專利名稱：一種采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種循環(huán)流化床鍋，特別涉及一種采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐。
背景技術：
流化床是近幾十年發(fā)展起來的一種新型燃燒設備，它采用流態(tài)化燃燒技術產生蒸汽、高溫煙氣、高溫空氣?？蓮V泛應用于發(fā)電、造紙、建材、化工、冶煉等行業(yè)。目前，在我國煤炭開采和洗選過程中，每年要產生大量的煤矸石，其中只有不到15%的煤矸石被當做燃料利用，余下的煤矸石多遭遺棄。煤矸石之所以利用率低，其原因在于煤矸石是一種低熱值、高灰分的劣質燃料，現(xiàn)在有不少研究都是在于如何充分利用煤矸石燃料來實現(xiàn)熱交換，目前采用循環(huán)流化床鍋爐能夠很好的解決這一問題，但是對于熱值過低的煤矸石，如1500千卡路里/千克以下的煤矸石，采用普通的循環(huán)流化床鍋爐還存在諸多問題。也有一些學者研究出純燃用低熱值煤矸石的循環(huán)流化床鍋爐裝置，但是也只能適應1000千卡路里/千克以上的煤矸石，對于1000千卡路里/千克以下的煤矸石無能為力。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種新型的循環(huán)流化床鍋爐，采用本發(fā)明的循環(huán)流化床鍋爐，能夠高效燃燒低熱值的煤矸石，熱值變化范圍在850千卡路里/千克以上。本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)的一種采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，包括爐前煤斗、給煤機、下煤管、水冷壁、蒸化受熱面、煙氣出口、布風板、尾部豎井和排渣管，其中在鍋爐的底部進風口位置安裝有氣旋風帽，且蒸化受熱面全部安裝在爐膛外，所述的氣旋風帽上有使氣體通過氣旋風帽后形成旋轉氣流的氣流通道。上述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其中所述的氣流通道在氣旋風帽外壁開口的正投影與在氣旋風帽內壁開口的正投影不重合。上述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其中所述的氣流通道至少有兩條。上述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其中所有氣流通道在氣旋風帽外壁開口的正投影與在氣旋風帽內壁開口的正投影偏離的方向一致。上述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其中所有氣流通道在氣旋風帽外壁開口的正投影與在氣旋風帽內壁開口的正投影偏離的角度一致。上述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其中氣流通道位于氣旋風帽的側壁上。上述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其中采用的煤矸石熱值越低，爐膛內水冷壁的面積越小。上述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其中采用的煤矸石熱值小于等于850千卡路里/千克時，取消水冷壁，蒸化受熱面全部安裝在尾部豎井內。上述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其中采用的煤矸石熱值大于850千卡路里/千克并小于950千卡路里/千克時，水冷壁面積按照每噸蒸汽布置為小于等于O. 3平方米，適當增加尾部蒸化受熱面。上述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其中采用的煤矸石熱值大于950千卡路里/千克時，水冷壁面積按照每噸蒸汽布置為小于等于O. 5平方米，適當增加尾部蒸化受熱面。采用本發(fā)明的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，有如下優(yōu)點I、通過對蒸發(fā)受熱面進行優(yōu)化，在流化床區(qū)減少受熱面，形成燃燒所需要的高溫區(qū)，而在其它區(qū)位增加受熱面，以滿足爐子熱負荷要求。2、在床內形成渦流，使床料橫向混合和熱質交換更好，燃燒更充分，有利于低熱值煤矸石的燃盡。
3、熱值范圍在850千卡路里/千克以上的煤矸石或優(yōu)質煤都能夠很好的燃燒并產生足夠的熱量。


I、圖I為本發(fā)明所述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐中實施例I的流化床的結構示意圖；2、圖2為本發(fā)明所述的采用煤矸石燃燒的硫化床鍋爐中實施例I所述的現(xiàn)有循環(huán)流化床的結構示意圖；3、圖3為本發(fā)明所屬的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐中實施例I所述的氣旋風帽首丨J視圖;4、圖4為本發(fā)明所述的氣旋風帽中實施例I所述的氣旋風帽A-A剖視圖。
具體實施例方式實施例I : 一種純燒煤矸石的XF-S I型循環(huán)流化床鍋爐改造用循環(huán)流化床鍋爐如圖2所示，包括爐膛I，尾部豎井2，循環(huán)通道3，蒸化受熱面4，水冷壁5以及布風板。首先在爐膛I內安裝氣旋風帽7，如圖3所示，我們采用的氣旋風帽7在風帽7的側壁開孔，形成氣流通道，如圖4所示，氣流通道在氣旋風帽7的外壁開口的正投影與在氣旋風帽7內壁開口的正投影不重合，且偏離方向和角度一致。其次在爐膛I內拆除水冷壁，如圖I所示。煤矸石送入爐膛I后，采用木炭點火，通過布風板6以及氣旋風帽7，在爐膛I內產生旋流。由于沒有水冷壁5吸熱，煤矸石燃燒后放出的熱量用于提升爐子本體、煙氣和灰渣的溫度，并不斷加熱后續(xù)入爐的煤矸石。提升爐膛I溫度可達到950 1000°C，從而使高灰分、高水分、低熱值的煤矸石能充分燃燒。這些高溫煙氣和夾帶一部分塵粒流入尾部豎井2，由蒸發(fā)受熱面4吸收熱量，生產蒸汽；一部分塵粒通過內循環(huán)通道3重新進入爐膛I循環(huán)燃燒。煤矸石入爐燃燒后，其放出的熱量約12%耗于灰渣熱損失，約14%的熱量耗于排煙熱損失，固體未完全燃燒熱損失約15%,氣體未完全燃燒熱損失約O. 5%,散熱損失約2. 5%,有效熱利用率為約56%，即送入爐內1000kg、發(fā)熱值為850千卡路里的煤矸石可生產壓力I. 27Mpa、溫度 194°C 的蒸汽 740kg。本爐的特點與燒優(yōu)質煤的鍋爐相比，爐膛沒有水冷壁5受熱面，而對流管受熱面布置較多，約為25 32m2/噸汽，省煤器受熱面約為23 28m2/噸汽，以確保本爐燒低熱值煤矸石時能達到設計的額定出力。實施例2采用上述實施例I中循環(huán)流化床鍋爐，放入熱值約為1000千卡路里/千克的煤矸石，在爐膛中保留部分水冷壁，按每噸蒸汽布置水冷壁的面積為O. 5平方米，適當增加對流換熱面，采用木材點火使其燃燒，測量爐膛的溫度為900-950度，若需要飽和溫度194度和I. 27兆怕的蒸汽，則I噸煤矸石可以產生1000千克重量的符合條件的蒸汽。實施例3采用上述實施例I中循環(huán)流化床鍋爐，放入熱值約為900千卡路里/千克的煤矸石，在爐膛中保留部分水冷壁，按每噸蒸汽布置水冷壁的面積為O. 3平方米，并增加對流換熱面，采用木材點火方式使其燃燒，測量爐膛的溫度為900-950度，若需要飽和溫度194度和1.27兆帕的蒸汽，則I噸煤矸石可以產生850千克重量的符合條件的蒸汽。
權利要求
1.一種采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，包括爐前煤斗、給煤機、下煤管、水冷壁、蒸化受熱面、煙氣出口、布風板、尾部豎井和排渣管，其特征在于在鍋爐的底部進風口位置安裝有氣旋風帽，且蒸化受熱面全部安裝在爐膛外，所述的氣旋風帽上有使氣體通過氣旋風帽后形成旋轉氣流的氣流通道。
2.如權利要求I所述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其特征在于所述的氣流通道在氣旋風帽外壁開口的正投影與在氣旋風帽內壁開口的正投影不重合。
3.如權利要求I所述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其特征在于所述的氣流通道至少有兩條。
4.如權利要求3所述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其特征在于所有氣流通道在氣旋風帽外壁開口的正投影與在氣旋風帽內壁開口的正投影偏離的方向一致。
5.如權利要求4所述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其特征在于所有氣流通道在氣旋風帽外壁開口的正投影與在氣旋風帽內壁開口的正投影偏離的角度一致。
6.如權利要求I所述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其特征在于氣流通道位于氣旋風帽的側壁上。
7.如權利要求I所述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其特征在于采用的煤矸石熱值越低，爐膛內水冷壁的面積越小。
8.如權利要求7所述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其特征在于采用的煤矸石熱值小于等于850千卡路里/千克時，取消水冷壁，蒸化受熱面全部安裝在尾部豎井內。
9.如權利要求7所述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其特征在于采用的煤矸石熱值大于850千卡路里/千克并小于950千卡路里/千克時，水冷壁面積按照每噸蒸汽布置為小于等于0. 3平方米，適當增加尾部蒸化受熱面。
10.如權利要求7所述的采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，其特征在于采用的煤矸石熱值大于950千卡路里/千克時，水冷壁面積按照每噸蒸汽布置為小于等于0. 5平方米，適當增加尾部蒸化受熱面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用煤矸石燃燒的流化床鍋爐，包括爐前煤斗、給煤機、下煤管、水冷壁、蒸化受熱面、煙氣出口、布風板、尾部豎井和排渣管，其中在鍋爐的底部進風口位置安裝有氣旋風帽，且蒸化受熱面全部安裝在爐膛外。所述的氣旋風帽上有使氣體通過氣旋風帽后形成旋轉氣流的氣流通道。采用本發(fā)明的循環(huán)流化床鍋爐，在流化床區(qū)減少受熱面，形成燃燒所需要的高溫區(qū)，而在其它區(qū)位增加受熱面，熱值范圍在850千卡路里/千克以上的煤矸石或優(yōu)質煤都能夠很好的燃燒并產生足夠的熱量。
文檔編號F22B31/08GK102954463SQ20121028092
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月8日 優(yōu)先權日2012年8月8日
發(fā)明者伍尉恒, 駱大軍 申請人:湖南乾能新能源科技開發(fā)有限公司