组合循环流化床锅炉制造技术

一种组合循环流化床锅炉，属于机械工程领域。本发明专利技术包括：炉膛、旋风分离器、喉口、回料阀、布风板，具体改进如下：沿循环流化床的炉膛高度壁面设置多种向炉膛内凸出的横隔墙结构组成喉口，将炉膛沿高度分隔成若干个燃烧室，增加喉口后，炉膛出现多个内循环，另加上外循环，构成组合式循环结构。本发明专利技术能够有效提升颗粒群在炉膛内的上升能力，缩小颗粒沿床高分布的密度差；增大颗粒在炉膛燃烧室的壁面附近的循环量，增强颗粒与壁面的对流传热；延长颗粒在炉膛内的停留时间，强化燃烧；促进返料更加顺畅。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种流化床锅炉结构，特别是一种组合循环流化床锅炉结构，属于机械工程领域。
技术介绍
现有的典型循环流化床锅炉，经文献检索发现，中国科学院工程热物理研究所申请的专利，专利申请号为94115512，为循环流化床燃烧装置，该专利中包括一次风入口、燃料入口、二次风口、炉膛、高温气固分离器、分流调节器、热交换器、尾部对流烟道、中低温气固分离器。其中，炉膛的主体段通常采用垂直壁面方式布置。这种循环流化床结构存在以下缺陷沿着床高颗粒浓度急剧下降，出现明显的下部颗粒浓度过密，上部颗粒过稀的状况，从而导致沿炉膛高度传热的严重不均匀，上部受热面的传热利用率较低；大部分颗粒一次通过炉膛进入旋风分离器，炉膛内边壁附近的回流颗粒量较少，传热较弱；边壁回流颗粒下落的距离长，造成边壁颗粒温度较低，也影响传热，甚至严重时影响到颗粒的正常燃烧。此外，炉膛中的颗粒在轴心处易成团，影响燃尽，降低燃烧效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足和缺陷，提供一种组合循环流化床锅炉，使其基于气流加速过程中，固体相易于被气体相携带的两相流动规律，在现有技术的基础上，对流化床进行了改进，提高了锅炉的出力与热效率，改善锅炉工作性能。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括炉膛、旋风分离器、喉口、回料阀、布风板，具体改进如下沿循环流化床的炉膛高度壁面设置多种向炉膛内凸出的横隔墙结构组成喉口，将炉膛沿高度分隔成若干个燃烧室。增加喉口后，炉膛出现多个内循环，另加上外循环，构成组合式循环结构。横隔墙结构与喉口的作用有通过提高流经喉口的速度提升颗粒上升速度；缩小颗粒沿床高的浓度差；组织沿着床高壁面附近的颗粒回流量，增强颗粒与壁面的对流传热；促进回料阀返料。各个横隔墙组成的喉口处的气流速度的增加，对通过喉口的上升颗粒群起到加速作用，使得更多的颗粒得到提升；喉口的存在隔断了喉口上段燃烧室边壁下降颗粒流落到喉口下段的燃烧室，从而增大了喉口上段颗粒浓度。由于分隔燃烧室使得边壁颗粒流下落距离缩短，燃烧室内颗粒循环的加速，颗粒的温度较高，并且由于颗粒循环量的大幅增加，使得组合循环流化床沿着床高颗粒的浓度分布的差异得到有效缩小，传热得到大幅度强化。喉口可以为单级喉口，也可以为两级或两级以上的多级喉口，喉口形状为梯形、矩形、三角形、半圆形以及拉阀尔形等，喉口的位置可以是正对的，也可以是错列开的。喉口的作用是改变炉膛内的两相流体动力特性，使床料在整个炉膛内混合均匀，从而强化传热。由于增设了喉口，使得炉膛上下压差增大，同时加大了旋风分离器底部和顶部的压差和增大了回料管上下的压差，使得回料管气固两相更好地处于充气滑移状态，进而促进返料更加顺畅。对于大容量循环流化床锅炉，可以采用多级喉口，多级喉口采用上述形状的喉口任意组合。增加喉口的级数，可以增加炉膛内颗粒循环的次数和停留时间，床料可以上升到更高的空间，循环流化床可处理的床料量增加，符合当前循环流化床大型化的要求。本专利技术具有实质性特点和显著进步，本专利技术能够有效提升颗粒群在炉膛内的上升能力，缩小颗粒沿床高分布的密度差；增大颗粒在炉膛燃烧室的壁面附近的循环量，增强颗粒与壁面的对流传热；延长颗粒在炉膛内的停留时间，强化燃烧；促进返料更加顺畅。附图说明图1本专利技术结构示意2单级梯形喉口的本专利技术中炉膛结构示意3错列单级梯形喉口的本专利技术中炉膛结构示意4正对二级梯形喉口的本专利技术中炉膛结构示意图具体实施方式如图1、图2、图3、图4所示，本专利技术包括炉膛1、旋风分离器2、喉口3、回料阀4、布风板5、风室6，具体改进如下沿循环流化床的炉膛1高度壁面设置多种向炉膛内凸出的横隔墙结构组成喉口3，将炉膛1沿高度分隔成若干个燃烧室，增加喉口3后，炉膛出现多个内循环，另加上外循环，构成组合式循环结构。喉口1的形状为各种几何形状，如梯形、矩形、三角形、半圆形以及拉阀尔形等。喉口1为单级喉口或者为两级或两级以上的多级喉口，其位置可以正对，也可以错列。多级喉口适用于大容量循环流化床锅炉，多级喉口采用各种形状的喉口任意组合。以下以上下两个喉口段的情况为例，对本专利技术作进一步的说明设置上下两个喉口1段，当气流通过位于下面一个喉口1上升时，由于气固速度的提高，使得穿过喉口的颗粒量增加；当气固两相流经过上一个喉口时，由于喉口的收缩，一部分上升颗粒撞击喉口隔墙下落，并且，上部燃烧室上方掉落到喉口横隔墙的颗粒受到喉口高速气流的吹托作用，不会掉落到喉口下面，从而增大了两个喉口之间段内的颗粒循环回流量。另外，颗粒在沿着床高的各段存在有组织的多重内循环，延长了颗粒在炉膛内的停留时间，加速了沿着床高的传热。由于沿床高颗粒的停留时间增长、混合、传热均得到增强，因而对于外循环的要求相应降低，从而也减少了分离器的负担；同时，由于颗粒在主炉膛内平均停留时间的增加，传热的强化，循环流化床锅炉的设计高度可以适当地降低，从而，可以节省锅炉的金属耗量，降低锅炉生产成本。权利要求1.一种组合循环流化床锅炉，包括炉膛(1)、旋风分离器(2)、回料阀(4)、布风板(5)，其特征在于，还包括喉口(3)，具体改进如下沿循环流化床的炉膛(1)高度壁面设置多种向炉膛(1)内凸出的横隔墙结构组成喉口(3)，将炉膛(1)沿高度分隔成若干个燃烧室，增加喉口(3)后，炉膛出现多个内循环，另加上外循环，构成组合式循环结构。2.根据权利要求1所述的组合循环流化床锅炉，其特征是，喉口(1)的形状为各种几何形状，如梯形、矩形、三角形、半圆形以及拉阀尔形。3.根据权利要求1或2所述的组合循环流化床锅炉，其特征是，喉口(1)为单级喉口或者为两级或两级以上的多级喉口，其位置为正对，或者错列。4.根据权利要求1或2或3所述的组合循环流化床锅炉，其特征是，多级喉口适用于大容量循环流化床锅炉，多级喉口采用各种形状的喉口任意组合。全文摘要一种组合循环流化床锅炉，属于机械工程领域。本专利技术包括炉膛、旋风分离器、喉口、回料阀、布风板，具体改进如下沿循环流化床的炉膛高度壁面设置多种向炉膛内凸出的横隔墙结构组成喉口，将炉膛沿高度分隔成若干个燃烧室，增加喉口后，炉膛出现多个内循环，另加上外循环，构成组合式循环结构。本专利技术能够有效提升颗粒群在炉膛内的上升能力，缩小颗粒沿床高分布的密度差；增大颗粒在炉膛燃烧室的壁面附近的循环量，增强颗粒与壁面的对流传热；延长颗粒在炉膛内的停留时间，强化燃烧；促进返料更加顺畅。文档编号F23C10/00GK1445477SQ0311680公开日2003年10月1日 申请日期2003年5月8日 优先权日2003年5月8日专利技术者缪正清, 陈永国, 田子平, 章明川, 熊天柱, 李俊 申请人:上海交通大学 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合循环流化床锅炉，包括：炉膛（１）、旋风分离器（２）、回料阀（４）、布风板（５），其特征在于，还包括：喉口（３），具体改进如下：沿循环流化床的炉膛（１）高度壁面设置多种向炉膛（１）内凸出的横隔墙结构组成喉口（３），将炉膛（１）沿高度分隔成若干个燃烧室，增加喉口（３）后，炉膛出现多个内循环，另加上外循环，构成组合式循环结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：缪正清，陈永国，田子平，章明川，熊天柱，李俊，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]