一种提高炉内燃烧温度稳定性的循环流化床锅炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种提高炉内燃烧温度稳定性的循环流化床锅炉，涉及锅炉分离技术领域，包含有炉膛（1）、气固物料分离装置（2）、固体物料再循环装置（4）和对流烟道（3），所述炉膛（1）和对流烟道（3）通过气固物料分离装置（2）连接，所述固体物料再循环装置（4）与气固物料分离装置（2）连接，所述炉膛（1）的高度提升11-15%，并且所述炉膛（1）受热面上附着有浇注料（11），所述炉膛（1）的外壁环绕设置有水冷壁（12）。本实用新型专利技术能够确保以煤矸石为主的低热值燃料，在循环流化床锅炉炉膛中燃烧时炉膛内部温度维持在850℃左右，进一步解决了低热值燃烧热量释放不足的问题。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及锅炉分离
，主要针对以煤矸石为主的低热值燃料的燃烧利用，具体地说是ー种提高炉内燃烧温度稳定性的循环流化床锅炉。
技术介绍
循环流化床锅炉技术是近几十年来迅速发展起来的一项高效低污染清洁燃煤技术。这项技术在电站锅炉，エ业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用，井向几十万千瓦及规模的大型循环流化床锅炉发展。循环流化床锅炉可分为两个部份，第一部分由炉膛、气固物料分离装置、固体物料再循环设备等组成，上述部分形成了ー个固体物料循环回路。第二部分为对流烟道，内部布置有过热器，再热器，省煤器和空气预热器等。 循环流化床燃烧是ー种在炉内使高速运行的烟气与其所携帯的湍流扰动极强的固体颗粒密切接触，并具有大量颗粒返混的流态化燃烧反应过程，同时，在炉外将绝大部分高温的固体颗粒捕集，将这部分颗粒送回炉内再次參与燃烧。反复循环的燃料在炉膛内燃烧的时间延长了，在这种燃烧方式下，炉内温度水平因受脱硫最佳温度限制，一般850°C左右，这样的温度远低于普通煤粉炉中的温度水平(一般1300-1400°C )，并低于一般煤的灰熔点(1200-1400°C )，避免了灰熔化带来的高温结焦。这种低温燃烧方式好处较多，炉内结渣，及碱金属，析出均比煤粉炉中要改善很多，对灰特性的敏感性减低，氮氧化合物生成量低。并可在炉内实现高效低成本的脱硫エ艺。从燃烧反应动力学角度看，循环流化床锅炉内的燃烧反应控制在动カ燃烧区(或过渡区)内。由于循环流化床锅炉采用低温燃烧方式，并有大量固体颗粒的強烈混合，这种状况下的燃烧速率主要取决于化学反应速率，也就决定于燃烧温度水平，循环流化床锅炉内燃料燃尽度很高，通常，性能良好的循环流化床锅炉燃尽率可达98-99%以上。目前，循环流化床燃料热值适用范围在3500大卡以上。随着燃料尤其是煤价上涨，ー些低热值燃料如煤矸石也被提到了日常研究课题中。但是由于循环流化床燃烧特点，锅炉温度控制问题日益显得重要起来。为了保证循环流化床锅炉的炉内温度控制在一定范围内，在固体颗粒循环回路中必须吸一部分热量。但是，对于燃料热值范围就有一定要求，对于低于1500大卡的煤矸石只能按比例与高热值动カ煤进行掺烧，掺烧比例一般不高于30%，掺烧后热值一般在3000大卡以上。目前炉内吸热主要是炉膛内布置水冷壁或隔墙；另ー种是炉膛内布置部分受热面(如过热器等)在固体物料循环回路上再布置流化床换热器。这两种形式都可行的。但这两种方法，对床温控制方式是不同的，前者主要是靠调节返料量来调节床内固体颗粒浓度，以改变水冷壁的换热系数。从而改变炉内吸热量来控制床温，后者仅需调节进入流化床换热器和热接返回炉内固体物料量的比例，便可控制床温，相对比较灵活，特别适合于大容量循环流化床锅炉。这两种方式都是需要在炉膛内部铺设水冷壁来加强炉内传热，但燃料热值过低就会造成単位时间内水冷壁吸收的热量大于燃料释放热量，床温逐步降低，甚至炉膛熄火。
技术实现思路
为解决上述存在的技术问题，本技术提供了ー种提高炉内燃烧温度稳定性的循环流化床锅炉，确保以煤矸石为主的低热值燃料，在循环流化床锅炉炉膛中燃烧时炉膛内部温度維持在850°C左右，进ー步解决了低热值燃烧热量释放不足的问题。为达到上述目的，本技术采用的技术方案如下ー种提高炉内燃烧温度稳定性的循环流化床锅炉，包含有炉膛、气固物料分离装置、固体物料再循环装置和对流烟道，所述炉膛和对流烟道通过气固物料分离装置连接，所述固体物料再循环装置与气固物料分离装置连接，所述炉膛的高度提升11-15%，并且所述炉膛受热面上附着有浇注料，所述炉膛的外壁环绕设置有水冷壁，所述炉膛受热面上附着浇注料的高度至少为炉膛卫燃带到炉膛顶部高度的三分之ニ。本技术在炉膛受热面打浇注料将锅和炉分离开，燃料在炉膛内部的流态化移动先磨损的是浇注料，这样可极大的延长锅炉持续燃烧时间，降低防磨损检修成本。另外，炉膛内部受热面与炉膛隔开，降低了两者之间的换热量，在炉膛一二次风控制下，更容易将炉膛温度維持在850°C左右。炉膛外部全由水冷壁包围，可将炉膛透过浇注料散发的一部分热量完全利用回收，使炉膛内部处于ー准绝热燃烧环境，进ー步解决了低热值燃烧热量释放不足的问题。由于低热值燃料的灰成分和固体颗粒较多，固体流化所需区域较大，为了使流态化彻底可适当提升前部炉膛高度，不仅可使燃料更充分燃烧同时也可降低烟气出口固体颗粒磨损问题，减小绝热分离器分离量，提高分离效率。附图说明图I为本技术的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述如图所示为本技术的ー个具体实施例，包含有炉膛I、气固物料分离装置2、固体物料再循环装置4和对流烟道3，所述炉膛I和对流烟道3通过气固物料分离装置2连接，所述固体物料再循环装置4与气固物料分离装置2连接。该循环流化床锅炉为室内布置，由前部及尾部两个竖井组成。前部竖井为锅筒5和炉膛1，采用悬吊结构，自下而上依次为一次风室、浓相床、悬浮段。尾部竖井即为对流烟道3，采用支承结构，布置有高温过热器31、低温过热器32、低温省煤器33及管式空气预热器34，气固物料分离装置2采用两个并列的旋风分离器，连通于两个竖井之间，旋风分离器下部接回送装置41及灰冷却器42。燃烧室及分离器内部均设有防磨内村，炉膛I的高度提升11-15%，并且炉膛I受热面上附着有浇注料11，所述浇注料11的高度至少为炉膛卫燃带13到炉膛I顶部高度的三分之ニ，所述炉膛I的外壁环绕设置有水冷壁12，对流烟道3采用轻型炉墙，由八根型钢柱承受锅炉全部重量。锅炉采用床上点火，分级燃烧，一次风率为60%，正常运行时，密相区为湍流床，床温始终控制在900で左右，这样既有利于石灰石与燃料中的硫发生反应，达到最佳的脱硫效果，又造成了低温缺氧燃烧环境，降低了 NOx的生成量。在这一区域，燃料中大部分热量、被释放。未燃尽的碳粒进入悬浮段，在ニ、三次风造成的氧化区内继续燃尽，悬浮段烟温可达912で左右。高温烟气夹带着固体粒子向上流入旋风分离器进行气固分离。分离下来的再循环粒子一部分进入回送装置41，通过给料ロ被回送至密相床以控制床温，其余部分落入灰冷却器42。从旋风分离器出来的高温烟气流经对流烟道3，热量被高温过热器31、低温过热器32、低温省煤器33及管式空气预热器34吸收，烟温降至137°C左右后排出锅炉。对流烟道3的截面积和受热面积增大，能使过热烟气能够充分的与尾部受热面换热，同时尾部受热面积加大，降低了烟气的纵向风速，减小了后部烟气的冲刷磨损。锅炉采用干式出灰，灰的排放有三个途经，一是通过密相区底部的排渣ロ 43排放。ニ是通过分离器下部的灰冷却器排放。三是作为飞灰被除尘器收集排放。采用新型锅炉分离技术可使燃料成本降低65.7%。而传统流化床锅炉运行过程中，燃料成本所占比重一般在70%以上，因此新型技术锅炉可使总成本至少降低46%以上。同时燃料采取的是废弃的煤矸石资源，真正实现了对煤矸石的“吃干榨尽”，实现零排放，保证了环境安全，节省了大量煤炭资源。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. ー种提高炉内燃烧温度稳定性的循环流化床锅炉，包含有炉膛(I)、气固物料分离装置(2)、固体物料再循环装置(4)和对流烟道(3)，所述炉膛(I)和对流烟道(3)通过气固物料分离 装置(2)连接，所述固体物料再循环装置(4)与气固物料分离装置(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄德洪，刘波，王仁栋，
申请(专利权)人：中青国能低碳技术北京有限公司，
类型：实用新型
国别省市：