火筒内循环流化床水火管锅炉制造技术

一种火筒内循环流化床水火管锅炉，该锅炉利用返尘火筒进行烟气粉尘的分离和回送，从而实现了０～１５ｍｍ煤料的内循环流化床燃烧，除具有循环流化床锅炉的多项优点外，本身还有结构简单、体积小、重量轻、造价低、辅机少、容易操作和自身脱硫率高等特点，只需外接高效干法除尘器，即可满足环保达标要求，安装时不改或很少改动原有锅炉房，是小容量卧式燃煤工业锅炉实现降低煤耗和彻底消除煤烟污染的换代产品。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工业锅炉技术，尤其是一种利用在锅筒内装设返尘火筒构成独特的火筒内循环流化床，而实现高效燃烧和高效自脱硫的新型工业锅炉装置。中国是世界燃煤工业锅炉生产和使用的第一大国，每年燃煤工业锅炉要排放800万吨烟尘，500多万吨SO2和6亿吨CO2气体，以及大量NOx等有害气体，是中国煤烟型污染的主要根源，不仅给我国造成严重的大气污染和酸雨危害，而且对全球温室效应有着直接的影响。这种情况引起了国内外的关注，我国政府已大力开展煤烟型大气污染的治理，国际上全球环境基金会(GEF)也给予资助，建立了GEF中国高效工业锅炉项目，由专门项目管理机构执行，到2001年末截止，用6年时间为中国燃煤工业锅炉推出符合球保要求的新型高效换代产品。GEF中国高效工业锅炉项目发展目标是提高锅炉效率，在此基础上降低CO2及SO2气体和烟尘的排放量，项目的基本内容是采用新型高效锅炉炉型。但是，GEF中国高效工业锅炉的重点技术，对于容量为1～20t/h的锅炉，是以改进现用各种炉排的设计和制造技术为主，对于热电联产用蒸气锅炉及大容量热水锅炉，是引进国外成熟的抛煤机和大型链条炉排技术，同时也引进循环流化床燃烧技术。由此可见，GEF中国高效工业锅炉项目，主要是对中国工业锅炉现有燃烧方法和设备进行改造提高，使其设计和制造达到所谓“精致”程度，而没有属于完全创新的内容。这种改良性的提高，很难取得大的效果，在其性能评估标准中，锅炉效率仅从70％提高到80％左右，不能使中国工业锅炉的落后状态发生根本性变化，也就难于满足大程度降低煤耗和大气污染危害的迫切要求。小容量工业锅炉也采用循环流化床才是达到高要求的彻底改进，因为循环流化床是当今最先进的燃煤技术，具有煤种适应广、燃烧效率高、可燃劣质煤和高硫煤、燃烧过程可直接脱硫和NOx生成量少等优点，这些优点从指标看，有的已高达极限，有的则具有接近极限的技术潜力。GEF中国高效工业锅炉项目，没有规定小容量工业锅炉采用循环流化床燃烧技术。小容量工业锅炉用循环流化床燃烧技术进行改造，起点高，目标高，对国内外工业锅炉都有重要意义，应积极采用。结合我国具体情况看，小容量工业锅炉采用循环流化床必须满足下列要求1、锅炉本体外形和尺寸不有大的变化，便于在很少改变原有锅炉房条件下以新换旧。2、锅炉本体结构简单、造价低、使用寿命长，使绝大多数使用单位对以新换旧所需费用不感到困难，乐于更新改造。3、锅炉辅机不因为满足环保(脱硫除尘)高要求而有大的变化，确保以低的投资实现整个锅炉系统的改造。4、生产条件和操作仍然简单易行，不增加难度和高技术水平要求。这4项要求规定了新型工业锅炉的经济性和实用性，是能否普及应用的基础。满足所列4项要求，应采内循环流化床。关于内循环流化床，出于降低投资和运行费用等目的，国内已有过几项专利技术，较典型的是清华大学1986年研制的SHF10-13-S(W)型锅炉，该锅炉示范应用性能良好，但是流化床的总体形式仍为立式结构，这一点决定了该专利技术只能在大容量工业锅炉上使用，对10t/h以下的小容量卧式工业锅炉则无法应用。此问题直到目前尚未解决。10t/h以下小容量卧式工业锅炉在我国工业锅炉总量中占80％以上，它们是量大、面广、点多，在全国各地独立生产运行，单机能否实现节煤降污直接关系到工业锅炉治理的总效果。因此，对10t/h以下小容量卧式工业锅炉必须创造新的内循环流化床燃煤方法，使之在符合前述4项要求条件下用于每台锅炉的改造，达到燃烧效率＞95％，锅炉热效率＞85％，锅炉自脱硫率＞80％。新的内循环流化床燃煤方法在大容量工业锅炉上应用，因为条件有利，性能指标会更有提高。这样，工业锅炉群体煤烟型污染造成的宏观危害，将由此得到彻底治理。为达到这一目的，本技术特专利技术了火筒内循环流化床水火管锅炉。附图说明图1是本专利技术的结构示意图，图2是所用对流受热面的结构示意图。在图1中，1是鼓泡床，2是稀相床，3是锅筒，4是水冷壁，5是联箱，6是蒸汽过热器，7是对流受热面，8是省煤器，9是空气换热器，10是返尘火筒，11是旋流子，12是进烟口，13是返尘口，14是气封管，15是烟管，16是加煤机，17是布风板，18是风箱，19是二次风管，20是小型螺旋加料机，21是排渣口，22是灰渣坑，23是冲灰管，24是排烟管。在图2中，25是直通式旋流套管，26是中心管，27是外套管，28是格板。鼓泡床1结构与普通沸腾床相同，但横断面为长条形，布风板17由前(加煤端)向后(排渣端)略有倾斜(倾角＜5°)，便于床料移动，0～15mm的煤料经加煤机16加入床内，随即在鼓风作用下呈沸腾状态，边燃烧边向后移动，最终成为灰渣经排渣口21落入灰渣垢22水中，再由常用的出渣机排出。一次风通过风箱18送入鼓泡床1，风箱18沿长度方向分成三段，分别控制空气的流量和加湿量，使床层有良好的沸腾状态和保持温度不超过900℃，防止产生灰渣粘结。鼓泡床1用耐火浇注料予制块砌筑，床高约1米，不设置埋管。鼓泡床1上端与稀相床2连通，鼓泡床1产生的燃烧气体携带含碳粉尘直接进入稀相床2，于其中继续燃烧。稀相床2断面为矩形，长度与鼓泡床1相同，宽度因鼓胞床1向二侧扩张而有增大，高度约3m左右，前端墙用耐火材料和隔热材料砌造，开有检修孔，后端墙和二侧墙内设水冷壁4，外敷隔热材料，水冷壁4的水管经联箱与锅筒3连通。锅筒3架设在稀相床2顶端，使稀相床2成为不与外部直接相通的密闭空间，燃烧气体需经返尘火筒10的进烟口12流出。在稀相床2内，装在前墙上的二次风管19以强旋流喷入携带着脱硫剂细粉(＜2mm)的二次空气，该旋流与从鼓泡床1流入的燃烧气体激烈的混合碰撞，发生碳粒及可燃气体的二次燃烧和脱硫反应，随后经进烟口12流入返尘火筒10。返尘火筒10是横置的圆筒，有进烟口12的一段直径较大，端头封闭，有返尘口13的一段直径较小，端头开口且由锅筒3的端部伸出，用于排出烟气，在返尘口13范围内筒壁上开有狭缝，用于排出贴壁旋转的粗粒粉尘。返尘火筒10由粗变细的中间处装有旋流子11。在返尘火筒10的前段内，烟气在混乱流动中继续进行燃烧和脱硫反应，而后烟气通过旋流子11进入返尘火筒10的后段，变成有序的旋转流动，在离心力作用下，约大于30μm的含碳煤灰粒子和脱硫剂粒子向筒壁处富集，并在返尘口13处经筒壁上的狭缝与主气流分离，通过返尘口13重新进入稀相床2，再次进行燃烧和脱硫，粒子也继续碎裂变细。在返尘火筒10作用下，如此经过多次循环，灰粒子变细且不再含有未燃碳，脱硫剂在过剩氧条件下绝大部分转成微细的CaSO4粒子。经返尘火筒10流出的是携带着细煤灰和CaSO4粒子并得到完全燃烧的烟气，在引风机作用下，烟气通过蒸汽过热器6后，转折通过烟管15，再垂直向下通过尾部的对流受热面7、省煤器8和空气换热器9。在返尘口13处用气封管14喷出空气进行气封，防止稀相床2中气体经返尘口13短路流出，喷出的空气同时在稀相床2内起补充燃烧作用，稀相床2温度控制为900℃左右。在稀相床2内，脱硫剂粉用小型螺旋加料机20控制加入量，并直接送入二次风旋流中。根据锅炉容量大小不同，返尘火筒10可以是单筒或双筒，而二次风管19则为双管或4管，使旋流成对称旋转，尽量充满稀相床2的整个断面。在蒸汽过热器安装处会有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火筒内循环流化床水火管锅炉，其特征在于该锅炉是在一个卧式长方体形小空间内建立的内循环流化床燃煤体系，沿高度分布，下段是鼓泡床１，中间是稀相床２，顶端是锅筒３，在锅筒３内装有返尘火筒１０，形成以返尘火筒１０为中心的火筒内循环流化床，对此适当的配置烟管１５和水冷壁４，鼓泡床１是一向二侧扩张的长方体，用烧注料予制块砌筑，装有布风板１７和风箱１８，加煤端装有加煤机１６，另一端开有排渣口２１，鼓泡床１与上面的稀相床２直接联通，稀相床２前端墙用耐火隔热材料砌造，其上装有二次风管１９和加入脱硫剂粉的小型螺旋加料机２０，稀相床２的后端墙和二侧墙内侧是锅炉水循环系统加热水管组成的水冷壁４，外侧敷设隔热材料，锅筒３内部置有返尘火筒１０和烟管１５，构成烟气的二行程结构，返尘火筒１０二端对着稀相床２分别开有进烟口１２和返尘口１３，返尘口１３四周装有气封管１４，锅筒３前端在烟气转折处装设蒸汽过热器６，后端在烟气流出处垂直向下依次装设对流受热面７，省煤器８和空气换热器９，底端则是灰渣坑２２。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王政民，
申请(专利权)人：王政民，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]