尾部煙道煙氣入口，與中心筒相連；所述的下排氣旋風(fēng)分離器下部包括回料收縮段、回料立管和斜向返料通道，斜向返料通道與回料器相連。上導(dǎo)錐的設(shè)置不僅具有導(dǎo)流作用，而且可以提高分離器的分離效率。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)特征還在于:所述的中心筒直徑D2與上導(dǎo)錐直徑Dl相等；上導(dǎo)錐錐頂部距離分離器入口通道上沿的高度h2與分離器入口通道高度hi的比例為0.10?
0.25 ;中心筒上端距離分離器入口通道下沿的高度h3與分離器入口通道高度hi的比例為
0.25?0.30 ;所述的下底板與水平方向的夾角β為15?50°，上導(dǎo)錐錐頂?shù)腻F角α為45?60°，分離器筒體的截面為圓形或者正方形。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)特征還在于:當(dāng)所述的鍋爐布置有兩個(gè)下排氣旋風(fēng)分離器時(shí)，兩個(gè)分離器中間布置有分離器中隔板。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果:①本發(fā)明的旋風(fēng)分離器布置在燃盡室之后、尾部煙道之上，可使鍋爐布置更加緊湊，利于降低造價(jià)和進(jìn)一步節(jié)省空間。②采用下排氣方式，分離器的煙氣流出和物料流出方向相同，便于管道連接與布置。③下排氣旋風(fēng)分離器的分離效率介于傳統(tǒng)立式旋風(fēng)分離器和臥式旋風(fēng)分離器之間，即適應(yīng)于高灰分燃料，又適用于低灰分燃料。本發(fā)明由于采用下排氣旋風(fēng)分離器，不但繼承了現(xiàn)有技術(shù)臥式循環(huán)流化床鍋爐燃料適應(yīng)性廣、且燃燒效率高，爐內(nèi)脫硫、脫硝的優(yōu)點(diǎn)，而且使結(jié)構(gòu)布置更加緊湊，進(jìn)一步降低了設(shè)備造價(jià)和提高了空間利用率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為生產(chǎn)蒸汽的帶有下排氣旋風(fēng)分離器的臥式循環(huán)流化床鍋爐實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0011]圖2為生產(chǎn)熱水的帶有下排氣旋風(fēng)分離器的臥式循環(huán)流化床鍋爐實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0012]圖3為下排氣旋風(fēng)分離器布置結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖4為圖1的A-A向視圖。
[0014]圖5為圖3的B-B向視圖。
[0015]圖6為布置一個(gè)下排氣旋風(fēng)分離器的俯視圖。
[0016]圖7為布置兩個(gè)下排氣旋風(fēng)分離器的俯視圖。
[0017]圖中:1 一布風(fēng)板；2 —主燃室密相區(qū)；3 —燃料給進(jìn)裝置；4 一主燃室稀相區(qū)；5 —第一水冷壁隔墻；6 —副燃室；7 —汽水引出管；8 —鍋筒；9 一飽和蒸汽引出管；10 —第二水冷壁隔墻；11 一燃盡室；12 —給水管；13 —分離器入口通道；14 一下排氣旋風(fēng)分離器；15 —上導(dǎo)錐；16 —分尚器筒體；17 —中心筒；18 —下底板；19 —省煤器給水入口 ；20 —省煤器；21 —空氣預(yù)熱器；22 —煙氣出口 ；23 —尾部煙道；24 —回料立管；25 —斜向返料通道；26 —返料口 ；27 —回料器；28-V形灰斗；29 —尾部煙道煙氣入口 ；30 —回料收縮段；31 一熱水出口 ；32 —分尚器中隔板?！揪唧w實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】及工作過(guò)程作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0019]圖1為一種帶有下排氣旋風(fēng)分離器的臥式循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)原理示意圖，它包括由主燃室密相區(qū)2和主燃室稀相區(qū)4組成的主燃室、副燃室6、燃盡室11和尾部煙道23，在燃盡室11的上部布置有煙氣出口，在尾部煙道23內(nèi)布置有省煤器20和空氣預(yù)熱器21 ;在主燃室下部布置有布風(fēng)板I ;在主燃室和副燃室6之間布置有第一水冷壁隔墻5，在副燃室6和燃盡室11之間布置有第二水冷壁隔墻10 ;副燃室6與燃盡室11底部形成V形灰斗28，在V形灰斗28底部布置有回料器27，回料器27與主燃燒返料口 26相連；在尾部煙道23上部布置有下排氣旋風(fēng)分離器14。
[0020]圖2為一種帶有下排氣旋風(fēng)分離器的臥式循環(huán)流化床熱水鍋爐的實(shí)施例。該實(shí)施例中不設(shè)置鍋筒，鍋爐給水流經(jīng)省煤20、主燃室、副燃室6、燃盡室11后直接進(jìn)入熱水出口31,熱水用于取暖或者生產(chǎn)。
[0021]圖3為下排氣旋風(fēng)分離器布置結(jié)構(gòu)圖，圖4為下排氣旋風(fēng)分離器A-A向視圖，圖5為圖3的B-B向視圖。所述的下排氣旋風(fēng)分離器14由分離器筒體16、上導(dǎo)錐15、中心筒17和下底板18構(gòu)成；分離器筒體16通過(guò)分離器入口通道13與燃盡室11的煙氣出口相連；下底板18上布置有圓形尾部煙道煙氣入口 29，與中心筒17相連；所述的下排氣旋風(fēng)分離器14下部布置有回料收縮段30、回料立管24和斜向返料通道25，斜向返料通道25與回料器27相連。所述的中心筒17直徑D2與上導(dǎo)錐15直徑Dl相等；上導(dǎo)錐15錐頂部距離分離器入口通道13上沿的高度h2與分離器入口通道13高度hi的比例為0.10?0.25 ;中心筒17上端距離分離器入口通道13下沿的高度h3與分離器入口通道13高度hi的比例為
0.25?0.30。下底板18與水平方向的夾角β為15?50°，上導(dǎo)錐15錐頂?shù)腻F角α為45?60°，分離器筒體16的截面為圓形或者正方形。
[0022]圖6為布置一個(gè)下排氣旋風(fēng)分離器的俯視圖，表示只布置一個(gè)下排氣旋風(fēng)分離器的實(shí)施例，圖7為布置兩個(gè)下排氣旋風(fēng)分離器的俯視圖，表示布置兩個(gè)下排氣旋風(fēng)分離器的實(shí)施例。當(dāng)布置兩個(gè)下排氣旋風(fēng)分離器14時(shí)，兩個(gè)下排氣旋風(fēng)分離器14中間由分離器中隔板32間隔。煙氣分別從兩側(cè)分離器入口通道13進(jìn)入分離器。
[0023]燃料從燃料給進(jìn)裝置3給入，支持燃燒的空氣流經(jīng)空氣預(yù)熱器21后從布風(fēng)板I送入，燃料依次在主燃室密相區(qū)2、主燃室稀相區(qū)4、副燃室6和燃盡室11內(nèi)燃燒，燃燒產(chǎn)生的攜帶顆粒物料的煙氣，流經(jīng)副燃室6和燃盡室11之間的V形灰斗28時(shí)，由于慣性分離作用，一些顆粒物料被分離并沉積在V形灰斗中，沒(méi)有分離下來(lái)的顆粒物料隨著煙氣繼續(xù)流入下排氣旋風(fēng)分離器14，通過(guò)下排氣旋風(fēng)分離器14分離。下排氣旋風(fēng)分離器14分離下來(lái)的顆粒物料沿著回料立管24、斜向返料通道25，流向回料器27，與從V形灰斗28流入的顆粒物料匯合，然后通過(guò)回料器27送入密相區(qū)的返料口 26，顆粒物料從返料口 26進(jìn)入主燃室密相區(qū)2，從而實(shí)現(xiàn)物料的循環(huán)。通過(guò)顆粒物料循環(huán)一方面可循環(huán)燃燒未燃盡的碳顆粒，提高燃燒效率，另一方面還可以提高主燃室、副燃室的顆粒物料濃度，提高傳熱系數(shù)。煙氣則通過(guò)尾部煙道煙氣入口 29進(jìn)入尾部煙道23，依次流過(guò)省煤器20和空氣預(yù)熱器21，從煙氣出口22流出鍋爐。
[0024]對(duì)于生產(chǎn)飽和蒸汽的蒸汽鍋爐，鍋爐給水從省煤器給水入口 19進(jìn)入，經(jīng)過(guò)省煤器20后進(jìn)入鍋筒8，從汽水引出管7引出的汽液混合物在鍋筒8內(nèi)分離出蒸汽，蒸汽經(jīng)飽和蒸汽引出管9供用戶使用。對(duì)于生產(chǎn)熱水的熱水鍋爐，鍋爐給水從省煤器給水入口 19進(jìn)入，流經(jīng)省煤20、主燃室、副燃室6、燃盡室11加熱后經(jīng)熱水出口 31引至熱用戶。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有下排氣旋風(fēng)分離器的臥式循環(huán)流化床鍋爐，它包括由主燃室密相區(qū)(2)和主燃室稀相區(qū)(4)組成的主燃室、副燃室(6)、燃盡室(11)和尾部煙道(23)，在燃盡室(11)上部布置有煙氣出口，在尾部煙道(23)內(nèi)布置有省煤器(20)和空氣預(yù)熱器(21);在主燃室下部布置有布風(fēng)板(I);在主燃室和副燃室(6)之間布置有第一水冷壁隔墻(5)，在副燃室(6)和燃盡室(11)之間布置有第二水冷壁隔墻(10);副燃室(6)與燃盡室(11)底部形成V形灰斗(28)，在V形灰斗(28)底部布置有回料器(27)，回料器(27)與主燃燒返料口(26)相連，其特征在于:在尾部煙道(23)上部布置有I?2個(gè)下排氣旋風(fēng)分離器(14)，每個(gè)下排氣旋風(fēng)分離器(14)包括分離器入口通道(13)、分離器筒體(16)、上導(dǎo)錐(15)、中心筒(17)和下底板(18);分離器筒體(16)通過(guò)分離器入口通道(13)與燃盡室(11)的煙氣出口相連；下底板(18)上布置有圓形尾部煙道煙氣入口(29)，與中心筒(17)相連；所述的下排氣旋風(fēng)分離器(14)下部包括回料收縮段(30)、回料立管(24)和斜向返料通道(25)，斜向返料通道(25)與回料器(27)相連。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種帶有下排氣旋風(fēng)分離器的臥式循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于:所述的中心筒(17)直徑D2與上導(dǎo)錐(15)直徑Dl相等；上導(dǎo)錐(15)錐頂部距離分離器入口通道(13)上沿的高度h2與分離器入口通道(13)高度hi的比例為0.10?0.25 ；中心筒(17)上端距離分離器入口通道(13)下沿的高度h3與分離器入口通道(13)高度hi的比例為0.25?0.30。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種帶有下排氣旋風(fēng)分離器的臥式循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于:所述的下底板(18)與水平方向的夾角β為15?50°，上導(dǎo)錐(15)錐頂?shù)腻F角α為45?60°，分離器筒體(16)的截面為圓形或者正方形。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種帶有下排氣旋風(fēng)分離器的臥式循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于:當(dāng)所述的鍋爐布置有兩個(gè)下排氣旋風(fēng)分離器時(shí)，兩個(gè)分離器中間布置有分離器中隔板(32)。
【文檔編號(hào)】F23C10/18GK103836617SQ201410073561
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】康建斌, 胡峰, 李俊臣, 王謙, 胡彥霞, 徐進(jìn)廷, 張哲
申請(qǐng)人:北京熱華能源科技有限公司