一种用于锅炉装置的炉壁结构。所述锅炉装置至少由炉膛和分离器构成。炉膛具有炉栅、底部和上部。分离器被设置为通过管路与炉膛的上部和底部流动连通。管路与分离器共同构成床料的外部循环。炉膛的上部具有四个竖直炉壁，并且炉膛底部具有一定高度以及从炉栅向上延伸至竖直炉壁的四个炉壁。炉壁结构包括连接至炉膛底部炉壁并且基本延伸在底部整个高度上的至少一根中空梁，并且所述至少一根中空梁与用于将床料送回炉膛内的外部循环流动连通。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于锅炉装置的炉壁结构。本专利技术具体地可以应用于例如流化床锅炉和循环流化床锅炉的较低倾斜角的炉壁。
技术介绍
现有技术中的常规流化床锅炉装置包括向其中引入燃料、床料和燃烧空气的炉膛。在燃烧燃料时会生成热量，并且生成炉底灰和烟道气。烟道气被送往分离器，分离器从气体中分离出固体颗粒物。固体颗粒物随后即被送回炉膛。结构上，循环流化床锅炉(CFB)通常包括具有炉底、侧壁和炉顶的炉膛，以及与炉膛上部流动连通地连接的至少一个颗粒物分离器。炉膛底部的至少部分炉壁通常是倾斜的，以使炉膛的横截面积向上增大。具有倾斜炉壁的炉膛部分可以被称为收敛底部。在实践中，锅炉的所有炉壁和炉顶以及分离器都包括用于从炉膛中收集热量的水管或蒸汽管。炉膛收敛底部处的炉壁通常覆盖有比金属水管或蒸汽管的管壁更耐磨的耐火材料。炉膛的炉底设有用于向炉膛内引入被称为一次风的燃烧或悬浮或流态化气体并且用于从炉膛中移除炉灰和其他炉渣的炉栅。炉膛的侧壁设有用于引入燃料的装置和用于向炉膛内引入二次风的装置以及点火燃烧器。炉膛还装有用于向炉膛内输送通常为砂的惰性床料的装置。经常地，(用于燃料、二次风和床料的)引入装置位于炉膛的收敛底部。颗粒物分离器从由炉膛上部进入分离器的烟道气和悬浮固体颗粒物中分离出固体颗粒物。烟道气被从分离器带走以进行后续处理，而分离出的固体则通过包括密封设备例如流动密封阀的再循环管路而再循环返回到炉膛的下方端口。流动密封阀的用途是阻止气体通过循环管路从炉膛流向分离器。这种固体循环被称作外部循环。除了炉膛内竖直向上流的烟道气和悬浮的固体颗粒物以外，最终进入分离器入口内的还有在炉膛壁附近和沿着炉膛壁竖直向下流的颗粒物。这种固体循环被称作内部循环。经常地，与固体材料的内部或外部循环或两者相结合，至少一个流化床换热室被设置用于从流化颗粒固体床向传热介质传热。这样的流化床换热器有时被设置在外部循环内，以使离开固体分离器的固体在其返回炉膛的路线上被排入换热室内(例如参见图1(现有技术))。这种流化床换热室通常与炉膛壁间隔一定距离地从分离器垂下。换热室的内部设有换热装置，用于从固体材料向换热装置内流动的传热介质传热。近来，已经提出用于从外部循环中的循环固体回收热量的流化床换热室也可以被设置在炉膛壁上也就是由竖直的炉膛壁支撑。从外部循环进入也就是直接从分离器进入或者经流化床换热器进入炉膛的固体通常经炉膛下部的一个或多个开口也就是通过炉膛收敛底部的倾斜炉壁引入炉膛内。将固体送回炉膛的管路通常是分离器和炉膛之间的独立悬置通道。这种固体返回管路并不沿着炉膛的外表面延伸，而是从分离器或流化床换热室的底部向炉膛的收敛底部倾斜，从而在分离器/流化床换热器和炉膛下部之间占据相当大的空间。作为另一种可选形式，也就是当流化床换热室在炉膛壁上时，从换热室排出的固体被向下送往炉膛炉栅区域并送至炉膛以外并且只能在此被引入炉膛内。这就意味着返回管路向下延伸至炉膛壁附近的炉栅区域。这是一种有争议的特征，原因是在一方面这种结构保持在炉膛壁以外的其他空间不受影响，也就是使得结构更加紧凑，但是在另一方面占据了其中紧邻炉膛壁表面的空间，阻止了将任何结构设置在炉膛壁上或者穿过炉膛壁设置。流化床锅炉的结构不仅需要承受由燃烧也就是热量造成的负载，这在本质上是一种连续的通常不改变的负载，而且还要承受可能会将平面的锅炉炉壁弯曲或挠曲成曲面炉壁的低于和超过大气压的压力。由于锅炉炉壁是由管间设有翅片或隔板的焊接水管或蒸汽管制成，因此炉壁结构非常弱，难以克服弯曲或挠曲，并且需要特定的加强结构。所以炉壁应设有被称为支柱的竖直和水平加强件或补强件。通常，竖直支柱被焊接在锅炉炉壁上以使它们的热膨胀与锅炉炉壁相同。水平支柱被设置在竖直支柱外侧，并且被设置为与竖直支柱可滑动地连接，以使它们的热膨胀可以不同于(也就是小于)锅炉炉壁和竖直支柱。用水平和竖直的支柱加强锅炉炉膛的炉壁通常不会引发问题。因为并没有在炉膛壁上或者穿过炉膛壁设置太多其他的设备部件，所以在炉膛上部有足够的空间用于为强化竖直炉壁而使用的所有加强件。但是，炉膛下部并且具体地说是炉膛的收敛底部设有很多管路和附件，以至于用最优的方式来布置管路和附件以及加强件会很困难，甚至有时候实际上是不可能的。炉膛的底部必须至少设有以下管路:燃料输送管，床料输送管，(除炉栅以外的)一次风输送管，二次风输送管，(来自分离器、来自与分离器相连的流化床换热室以及来自炉膛壁上的流化床上换热室的)返回床料输送管，以及用于至少一个并且经常是几个点火燃烧器的连接管路。另外，还可以有设置在炉膛底部收敛炉壁外侧的一个或多个流化床换热器。并且炉膛的收敛底部进一步还可以设有维修检视门。而且在最后，由于上述管路、热交换器和开口的数量通常多于一个，因此很容易看出获得用于每一个部件的最佳位置是一项很有难度的经常必须要进行多种折衷的任务。优化炉膛壁上可用结构的一种方法(现有技术中已知并且以非常简略的方式在图2中示出)是把将床料送回炉膛底部的管路的某些部分连接至炉膛底部的炉壁。现有技术中的返回管路从与锅炉间隔一定距离设置的普通分离器接收循环床料。源自分离器的返回通道通过波纹管装置被连接至返回管路顶部，波纹管装置允许由于例如温度改变而有一定的移动。返回管路由水管/蒸汽管的管屏构成，以使其具有两个侧壁和后壁。侧壁的一个长竖直边缘被焊接至后壁，并且另一个相对边缘被焊接至炉膛壁的外表面。返回管路在其下端具有从后壁下端向倾斜炉膛壁下部内的开口倾斜的底壁以用于允许返回的床料从返回管路流入炉膛内。侧壁具有从底壁向下延伸至炉栅高度的延长部，由此侧壁延伸在倾斜炉膛壁的整个高度上。构成侧壁的水管/蒸汽管的管屏被焊接在竖直和倾斜的炉膛壁上，以使管屏上端在倾斜炉壁和竖直炉壁之间的过渡段上方延伸一段距离。返回管路的后壁在它的部分从与竖直炉膛壁平行的侧壁管屏上端向下延伸至倾斜炉壁侧，以使返回管路的后壁终止于过渡段下方倾斜炉壁的例如约三分之一高度处。上述结构将返回管路的侧壁用作竖直支柱，也就是说它们加强了炉膛的倾斜底壁以克服炉膛内的压力波动。但是，以上述方式将水管/蒸汽管的管屏用作加强结构仍有一些缺点。首先，对于倾斜炉壁的绝大部分高度来说，由于侧壁独自承受负载，也就是说承载元件是平面的，实际上是两维的，并且与它们应该加强的表面成直角，因此侧壁的结构需要由于平面加强件的局部弯曲趋势而予以特别关注。其次，为了能够承受负载，平面炉壁必须从占据一定空间的倾斜炉壁伸出相当远，而这些空间至少也应该更有效地加以利用。再次，对于相当一部分的侧壁高度，也就是对于返回管路底壁下方的高度来说，侧壁不与高温返回的床料相接触，因此在炉壁管屏内循环的介质只能散发其能够从管路上部内的高温床料中回收的热量。
技术实现思路
本专利技术的一个目标是获得用于至少一种上述问题的至少一种解决方案。本专利技术的另一个目标是鉴于平面补强件的局部弯曲风险而重新考虑将水管/蒸汽管的管屏用作加强结构。本专利技术的再一个目标是鉴于改进其整体效率而重新考虑将承载结构用作传热面。本专利技术的又一个目标是优化锅炉底部倾斜炉壁附近的空间使用。本专利技术的上述及其他目标通过本专利技术中用于锅炉装置的炉壁结构得到满足，所述锅炉装置至少由炉膛和分离器构成，炉膛具有炉栅、底部和上部，分离器被设置为通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.18 US 12/7264061.一种用于锅炉装置的炉壁结构，所述锅炉装置至少由炉膛和分离器构成，炉膛具有炉栅、底部和上部，分离器被设置为通过管路与炉膛的上部和底部流动连通，管路与分离器共同构成床料的外部循环，炉膛的上部具有四个竖直炉壁，并且炉膛底部具有一定高度以及从炉栅向上延伸至竖直炉壁的四个炉壁，所述炉壁结构包括: 连接至炉膛底部炉壁并且基本延伸在底部整个高度上的至少一根中空梁，并且所述至少一根中空梁与用于将床料送回炉膛内的外部循环流动连通。2.如权利要求1所述的炉壁结构，进一步包括炉膛底部的炉壁内用于从外部循环接收床料的开口，所述开口被设置为与所述至少一根中空梁流动连通。3.如权利要求1所述的炉壁结构，其中所述至少一根中空梁延伸在炉膛底部的炉壁至少80%的高度上。4.如权利要求1所述的炉壁结构，其中所述至少一根中空梁在其下部被连接至炉膛的炉栅。5.如权利要求1所述的炉壁结构，进一步包括位于炉膛上部竖直炉壁下端的最下方水平加强件，其中所述至少一根中空梁具有上部，并且所述梁在其上部被连接至所述最下方水平加强件。6.如权利要求1所述的炉壁结构，其中所述至少一根中空梁被设置为与(i)设置在锅炉上部竖直炉壁上的流化床换热室，(ii)从分离器垂下的流化床换热室，(iii)跟锅炉和分离器分开支撑的流化床换热室，以及(iv)分离器之一流动连通。7.如权利要求1所述的炉壁结构，其中所述至少一根中空梁由成形有至少两个侧壁和一个后壁的水管/蒸汽管管屏构成，所述管屏彼此连接并且连接至炉膛底部的炉壁以构成盒状结构。8.如权利要求7所述的炉壁结构，其中所述至少一根中空梁的后壁与炉膛底部的炉壁平行。9.如权利要求7所述的炉壁结构，其中所述至少一根中空梁具有下部并且底壁被设置于梁的下部。10.如权利要求9所述的炉壁结构，其中所述底壁被设置在所述至少一根中空梁的侧壁之间。11.如权利要求9所述的炉壁结构，其中所述底壁通过弯曲所述至少一根中空梁的在侧壁之间的后壁而形成。12.如权利要求9所述的炉壁结构，其中所述至少一根中空梁的底壁被设置为朝向开口倾斜。13.如权利要求1所述的炉壁结构，其中所述至少一根中空梁由均具有两个纵向边缘的两个侧壁和后壁构成，侧壁具有纵向边缘并且通过它们的一个纵向边缘连接至炉膛底部的炉壁以及通过相对的纵向边缘连接至后壁的纵向边缘从而构成盒状结构。14.如权利要求13所述的炉壁结构，其中所述盒状结构构成中空梁。15.如权利要求1所述的炉壁结构，其中所述炉膛底部的炉壁具有用作基本竖直...
【专利技术属性】
技术研发人员：A汉森，
申请(专利权)人：福斯特惠勒北美有限公司，
类型：
国别省市：
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