一种低热值煤炭循环流化床分级燃烧系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低热值煤炭循环流化床分级燃烧系统，包括依次连接的循环流化床气化炉、高效分离器、燃烬炉、余热回收装置和尾部烟道；所述循环流化床气化炉的下部设有给料机，底部设有排渣阀；循环流化床气化炉的上部与高效分离器的上部连通，高效分离器的下部通过返料器与循环流化床气化炉的下部连接；高效分离器的上端与燃烬炉的上端连通，所述燃烬炉的上部布置多级燃料风管，下部设置有SNCR脱硝装置；燃烬炉的下部与余热回收装置的下部连通，余热回收装置的上部与尾部烟道的上部连通，尾部烟道的下端依次与除尘器、引风机和烟囱连接。本发明专利技术的系统可长期安全可靠运行，能够满足变负荷运行的低热值煤燃烧，确保氮氧化物排放浓度在允许范围内。放浓度在允许范围内。放浓度在允许范围内。

【技术实现步骤摘要】
一种低热值煤炭循环流化床分级燃烧系统


[0001]本专利技术涉及低热值煤炭利用
，尤其是涉及一种低热值煤炭循环流化床分级燃烧系统。

技术介绍

[0002]我国低热值煤炭(含石煤、煤矸石等)资源丰富，低热值煤炭(含石煤)具有热值低、灰分高等不利于燃烧利用的特点，其资源化利用率相对较低。目前主要的利用途径就是直燃发电或供热，而其中以循环流化床直燃技术应用较为广泛。
[0003]如公开号为CN102628590A的中国专利文献公开了一种生物质循环流化床直燃装置，包括燃烧系统、给料系统、旋风分离、返料系统、汽水加热系统和空气预热系统，炉膛布置富氧装置，作为燃烧气氛的调节，从而为低热值燃料燃烧提供助燃；旋风分离器的上部出口与中温屏式过热器之间的烟道段采用渐缩管道提高烟气流速；增加返料布风装置的外层风帽数量密度防止形成流化“死区”；降低返料口的倾斜度和设置水平段，缓解风帽磨损；在烟道尾部布置烟气导流装置，降低对受热面的磨损；螺旋给料机立管处布置两层扰动风，有利于疏松分散物料，落料管布置风冷套筒和播料机，防止物料在给料装置内燃烧和堵塞。
[0004]公开号为CN207486793U的中国专利文献公开了一种用于燃烧低热值高灰分燃料的循环流化床锅炉，含有炉膛、一次风室、旋风分离器、料腿、回料阀、排渣管、尾部烟道以及气固换热床；气固换热床布置在一次风室的下面，并通过连接管和气固分离装置与炉膛连接；炉膛通过排渣管与气固换热床连接；气固换热床包含换热床风室、换热床风帽、换热床换热室和换热床排渣管；所述换热床风室通过气体管路与空气预热器连接。
[0005]但是，低热值煤炭(含石煤)的循环流化床直燃技术在工业应用中还面临着较多的挑战，主要包括：
[0006](1)低热值燃料在发生燃料热值波动较大的时候，由于炉膛上部水受热面吸热份额较大，容易打破系统的热量平衡，从而导致系统燃烧稳定性控制难度增加。
[0007](2)大型循环流化床发电机组在低负荷运行时容易出现燃烧不稳定或燃烧效率大幅降低，影响锅炉的安全运行。
[0008](3)绝大部分低热值煤(含石煤)燃烧处理灰渣量大，且硬度高，对锅炉炉膛水冷壁磨损较严重，影响锅炉长期可靠运行。
[0009]因此，面对以上出现的挑战问题，寻求一种可长期安全可靠运行、能够满足变负荷运行的低热值煤(含石煤)燃烧技术迫在眉睫。

技术实现思路

[0010]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种低热值煤炭循环流化床分级燃烧系统，可长期安全可靠运行，能够满足变负荷运行的低热值煤(含石煤)燃烧。
[0011]一种低热值煤炭循环流化床分级燃烧系统，包括依次连接的循环流化床气化炉、高效分离器、燃烬炉、余热回收装置和尾部烟道；
[0012]所述循环流化床气化炉的下部设有给料机，底部设有排渣阀；
[0013]所述循环流化床气化炉的上部与高效分离器的上部连通，高效分离器的下部通过返料器与循环流化床气化炉的下部连接；
[0014]所述高效分离器的上端与燃烬炉的上端连通，所述燃烬炉的上部布置多级燃料风管，下部设置有SNCR脱硝装置；
[0015]所述燃烬炉的下部与余热回收装置的下部连通，余热回收装置的上部与尾部烟道的上部连通，所述尾部烟道的下端依次与除尘器、引风机和烟囱连接。
[0016]进一步地，所述尾部烟道的下部设有一级空气预热器和二级空气预热器，所述二级空气预热器的输入端连接有流化风机和燃料风机；其中，流化风机与二级空气预热器、一级空气预热器和循环流化床气化炉下部依次连接，燃料风机与二级空气预热器、一级空气预热器和多级燃料风管依次连接。
[0017]进一步地，所述的返料器连接有返料风机。
[0018]进一步地，所述余热回收装置的内腔四周敷设水冷壁。
[0019]本专利技术的系统针对产生超临界蒸汽或中温中压蒸汽，在结构上做了适应性的调整。
[0020]其中，产生超临界蒸汽时，所述余热回收装置的内部按烟气流向从下往上依次设有高温过热器、第一再热器和低温过热器；
[0021]所述尾部烟道的上部设有第二再热器和省煤器；所述第一再热器的输入端与第二再热器的输出端连接；
[0022]所述省煤器的输出端与水冷壁的下端入口连接，所述水冷壁的上端出口与低温过热器的输入端连接，所述低温过热器的输出端与高温过热器的输入端连接，所述高温过热器的输出端连接至外部供热设备。
[0023]产生中温中压蒸汽时，所述余热回收装置的内部按烟气流向从下往上依次设有高温过热器和低温过热器；
[0024]所述尾部烟道的上部设有省煤器，所述省煤器的输出端与汽包的进口连接，所述汽包的饱和水出口与水冷壁的下端入口连接，所述水冷壁的上端出口与汽包的进口连接；所述汽包的饱和蒸汽出口与低温过热器的输入端连接，所述低温过热器的输出端与高温过热器的输入端连接，所述高温过热器的输出端连接至外部供热设备。
[0025]进一步地，所述循环流化床气化炉的反应温度为850～950℃。
[0026]进一步地，所述燃烬炉的温度控制在800～1000℃。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0028]1、通过绝热的循环流化床气化回路(炉膛密相、稀相、旋风分离器及返料装置)将石煤颗粒与所送入的一次风发生的气化反应转化为热量和可燃气体，并通过调节送入炉内的一次风量来控制低热值煤炭在炉内的燃烧放热份额以控制运行温度，避免了常规燃烧锅炉炉膛由于受热面吸热份额较大，低热值煤炭热值波动会导致的炉膛特别是炉膛上部运行温度不稳定，甚至达不到充分燃烧的要求；
[0029]2、由于循环流化床绝热缺氧燃烧回路没有布置受热面，因此锅炉低负荷运行与高负荷运行时燃烧气化工况基本接近(只要保证低负荷良好的流化就可以)，循环流化床燃烧回路温度基本不变，因此可以保证不同负荷下低热值石煤稳定可靠的燃烧及高效转化。同
时，进入燃尽室主要是高温可燃气体且运行温度较高，因此在低负荷可以维持稳定燃烧。
[0030]3、循环循环流化床气化炉中采用耐磨浇注料，无水冷壁受热面直接与灰渣接触的过程，因此不存在水冷壁磨损问题。
[0031]4、循环流化床气化回路控制在气化(缺氧燃烧)气氛状态，将燃料中的氮元素转化为氮气和极少量的氨等组分，避免燃烧过程中所含氮元素转化为氮氧化物。在后续燃烬炉中通过分级燃烧措施实现均匀燃烧(1000℃以下)，尽量避免热力NOx的生成，可将NOx的生成浓度控制在50mg/Nm3以下。同时，通过布置的SNCR喷氨脱硝装置可以确保氮氧化物排放浓度在允许的排放值内。
附图说明
[0032]图1为本专利技术实施例1中低热值煤炭循环流化床分级燃烧系统的连接关系示意图；
[0033]图2为本专利技术实施例2中低热值煤炭循环流化床分级燃烧系统的连接关系示意图。
[0034]图中：1
‑
循环流化床气化炉；2
‑
给料机；3
‑
排渣阀；4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低热值煤炭循环流化床分级燃烧系统，其特征在于，包括依次连接的循环流化床气化炉、高效分离器、燃烬炉、余热回收装置和尾部烟道；所述循环流化床气化炉的下部设有给料机，底部设有排渣阀；所述循环流化床气化炉的上部与高效分离器的上部连通，高效分离器的下部通过返料器与循环流化床气化炉的下部连接；所述高效分离器的上端与燃烬炉的上端连通，所述燃烬炉的上部布置多级燃料风管，下部设置有SNCR脱硝装置；所述燃烬炉的下部与余热回收装置的下部连通，余热回收装置的上部与尾部烟道的上部连通，所述尾部烟道的下端依次与除尘器、引风机和烟囱连接。2.根据权利要求1所述的低热值煤炭循环流化床分级燃烧系统，其特征在于，所述尾部烟道的下部设有一级空气预热器和二级空气预热器，所述二级空气预热器的输入端连接有流化风机和燃料风机；其中，流化风机与二级空气预热器、一级空气预热器和循环流化床气化炉下部依次连接，燃料风机与二级空气预热器、一级空气预热器和多级燃料风管依次连接。3.根据权利要求1所述的低热值煤炭循环流化床分级燃烧系统，其特征在于，所述的返料器连接有返料风机。4.根据权利要求1所述的低热值煤炭循环流化床分级燃烧系统，其特征在于，所述余热回收装置的内腔四周敷设水冷壁。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勤辉，骆仲泱，程乐鸣，方梦祥，解桂林，余春江，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：