大型循環(huán)流化床熱解氣化聯(lián)合裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種大型循環(huán)流化床熱解氣化聯(lián)合裝置，屬于流化床技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]循環(huán)流化床鍋爐熱解燃燒分級轉(zhuǎn)換是把循環(huán)流化床鍋爐和熱解氣化爐從性能上和結(jié)構(gòu)上緊密連接起來，以實現(xiàn)煤炭的多聯(lián)產(chǎn)。煤炭的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)將煤的熱解、氣化、燃燒、合成等各過程有機結(jié)合，跨越式提高煤炭利用效率、環(huán)境效益和經(jīng)濟性，真正解決我國煤炭的高效潔凈利用問題，滿足我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重大需求。
[0003]目前已投運的循環(huán)流化床鍋爐熱解燃燒分級轉(zhuǎn)換裝置均是小容量的，并且都是改造項目，熱解氣化爐是后來添加的。因此，從結(jié)構(gòu)布置來講，循環(huán)流化床鍋爐和熱解氣化爐之間并不是最優(yōu)匹配，從而造成循環(huán)流化床鍋爐和熱解氣化爐之間連接裝置的結(jié)構(gòu)復雜、給煤系統(tǒng)復雜、返料裝置復雜等結(jié)構(gòu)問題。
[0004]隨著循環(huán)流化床鍋爐大型化的發(fā)展，鍋爐結(jié)構(gòu)越來越復雜，循環(huán)流化床鍋爐配的熱解氣化爐數(shù)量也增多。因此，循環(huán)流化床鍋爐和熱解氣化爐之間結(jié)構(gòu)上最優(yōu)匹配的問題不得不考慮，同時為節(jié)約機組占地面積，需考慮將熱解氣化爐放到鍋爐鋼架內(nèi)。
[0005]目前，國內(nèi)350MW及以下等級的循環(huán)流化床鍋爐的布置方式均為爐膛+旋風分離器+尾部煙道三跨式布置，采用前墻給煤方式。這種前墻給煤+三跨式布置方式，在結(jié)合熱解氣化爐時存在諸多問題。
[0006]如圖1所示，整個熱解氣化聯(lián)合裝置以前后墻連線為對稱線對稱，即以圖中的鍋爐對稱中心線P作為對稱線，呈軸對稱分布。將熱解氣化爐I對稱設(shè)置在對稱線P的兩側(cè)，并布置在旋風分離器10之間。煤倉12設(shè)置于前墻，煤倉12通過鍋爐爐前給煤裝置11與鍋爐爐膛9相連，煤倉12和爐前給煤裝置11設(shè)置于鍋爐爐膛9的前側(cè)，熱解氣化爐1、一級煤氣分離器2、二級煤氣分離器3、高溫灰通道4、返料裝置5、一級返料裝置6、二級返料裝置7、鍋爐回料器8和旋風分離器10設(shè)置于鍋爐爐膛9的后側(cè)。鍋爐爐膛9與鍋爐回料器8相連，鍋爐回料器8通過高溫灰通道4與熱解氣化爐I相連；熱解氣化爐I中加熱燃料的高溫灰是通過高溫灰通道4來自循環(huán)流化床鍋爐的鍋爐回料器8。燃料在熱解氣化爐I中受熱分解生成半焦和粗煤氣，半焦通過返料裝置5接入鍋爐爐膛9 ;粗煤氣通過解氣化爐I的上部接入一級煤氣分離器2，一級煤氣分離器2將粗煤氣中的大部分半焦分離器下來并通過一級返料裝置6接入鍋爐爐膛9 ;還帶著少部分細顆粒的干凈煤氣則通過一級煤氣分離器2的上端接入二級煤氣分離器3進行再次分離，二級煤氣分離器3通過二級返料裝置7接入鍋爐爐膛9。旋風分離器10通過回料器與高溫灰通道4相連，高溫灰通道4與熱解氣化爐I相連。
[0007]該熱解氣化聯(lián)合裝置布置上的重點為:采用三跨式布置。其存在如下的不足之處:
[0008]1.由于煤倉和熱解氣化爐分別設(shè)置在鍋爐爐膛的前后側(cè)，煤倉不能夠直接給熱解氣化爐供煤，無法實現(xiàn)兩種運行模式。
[0009]2.這種三跨式布置使得熱解氣化爐I需布置在鍋爐爐膛9的后方，旋風分離器10為了與熱解氣化爐I相連接，鍋爐回料器8為了給鍋爐爐膛9回料，且熱解氣化爐I需要返料裝置的返料，因此，旋風分離器10、鍋爐回料器8及返料裝置都需要空間，而這種布置方式，使得熱解氣化爐和鍋爐爐膛之間的空間變得狹小，且需要在兩者之間布置以下部件將非常困難:旋風分離器10、鍋爐回料器8、回料器8到熱解氣化爐I之間的高溫灰通道4、熱解氣化爐的一級煤氣分離器2、二級煤氣分離器3、返料裝置5、返料裝置6、二級返料裝置7以及鍋爐自帶的其他系統(tǒng)，如二次風系統(tǒng)等等。
[0010]3.這種布置方式還存在一個安全問題，熱解氣化爐屬于化工容器，其產(chǎn)生的煤氣屬于易燃易爆氣體，放在鍋爐設(shè)備之間會存在安全隱患。
[0011]如圖2所示，整個熱解氣化聯(lián)合裝置以前后墻連線為對稱線對稱，即以圖中的鍋爐對稱中心線P作為對稱線，呈軸對稱分布。由于流化床為立體結(jié)構(gòu)，其中部分結(jié)構(gòu)在圖2中未示出，相同部件沿用圖1中的名稱和序號進行說明。將熱解氣化爐I對稱設(shè)置在對稱線P的兩側(cè)，并布置在旋風分離器10外側(cè)。煤倉12設(shè)置于前墻，煤倉12通過鍋爐爐前給煤裝置11與鍋爐爐膛9相連，煤倉12和爐前給煤裝置11設(shè)置于鍋爐爐膛9的前側(cè)，熱解氣化爐1、一級煤氣分離器2、二級煤氣分離器3、高溫灰通道4、返料裝置5、一級返料裝置6、二級返料裝置7、鍋爐回料器8和旋風分離器10設(shè)置于鍋爐爐膛9的后側(cè)。鍋爐爐膛9與鍋爐回料器8相連，鍋爐回料器8直接通過回料腿給爐膛送料。鍋爐回料器8通過高溫灰通道4與熱解氣化爐I相連；熱解氣化爐I中加熱燃料的高溫灰是通過高溫灰通道4來自循環(huán)流化床鍋爐的鍋爐回料器8。燃料在熱解氣化爐I中受熱分解生成半焦和粗煤氣，半焦通過返料裝置5接入鍋爐爐膛9 ;粗煤氣通過解氣化爐I的上部接入一級煤氣分離器2，一級煤氣分離器2將粗煤氣中的大部分半焦分離器下來并通過一級返料裝置6接入鍋爐爐膛9 ;還帶著少部分細顆粒的干凈煤氣則通過一級煤氣分離器2的上端接入二級煤氣分離器3進行再次分離，二級煤氣分離器3通過二級返料裝置7接入鍋爐爐膛9。旋風分離器10通過高溫灰通道4相連，高溫灰通道4與熱解氣化爐I相連。
[0012]該熱解氣化聯(lián)合裝置布置上的重點為:采用三跨式布置。熱解氣化爐I對稱布置于整個熱解氣化聯(lián)合裝置的兩外側(cè)，將旋風分離器10布置于兩熱解氣化爐I之間。這種布置使得熱解氣化爐I與鍋爐爐膛9之間的返料裝置5、一級煤氣分離器2與鍋爐爐膛9的一級返料裝置6、二級煤氣分離器3與鍋爐爐膛9的二級返料裝置7均只能從鍋爐兩側(cè)送入。然而大型循環(huán)流化床鍋爐的爐膛寬度一般在30m左右，因此，熱解氣化爐I到鍋爐爐膛9之間如果只能夠從爐膛兩側(cè)送入煤低溫干餾所得的可燃固體產(chǎn)物，即半焦，這將造成爐膛內(nèi)燃料分布不均，沿爐膛寬度方向兩側(cè)燃料多，中間燃料少，將會導致爐膛床溫分布不均、局部高溫結(jié)焦甚至超溫爆管等有損鍋爐安全可靠運行的事故發(fā)生。
[0013]綜上所述，現(xiàn)有的布置方式都不能兼顧鍋爐爐前給煤和熱解氣化爐兩側(cè)給煤，并且給煤系統(tǒng)非常復雜，返料系統(tǒng)布置困難，可靠性低。
【實用新型內(nèi)容】
[0014]本實用新型的目的在于:提供一種大型循環(huán)流化床熱解氣化聯(lián)合裝置，采用H型布置+兩側(cè)布置熱解氣化爐相結(jié)合的方式，解決現(xiàn)有氣化聯(lián)合裝置不能夠兼顧鍋爐前給煤和熱解氣化爐兩側(cè)給煤，給煤系統(tǒng)和返料系統(tǒng)復雜、可靠性低的技術(shù)問題，實現(xiàn)大型化循環(huán)流化床鍋爐與熱解氣化爐結(jié)構(gòu)上的最優(yōu)匹配。
[0015]本實用新型目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn):一種大型循環(huán)流化床熱解氣化聯(lián)合裝置，包括鍋爐爐膛、熱解氣化爐、一級煤氣分離器、二級煤氣分離器、高溫灰通道、返料裝置、一級返料裝置、二級返料裝置、鍋爐回料器、旋風分離器和側(cè)煤倉，熱解氣化聯(lián)合裝置以鍋爐爐膛作為對稱線或?qū)ΨQ中心，成左右分布的H形；所述側(cè)煤倉分別與熱解氣化爐和鍋爐回料器的回料腿相連，鍋爐回料器通過其回料腿與鍋爐爐膛相連；側(cè)煤倉設(shè)置于遠離鍋爐爐膛處，旋風分離器設(shè)置于靠近鍋爐爐膛處，熱解氣化爐設(shè)置于側(cè)煤倉和鍋爐爐膛之間，一級煤氣分離器、二級煤氣分離器、返料裝置、一級返料裝置和二級返料裝置設(shè)置于熱解氣化爐和鍋爐爐膛之間。
[0016]作為一種優(yōu)選方式，鍋爐旋風分離器按鍋爐中心線呈軸對稱布置在鍋爐爐膛兩側(cè)，或者按鍋爐爐膛的中心呈中心對稱布置方式布置在鍋爐爐膛兩側(cè)。
[0017]作為一種優(yōu)選方式，鍋爐回料器設(shè)置于熱解氣化爐的前后側(cè)，鍋爐回料器通過高溫灰通道與熱解氣化爐相連。
[0018]作為一種優(yōu)選方式，旋風分離器的出料端與回料器相連。
[0019]作為一種優(yōu)選方式，熱解氣化裝置設(shè)置于鍋爐鋼架范圍內(nèi)。
[0020]作為一種優(yōu)選方式，熱解氣化爐的底端通過返料裝置與鍋爐爐膛相連。
[0021]作為進一步優(yōu)選方式，熱解氣化爐的上部連接一級煤氣分離器，一級煤氣分離器的下端通過一級返料裝置與鍋爐爐膛相連。
[0022]作為進一步優(yōu)選方式，一級煤氣分離器的上端連接二級煤氣分離器，二級分離器通過二級返料裝置與鍋爐爐膛相連。
[0023]本實用新型所述大型循環(huán)流化床熱解氣化聯(lián)合裝置中:
[0024](I).熱解氣化聯(lián)合裝置采用以鍋爐爐膛為對稱的H型對稱布置方式，將與熱解氣化爐密切相關(guān)的旋風分離器布置在靠近鍋爐爐膛的兩側(cè)，這樣熱解氣化爐就可以布置在兩側(cè)的鍋爐鋼架范圍內(nèi)，保證了整個系統(tǒng)安全運行，同時也有利于從鍋爐回料器至熱解氣化爐、從熱解氣化爐至鍋爐爐膛之間的返料系統(tǒng)的布置。
[0025](2).采用側(cè)煤倉，側(cè)煤倉布置在鍋爐爐膛的左右兩側(cè)。這種側(cè)煤倉的布置既利于熱解氣化爐不投運時，將煤等燃料直接送到循環(huán)流化床鍋爐的回料腿上用于鍋爐給煤，又利于熱解氣化爐投運時，將煤等燃料直接送入熱解氣化中熱解。與三跨式+前側(cè)煤倉的布置相比，給煤系統(tǒng)設(shè)計及后期維護更加簡單可靠。
[0026](3).旋風分離器的布置方式采用兩種方式:一是按鍋爐中心線呈軸對稱布置方式，二是按鍋爐爐膛中心呈中心對稱布置方式。后者的布置是為了考慮在爐膛深度尺寸較大時，其布置方式可以使得從爐