循环流化床锅炉气固分离器及含有该气固分离器的锅炉制造技术

本发明专利技术公开了一种循环流化床锅炉的气固分离器，包括被导向烟气下上折转膜式屏从前向后分隔成的下行烟道和上行烟道，所述下行烟道和上行烟道通过转弯通道和密封安装在它们下面的料仓连通，该气固分离器的前上部设有烟气入口，该气固分离器的后上部设有烟气出口，该气固分离器的四壁均为与锅炉于一体的受热水冷壁，该气固分离器还包括位于所述转弯通道上的均流分离管束，所述转弯通道上的均流分离管束的上端与所述导向烟气下上折转膜式屏连通，所述转弯通道上的均流分离管束的下端与下横集箱连通。本发明专利技术还公开了一种含有两组上述气固分离器的循环流化床锅炉。本发明专利技术应用范围广、工艺先进、制造安装简单、节能、降耗、减排显著。

Circulating fluidized bed boiler gas solid separator and boiler containing the gas solid separator

The invention discloses a circulating fluidized bed boiler separator, including flue gas is directed under the reflex film screen backwards is divided into the downlink and uplink flue flue, the flue and the flue through the channel and uplink turn bin seal is installed beneath them even before the pass, the upper part of the gas-solid separator is arranged after the flue gas entrance, the upper part of the gas-solid separator is provided with a flue gas outlet, the gas-solid separator walls are integrated by hot water boiler and cooling wall, the gas-solid separator also comprises the turning flow separation tube bundle channels the flow of flue gas and the guide tube on the upper end of reflex separation film screen communicated with the turn of passage, flow separation tube with the lower transverse header communicated with the turning passage. The invention also discloses a circulating fluidized bed boiler comprising two sets of the gas solid separator. The invention has the advantages of wide application range, advanced technology, simple manufacture and installation, energy saving, energy consumption reduction and remarkable emission reduction.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种循环流化床锅炉的核心部件一气固分离器及含有该气固分离 器的锅炉，循环流化床锅炉气固分离不用任何专门装置和分离元件，由下上行烟道、大扩容 转弯通道和料仓即与锅炉本体于一体的受热面空间自然构成的惯性重力分离器。尤其涉及 对循环流化床锅炉气固分离器的新产品设计和在用各种循环流化床锅炉和层燃链条锅炉 的节能减排改造。
技术介绍
循环流化床锅炉燃烧技术以其燃料适应性广，燃烧效率高、氮氧化物排放低、高效 脱硫、负荷调节性能好等优点被世界公认为一种最具发展前景的“洁净”燃烧技术。循环流化床气固分离器是循环流化床锅炉的核心部件，被称作锅炉的心脏，其主 要作用是将大量高温固体颗粒从气流中分离出来，送回炉膛，以维持燃烧室的快速流化状 态，保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应，达到理想的燃烧效率和脱硫效率。因此， 对循环流化床锅炉而言，气固分离器的性能直接影响到锅炉运行的优劣。通常把分离器的 形式、运行效果与寿命长短作为循环流化床锅炉的标志。从某种意义上讲，循环流化床锅炉 的性能取决于分离器的性能，循环流化床技术的发展也取决于气固分离技术的发展。目前国际国内市场上最盛行占有率最高的循环流化床分离器是旋风分离器，其典 型结构是用耐火材料制成的高温旋风分离器，其主要优点是分离效率高，主要缺点是体积 庞大，分离器切向进口风速高、阻力大，引风机电耗高，气固两相朝料仓气流反向高速流动 气流夹带严重飞灰量大，烟尘的原始排放浓度高，分离器需内衬和外保温隔热，使用耐磨耐 高温材料用量大，不仅使分离器的原材料成本和制造安装成本增大，而且热惯性大，容易高 温结焦，锅炉启停慢。有的锅炉采用水冷或汽冷式旋风分离器，虽然减少了耐磨耐高温材 料，解决了热惯性大的问题，使锅炉不结焦、启停快，但是同样存在风速高、阻力大、引风机 电耗高，并且分离效率和稳定性低于高温旋风分离器，再加其制造工艺复杂，致使售价高， 客户不易接受市场占有率很低。尽管在申请号为200910308160. 1的专利技术专利中所公开的循环流化床锅炉中的气 固分离与市场上流行的循环流化床锅炉气固分离相比有许多优点，如流阻低节省引风机电 耗，膜式水冷壁结构节省耐高温耐磨材料等，但其结构仍存有许多缺陷，如转弯通道进口和 出口全畅通无阻，一是气固两相经进、出口后的惯性分离性能差影响惯性分离效率，二是气 固两相进入转弯通道扩散面积小影响重力沉降效率，三是料仓前后墙无水冷壁需非受热面 钢结构，不仅影响炉墙的质量寿命而且增大非受热面钢耗不利防结焦；四是该结构的应用 范围小，较适用低倍率的循环流化床和流化床锅炉，不利于向大型化发展。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题提供一种节能、降耗、减排显著、应用范 围广、工艺先进、制造安装简单、大幅度降低成本的循环流化床锅炉气固分离器及含有该气固分离器的锅炉。本专利技术的专利技术构思是在该气固分离器的转弯通道上构成利于烟尘均流碰撞惯性 分离的管束，提高气固分离的效率，加大扩容减速的差速，提高重力沉降的效率。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是一种循环流 化床锅炉的气固分离器，包括被导向烟气下上折转膜式屏从前向后分隔成的下行烟道和上 行烟道，所述下行烟道和上行烟道通过转弯通道和密封安装在它们下面的料仓连通，该气 固分离器的前上部设有烟气入口，该气固分离器的后上部设有烟气出口，该气固分离器的 四壁均为与锅炉于一体的受热水冷壁，该气固分离器还包括位于所述转弯通道上的均流分 离管束，所述转弯通道上的均流分离管束的上端与所述导向烟气下上折转膜式屏连通，所 述转弯通道上的均流分离管束的下端与下横集箱连通。本专利技术具有的优点和积极效果是气固分离不用任何专门装置和分离元件，由下 上行烟道、可扩容一至多倍的转弯通道和料仓即与锅炉本体于一体的受热面空间构成惯性 重力分离器，实现气固分离与传热双功能，本专利技术的技术突破，带来全方位一系列革命性变 化，不仅工艺先进、制造安装简单，而且可大幅度地节约能源、大幅度地减少烟尘排放，并且 在提高综合能效、延长锅炉使用寿命等多项性能细节上实现突破。该气固分离器低倍率循 环平均流速< 5m/s流阻低，同各种旋风分离器相比流速低4倍之多，可节省引风机电耗 30%以上，使锅炉长期运行节约电能是本专利技术的第一优势。该气固分离器全水冷壁结构，实 现气固分离与传热双功能，同耐火材料制成的高温旋风分离器相比，可节省分离器非受热 面耐热钢骨架100 %，采用受热水冷壁，低倍率循环，可节省分离器耐磨耐高温材料90 %， 是本专利技术的第二优势。导向烟气下上折转膜式屏强制烟气从炉膛出口后气固两相同向流动 直冲料仓，烟尘经2次180度下上折转惯性分离，4至6次与前后内外排管束碰撞惯性分离， 烟气从烟气进口进入可扩容一至多倍的转弯通道使烟尘大扩容减速重力沉降，烟气从烟气 出口进入上行烟道再次小扩容减速重力沉降，使强制烟气下行、转弯、上行的全流程不仅是 气固分离的全过程，而且是高效传热的全过程，不仅气固分离效率高、气流夹带率低，而且 与横管屏和转弯通道同高的炉膛前后壁全部双面受热，气固分离器内除料仓外的所有管束 都是曝光管，使受热面和空间利用率高。经国家权威部门对试验样机的环保测试，57%灰分 的煤种烟尘的原始排放浓度最高值3149mg/m3，低于国标近5倍，显然分离效率高于各种旋 风分离器，是本专利技术的第三优势。其下、上行烟道和转弯通道大扩容相当于全程燃尽室，增 加了可燃物在炉内的燃尽时间，可降低飞灰含碳量，是本专利技术的第四优势。本专利技术工艺先 进、结构简单、无复杂的异形件，大幅度减少钢架和耐磨材料的工作量，可节省分离器制造 安装成本30%，分离器全部是水冷壁，锅炉启停快、不结焦、负荷调节性能好等，是本专利技术的 第五优势。大幅度降低飞灰量，减少锅炉尾部受热面积灰和磨损，利于降低清灰强度、稳定 传热效率，延长锅炉使用寿命，从多方面节省能源，利于提高综合能效，是本专利技术的第六优 势。本专利技术气固分离器与锅炉本体的完美结合，其下上行烟道即燃尽室不仅适应燃劣 质煤，而且燃生物质或焚烧处理城市生活垃圾更具独特优势。本专利技术整体结构，不仅具有循 环流化床锅炉优势，更具有流化床锅炉优势。本专利技术按常规想象低倍率循环体积要大于中倍率循环的循环流化床锅炉，经初略 测算并非如此，因为旋风分离器的大筒径加厚耐磨耐高温材料，再加分离器切向进口管段长度，基本满足本专利技术分离器下上行烟道的空间。因本专利技术的下行烟道与炉膛后壁是公用 壁，下行烟道和竖井前壁或前排对流管束是公用壁，再加下上行烟道和转弯通道高效传热 大幅度延长可燃物在炉内燃尽时间的优势可降低锅炉高度，如此看来总体积有可能差别很 小，即使体积大于中倍率循环也具显著优势，因本专利技术具有省电，省耐磨高温材料，降低飞 灰含碳量，降低烟尘原始排放浓度，降低磨损，延长锅炉使用寿命，分离效率高，分离器不结 焦，锅炉启停快等优点，显然其优良性能所带来的节能、降耗、减排效益等诸多优势不仅胜 于体积的大小差别，而且应是最终追求的目标。根据烟气流向急剧变化惯性分离的原理，根据烟气流速在3-5m/s内烟尘自然沉 降的原理，根据烟尘经突然扩容减速重力沉降的原理，根据烟气流速< 5m/s可降低受热面 磨损的原理，本专利技术不仅全面体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种循环流化床锅炉的气固分离器，包括被导向烟气下上折转膜式屏从前向后分隔成的下行烟道和上行烟道，所述下行烟道和上行烟道通过转弯通道和密封安装在它们下面的料仓连通，该气固分离器的前上部设有烟气入口，该气固分离器的后上部设有烟气出口，该气固分离器的四壁均为与锅炉于一体的受热水冷壁，其特征在于，该气固分离器还包括位于所述转弯通道上的均流分离管束，所述转弯通道上的均流分离管束的上端与所述导向烟气下上折转膜式屏连通，所述转弯通道上的均流分离管束的下端与下横集箱连通。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王森，
申请(专利权)人：王森，
类型：发明
国别省市：13