本發(fā)明涉及循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)，特別是大型循環(huán)流化床鍋爐。

背景技術(shù)：

隨著循環(huán)流化床鍋爐容量的放大，旋風(fēng)分離器的數(shù)量也隨之增多。然而多個(gè)旋風(fēng)分離器并行布置時(shí)，各旋風(fēng)分離器之間煙氣流量分配易發(fā)生不均，并對(duì)爐膛內(nèi)的煙氣流動(dòng)和顆粒分布造成影響。在工程應(yīng)用中，經(jīng)常會(huì)遇到多旋風(fēng)分離器布置的鍋爐在運(yùn)行中出現(xiàn)各循環(huán)回路物料分配不均勻的問題。當(dāng)物料分配不均勻時(shí)，爐膛內(nèi)會(huì)出現(xiàn)“偏流”，爐膛床溫分布不均勻，有的鍋爐爐膛甚至出現(xiàn)100～200℃的溫度偏差。鍋爐燃燒側(cè)的溫度場(chǎng)分布不均勻直接導(dǎo)致工質(zhì)側(cè)吸熱量的偏差，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及到爐膛水冷壁管子的安全性，極端情況會(huì)引起水冷壁管子超溫爆管事故。因此，多旋風(fēng)分離器的布置已成為循環(huán)流化床鍋爐大型化設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題之一。

針對(duì)多個(gè)旋風(fēng)分離器并聯(lián)布置時(shí)氣固流動(dòng)分布不均勻性的問題，通常采用的方法是調(diào)整旋風(fēng)分離器入口角度。中國發(fā)明專利申請(qǐng)201010162777.X公開了在爐膛兩側(cè)采用軸對(duì)稱或關(guān)于爐膛中心點(diǎn)對(duì)稱的旋風(fēng)分離器并聯(lián)布置技術(shù)方案，通過優(yōu)化大型循環(huán)流化床鍋爐的旋風(fēng)分離器與爐膛之間的連接，合理設(shè)置爐膛煙氣出口的位置和旋風(fēng)分離器入口煙道的形狀，以解決多個(gè)旋風(fēng)分離器布置帶來的非均勻性問題，不過這種方案主要適用于爐膛上部截面為矩形的循環(huán)流化床鍋爐。

中國發(fā)明專利ZL200710100249.X提出了一種多邊形循環(huán)流化床鍋爐爐膛，其中，橫截面為八邊形的方案正率先走向工程應(yīng)用，其爐膛由前墻、后墻、左側(cè)墻、右側(cè)墻，以及分別與這四壁成一定角度的 四片膜式壁構(gòu)成。爐膛橫截面由矩形變?yōu)榘诉呅危瑢?duì)旋風(fēng)分離器產(chǎn)生了影響，原有的分離器布置方式不再適用于該爐型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種帶多旋風(fēng)分離器的八邊形爐膛循環(huán)流化床鍋爐，并聯(lián)的各旋風(fēng)分離器之間氣固流動(dòng)分布均勻，分離器分離效率高，爐膛受熱面熱偏差小，鍋爐運(yùn)行安全性高。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)方面，提出了一種帶多分離器的八邊形循環(huán)流化床鍋爐，包括：

爐膛，爐膛橫截面為八邊形，爐膛由前墻、后墻、左側(cè)墻、右側(cè)墻，以及在橫截面上分別與這四片側(cè)壁成β角的四片膜式壁構(gòu)成，爐膛橫截面具有爐膛前后墻中心線和爐膛左右側(cè)墻中心線，爐膛橫截面關(guān)于這兩條中心線均軸對(duì)稱；

一組旋風(fēng)分離器，布置在爐膛后墻，所述一組旋風(fēng)分離器中的每個(gè)由入口煙道和筒體構(gòu)成，

其中：

所述一組旋風(fēng)分離器包括第一和第二旋風(fēng)分離器，且第一、第二旋風(fēng)分離器的筒體結(jié)構(gòu)和尺寸均相同；第一和第二旋風(fēng)分離器的入口煙道橫截面關(guān)于爐膛前后墻中心線軸對(duì)稱布置，且第一和第二旋風(fēng)分離器的入口煙道橫截面中的切向邊和斜邊中，切向邊更靠近上述爐膛前后墻中心線；

第一和第二旋風(fēng)分離器的入口煙道橫截面的切向邊內(nèi)壁與爐膛后墻所成角度α在90～110°之間；且第一和第二旋風(fēng)分離器的入口煙道的位置均滿足如下關(guān)系式：AB＝BC-(0.1～0.5)CD×cotβ，其中，B為對(duì)應(yīng)旋風(fēng)分離器的入口煙道橫截面的斜邊與爐膛后墻的交點(diǎn)，A為對(duì)應(yīng)旋風(fēng)分離器所在爐膛后墻的端點(diǎn)中與B點(diǎn)相鄰的端點(diǎn)，AB即為A、B兩點(diǎn)之間的距離；C為對(duì)應(yīng)旋風(fēng)分離器的入口煙道橫截面的切向邊與爐膛后墻的交點(diǎn)，BC為B、C兩點(diǎn)之間的距離；D為對(duì)應(yīng)旋風(fēng)分離器的入口煙道切向邊在旋風(fēng)分離器的筒體上的切點(diǎn)，CD為C、D兩點(diǎn)之間的距離。

可選地，所述一組旋風(fēng)分離器還包括第三旋風(fēng)分離器，其在爐膛后墻上設(shè)置且在第一和第二旋風(fēng)分離器之間。

可選地，第三旋風(fēng)分離器與第一和第二旋風(fēng)分離器中的一個(gè)在結(jié)構(gòu)和尺寸上完全相同。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)方面，提出了一種帶多分離器的八邊形循環(huán)流化床鍋爐，包括：

爐膛，爐膛橫截面為八邊形，爐膛由前墻、后墻、左側(cè)墻、右側(cè)墻，以及在橫截面上分別與這四片側(cè)壁成β角的四片膜式壁構(gòu)成，爐膛橫截面具有爐膛前后墻中心線和爐膛左右側(cè)墻中心線，爐膛橫截面關(guān)于這兩條中心線均軸對(duì)稱；

兩組旋風(fēng)分離器，分別布置在爐膛左側(cè)墻和右側(cè)墻，每一組旋風(fēng)分離器中的每個(gè)由入口煙道和筒體構(gòu)成，

其中：

每一組旋風(fēng)分離器包括第一和第二旋風(fēng)分離器，且第一、第二旋風(fēng)分離器的筒體結(jié)構(gòu)和尺寸均相同；

第一和第二旋風(fēng)分離器的入口煙道橫截面關(guān)于爐膛左右側(cè)墻中心線軸對(duì)稱布置，且第一和第二旋風(fēng)分離器的入口煙道橫截面中的切向邊和斜邊中，切向邊更靠近上述爐膛左右側(cè)墻中心線；

第一和第二旋風(fēng)分離器的入口煙道橫截面的切向邊內(nèi)壁與該分離器所在的爐膛側(cè)墻所成角度α在90～110°之間；且

第一和第二旋風(fēng)分離器的入口煙道的位置均滿足如下關(guān)系式：AB＝BC-(0.1～0.5)CD×cotβ，其中，B為對(duì)應(yīng)旋風(fēng)分離器的入口煙道橫截面的斜邊與對(duì)應(yīng)爐膛側(cè)墻的交點(diǎn)，A為對(duì)應(yīng)旋風(fēng)分離器所在爐膛側(cè)墻的端點(diǎn)中與B點(diǎn)相鄰的端點(diǎn)，AB即為A、B兩點(diǎn)之間的距離；C為對(duì)應(yīng)旋風(fēng)分離器的入口煙道橫截面的切向邊與對(duì)應(yīng)爐膛側(cè)墻的交點(diǎn)，BC為B、C兩點(diǎn)之間的距離；D為對(duì)應(yīng)旋風(fēng)分離器的入口煙道切向邊在旋風(fēng)分離器的筒體上的切點(diǎn)，CD為C、D兩點(diǎn)之間的距離。

可選地，每一組旋風(fēng)分離器還包括第三旋風(fēng)分離器，其在第一和第二旋風(fēng)分離器之間設(shè)置在對(duì)應(yīng)爐膛側(cè)墻上。

可選地，每一組旋風(fēng)分離器中，第三旋風(fēng)分離器與第一和第二旋風(fēng)分離器中的一個(gè)在結(jié)構(gòu)和尺寸上完全相同。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理示意圖。

圖2為本發(fā)明的示例性實(shí)施例1的示意圖。

圖3為本發(fā)明的示例性實(shí)施例2的示意圖。

圖4為本發(fā)明的示例性實(shí)施例3的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。在說明書中，相同或相似的附圖標(biāo)號(hào)指示相同或相似的部件。下述參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的說明旨在對(duì)本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行解釋，而不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的一種限制。

多邊形爐膛循環(huán)流化床鍋爐，爐膛橫截面為八邊形，爐膛由前墻、后墻、左側(cè)墻、右側(cè)墻，以及在橫截面上分別與這四片側(cè)壁成β角的四片膜式壁構(gòu)成。爐膛橫截面有兩條中心線，分別是爐膛前后墻中心點(diǎn)連線和爐膛左右側(cè)墻中心點(diǎn)連線，爐膛橫截面關(guān)于這兩條中心線均軸對(duì)稱。

旋風(fēng)分離器為一組，布置在爐膛后墻；或?yàn)閮山M，布置在爐膛左右側(cè)墻；每組旋風(fēng)分離器為至少2個(gè)；每個(gè)旋風(fēng)分離器均由入口煙道和筒體構(gòu)成，每個(gè)分離器的筒體結(jié)構(gòu)和尺寸均相同。

每組最外側(cè)兩個(gè)旋風(fēng)分離器的入口煙道橫截面關(guān)于與該組分離器所在的爐膛側(cè)壁垂直的爐膛中心線軸對(duì)稱；且入口均為內(nèi)切式布置，即旋風(fēng)分離器入口煙道橫截面的切向邊和斜邊中，切向邊更靠近上述爐膛中心線；且入口煙道橫截面的切向邊內(nèi)壁與該分離器所在的爐膛側(cè)墻所成角度α在90～110°之間；且每組最外側(cè)分離器入口煙道的位置滿足如下關(guān)系式：AB＝BC-(0.1～0.5)CD×cotβ；

其中，B為該分離器入口煙道橫截面的斜邊與該分離器所在的爐 膛側(cè)壁的交點(diǎn)，A為該分離器所在爐膛側(cè)壁端點(diǎn)中與B點(diǎn)相鄰的端點(diǎn)，AB即為A、B兩點(diǎn)之間的距離；

C為該分離器入口煙道橫截面的切向邊與該分離器所在的爐膛側(cè)壁的交點(diǎn)，BC為B、C兩點(diǎn)之間的距離，也即該分離器入口煙道在所在爐膛側(cè)壁上的開口的寬度；

D為該旋風(fēng)分離器入口煙道切向邊在分離器筒體上的切點(diǎn)，CD為C、D兩點(diǎn)之間的距離，也即該分離器入口煙道切向邊長度。

旋風(fēng)分離器的斜邊可以為直線段，也可以為折線段或弧線段，以上關(guān)系式仍然適用。

本發(fā)明的原理是：

多邊形的爐膛與傳統(tǒng)的矩形爐膛相比，爐膛截面由矩形變?yōu)榻遣繋в行∏薪堑陌诉呅危@樣的結(jié)構(gòu)使原來集中在爐膛四個(gè)直角處的物料顆粒分散到較大角度范圍之內(nèi)，角部的物料集中被減弱，爐膛水冷壁角部的磨損情況得到了有效的緩解。如圖1所示，受角部斜邊AH的影響，匯聚到角部的物料和氣流有沿著角部斜邊AH向爐膛出口流動(dòng)的趨勢(shì)。由于爐膛側(cè)壁AB段的存在，對(duì)顆粒和煙氣氣流有阻擋作用，爐膛角部的顆粒和煙氣氣流向兩端分離器入口流動(dòng)的角度發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，使煙氣夾帶物料顆粒進(jìn)入分離器入口煙道的起始點(diǎn)由F’點(diǎn)變?yōu)镕點(diǎn)，也即，F(xiàn)點(diǎn)是爐膛角部氣流夾帶物料顆粒實(shí)際進(jìn)入分離器入口煙道的起始點(diǎn)，F(xiàn)’點(diǎn)是氣流和顆粒流動(dòng)沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)情況下，進(jìn)入分離器入口煙道的起始點(diǎn)。氣流和物料進(jìn)入分離器入口的起始點(diǎn)F越靠近爐膛，顆粒被加速的距離越長，分離效果越好。已公開的研究表明，進(jìn)入分離器的氣流越貼近分離器入口煙道的切向邊CD，分離器的分離效率越高。

AB邊的距離與爐膛角部的切角β和分離器入口煙道的長度CD有關(guān)。切角β越小，氣流和物料進(jìn)入分離器入口煙道切向邊的起始點(diǎn)F’越靠近分離器入口煙道的起始點(diǎn)C，氣流和物料的流向需要調(diào)整的幅度越小，AB所需的距離越小。分離器入口煙道的長度CD越長，氣流和物料在入口煙道內(nèi)被加速的時(shí)間越長，流動(dòng)更充分，氣流和物 料進(jìn)入分離器入口煙道切向邊的起始點(diǎn)F’的位置對(duì)氣流和物料在分離器入口煙道內(nèi)的流動(dòng)影響越小，氣流和物料的流向需要調(diào)整的幅度越小，AB所需的距離越小。

同時(shí)，由于爐膛角部切角的存在，外側(cè)旋風(fēng)分離器采用內(nèi)切布置時(shí)，更有利于爐膛各區(qū)域內(nèi)的氣流順暢的進(jìn)入各旋風(fēng)分離器，有利于提高分離器的分離效率。與之相配合的，分離器入口煙道切向邊與爐膛后墻的夾角α在90～110°范圍內(nèi)時(shí)，分離器的分離效率較高。

此外，布置在爐膛同一側(cè)墻上的一組旋風(fēng)分離器數(shù)量超過兩個(gè)時(shí)，最外側(cè)的旋風(fēng)分離器越靠外，中間分離器的物料流率越小，也即各循環(huán)回路的物料分配偏差越大。本發(fā)明的分離器布置方式，合理控制了最外側(cè)的旋風(fēng)分離器與爐膛角部的距離，可使外側(cè)分離器與中間分離器之間的物料分配更均勻，可使各循環(huán)回路之間的物料分配偏差降低35～50％。

以下結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明的實(shí)施例。

實(shí)施例1

如圖2所示的本發(fā)明的帶多旋風(fēng)分離器的八邊形爐膛循環(huán)流化床鍋爐。

爐膛橫截面為八邊形，具有八片側(cè)壁，分別為爐膛前墻、后墻、左側(cè)墻、右側(cè)墻，以及與這四片側(cè)壁成切角的四片膜式水冷壁。爐膛橫截面關(guān)于爐膛前后墻中心點(diǎn)連線和爐膛左右側(cè)墻中心點(diǎn)連線均軸對(duì)稱。

一組、三個(gè)旋風(fēng)分離器布置在爐膛后墻AG。位于外側(cè)的兩個(gè)旋風(fēng)分離器均為內(nèi)切布置，切向邊與爐膛后墻垂直，即分離器入口煙道切向邊與爐膛后墻的夾角α為90°。且外側(cè)兩個(gè)旋風(fēng)分離器入口煙道橫截面關(guān)于爐膛前后墻中心點(diǎn)連線這條爐膛中心線軸對(duì)稱。

外側(cè)兩個(gè)分離器入口煙道斜邊距離切角AH的距離為AB，入口煙道切向邊長度為CD，入口煙道在爐膛后墻上的開口寬度為BC，AB與AH所成夾角β，滿足關(guān)系式：AB＝BC-(0.1～0.5)CD×cotβ。

實(shí)施例2

如圖3所示的本發(fā)明的帶多旋風(fēng)分離器的八邊形爐膛循環(huán)流化床鍋爐。爐膛橫截面為八邊形，具有八片側(cè)壁，分別為爐膛前墻、后墻、左側(cè)墻、右側(cè)墻，以及與這四片側(cè)壁成切角的四片膜式水冷壁。爐膛橫截面關(guān)于爐膛前后墻中心點(diǎn)連線和爐膛左右側(cè)墻中心點(diǎn)連線均軸對(duì)稱。

一組、兩個(gè)旋風(fēng)分離器布置在爐膛后墻AG。兩個(gè)旋風(fēng)分離器均為內(nèi)切布置，分離器入口煙道切向邊與爐膛后墻成110°角。分離器入口煙道具有擴(kuò)口段BB’，即分離器入口煙道的斜邊為折線段BB’E。兩個(gè)旋風(fēng)分離器入口煙道橫截面關(guān)于爐膛前后墻中心點(diǎn)連線這條爐膛中心線軸對(duì)稱。

兩個(gè)分離器入口煙道斜邊距離切角AH的距離為AB，入口煙道切向邊長度為CD，入口煙道在爐膛后墻上的開口寬度為BC，AB與AH所成夾角β，滿足關(guān)系式：AB＝BC-(0.1～0.5)CD×cotβ。

實(shí)施例3

如圖4所示的本發(fā)明的帶多旋風(fēng)分離器的八邊形爐膛循環(huán)流化床鍋爐。兩組、每組各三個(gè)旋風(fēng)分離器布置在爐膛左側(cè)墻和右側(cè)墻。每組最外側(cè)旋風(fēng)分離器均為內(nèi)切布置，入口煙道斜邊距離切角AH的距離為AB，分離器切向邊內(nèi)壁與爐膛左右側(cè)墻成100°角。分離器入口煙道的入口段，有一擴(kuò)口段BB’。每組外側(cè)兩個(gè)旋風(fēng)分離器入口煙道橫截面關(guān)于爐膛左右墻中心點(diǎn)連線這條爐膛中心線軸對(duì)稱。

每組外側(cè)兩個(gè)分離器入口煙道斜邊距離切角AH的距離為AB，入口煙道切向邊長度為CD，入口煙道在爐膛后墻上的開口寬度為BC，AB與AH所成夾角β，滿足關(guān)系式：AB＝BC-(0.1～0.5)CD×cotβ。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行變化，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。