專利名稱：摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種循環(huán)流化床鍋爐，特別是一種摻燒吹風氣的循環(huán)流 化床鍋爐。
背景技術(shù)：
目前，我國很多利用造氣爐生產(chǎn)化肥、甲醇的企業(yè)，在造氣過程中往往 要產(chǎn)生大量的吹風氣、造氣爐渣和大量的粉塵。這些物質(zhì)熱值很低，利用價 值不高，而一旦著火又很危險，因此如何處理、利用好這些物質(zhì)一直困繞著 生產(chǎn)企業(yè)。
現(xiàn)有的造氣爐余熱回收需要配置一臺吹風氣燃燒爐，并配套一臺余熱鍋 爐回收造氣爐吹風氣的潛熱、顯熱副產(chǎn)蒸汽返回造氣系統(tǒng)使用，還需要配置 一臺流化床鍋爐摻燒造氣過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，固體廢棄物包括造氣爐 渣、除塵器細灰和煤場的煤幵石等。由于吹風氣燃燒爐容易爆炸，運行不安 全，還需要配燒大量的合成點火氣，因此降低合成氨、曱醇的產(chǎn)量。
由于造氣爐吹風氣壓力很不穩(wěn)定，傳統(tǒng)意義上的循環(huán)流化床鍋爐如果摻 燒吹風氣，循環(huán)流化床鍋爐的燃燒和循環(huán)都將受到很大影響，使鍋爐不能正 常運行。另外，現(xiàn)有系統(tǒng)中的設(shè)備彼此獨立，投資大，管理也不方便。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐，有效解決 現(xiàn)有鍋爐需要配燒大量的合成點火氣和燃燒和循環(huán)不穩(wěn)定等技術(shù)缺陷。
為實現(xiàn)該目的，本實用新型提供了一種摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐，
包括
爐膛，為立式設(shè)置；
給煤裝置，與爐膛連接，用于向所述爐膛輸送混合破碎后的固體廢棄物； 流化床燃燒設(shè)備，設(shè)置在爐膛的下部，用于沸騰燃燒所述固體廢棄物； 吹風氣預(yù)混器，連接在所述爐膛的中上部，用于沸騰燃燒穩(wěn)定后向所述
爐膛內(nèi)噴入吹風氣；
旋風分離器，與所述爐膛的出口連接，用于分離煙氣中的顆粒； 煙道豎井，與所述爐膛呈"n"型布置，與所述旋風分離器連接，用于
回收煙氣中的熱量。
所述煙道豎井中依次設(shè)置有
空氣預(yù)熱器，用于加熱冷空氣，并為燃燒提供氧氣；
省煤器，用于加熱鍋爐給水；
對流管束，與鍋筒和水冷調(diào)溫裝置構(gòu)成自然循環(huán)，用于使所述鍋爐給水 產(chǎn)生飽和蒸汽；
過熱器，用于對所述飽和蒸汽多級加熱生成合格蒸汽。 所述流化床燃燒設(shè)備與提供氧氣的空氣預(yù)熱器連接。所述吹風氣預(yù)混器 與提供氧氣的空氣預(yù)熱器連接。所述水冷調(diào)溫裝置設(shè)置在所述爐膛內(nèi)。 所述旋風分離器的排灰端通過管道與爐膛的下部連接。 在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述爐膛下部的煙氣流速為0. 4米/秒~ 0. 9米 /秒，所述爐膛中上部的煙氣流速為1. 3米/秒~ 1. 9米/秒。
本實用新型摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐是利用流化床的燃燒特點，采 用以往的吹風氣余熱鍋爐余熱回收模式，對造氣過程中產(chǎn)生的吹風氣、造氣 爐渣等廢棄物進行集中混燃，產(chǎn)生高溫煙氣，經(jīng)高溫旋風分離器除塵后，進 入煙道豎井，在其中回收余熱，生產(chǎn)高品質(zhì)蒸汽供發(fā)電或生產(chǎn)使用。與現(xiàn)有 技術(shù)相比，本實用新型降低了爐膛內(nèi)的煙氣流速，采用吹風氣預(yù)混器使吹風 氣沸騰燃燒穩(wěn)定后再噴入爐膛，減小了吹風氣對鍋爐正常燃燒、分離器的分 離和返料影響。本實用新型可以廣泛配套于甲醇、合成氨(尿素)生產(chǎn)，與
現(xiàn)有技術(shù)吹風氣余熱鍋爐相比，本實用新型摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐的
優(yōu)勢體現(xiàn)在
(1) 安全，本實用新型摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐是以煤和造氣爐渣 為點火源，爐內(nèi)始終有明火，完全排除了爆炸因素，徹底改變了現(xiàn)有技術(shù)造 氣吹風氣回收運行的不安全狀態(tài)；
(2) 增產(chǎn)，本實用新型摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐運行過程中，可少 用或不用合成點火氣，合成氨產(chǎn)量可增加3%~5%,合成點火氣不足的企業(yè)可 增產(chǎn)5%~8%;生產(chǎn)甲醇的企業(yè)，曱醇產(chǎn)量可提高17%~20%;
(3) 節(jié)能，對于中型尿素廠和綜合煤化工企業(yè)，使用一臺本實用新型摻 燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐就能達到全廠蒸汽自給，可以不使用能耗高的鍋 爐，節(jié)約燃料，同時減少部分操作人員；
(4) 環(huán)保，解決了造氣生產(chǎn)過程中廢氣、廢渣、廢灰綜合治理的難題， 保護了環(huán)境，治理了現(xiàn)場；
(5 )造氣爐渣、煤幵石等在混燃爐內(nèi)流化燃燒后排出的爐渣屬低溫燒透， 活性好，可以用于生產(chǎn)水泥、空心磚等建材，易于綜合利用；
(6)少用或不用合成氣，避免了因合成氣緊張，造成吹風氣余熱鍋爐運 行不穩(wěn)定的狀況，減輕了合成氨、曱醇生產(chǎn)管理的難度；
(7 )本實用新型摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐可以將造氣生產(chǎn)過程中產(chǎn) 生的廢氣、廢渣、廢灰、煤石f石等全部處理利用，同時還可將合成氨、尿素、 曱醇、制氫等生產(chǎn)過程中其它工段的低熱值廢氣一起處理掉，如濕法脫碳的 閃蒸汽、銅洗再生氣、變壓吸附的逆放氣等，而高熱值的合成氣可少用或不 用；產(chǎn)出的中溫中壓蒸汽經(jīng)背壓發(fā)電后，其低壓蒸汽供造氣、曱醇、尿素等 工段使用，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟和環(huán)保效益的最佳配置。
下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
附困說明


圖1為本實用新型摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖
附圖標記說明
l一給煤裝置； 4—爐膛； 7—鍋筒； 10—空氣預(yù)熱器；
2-
.流
化床燃燒設(shè)備;
5—旋風分離器； 8—對流管束； 11—煙道豎井；
3—吹風氣預(yù)混器；
6 —過熱器；
9一省煤器；
12 —水冷調(diào)溫裝置,
具體實施方式
圖1為本實用新型摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖。如
圖1
所示，摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐的主體結(jié)構(gòu)包括呈"n"型布置的爐膛
4和煙道豎井11，前部為鍋爐爐膛，后部為煙道豎井，旋風分離器5設(shè)置在 爐膛4和煙道豎井11之間，爐膛4分別與給煤裝置1、吹風氣預(yù)混器3和旋 風分離器5連接，煙道豎井11與旋風分離器5和鍋筒7連接，爐膛4內(nèi)還設(shè) 置有流化床燃燒設(shè)備2。具體地，爐膛4為立式設(shè)置；給煤裝置1連接在爐 膛4的下部，用于向爐膛4內(nèi)輸送混合破碎后的固體廢棄物，固體廢棄物包 括造氣爐渣、除塵器細灰和煤場的煤研石等；流化床燃燒設(shè)備2設(shè)置在爐膛 4的下部，用于沸騰燃燒上述固體廢棄物，流化床燃燒設(shè)備2包括布風板、 風帽等部件；吹風氣預(yù)混器3連接在爐膛4的中上部，用于沸騰燃燒穩(wěn)定后 向爐膛4內(nèi)噴入吹風氣；旋風分離器5與爐膛4的上部出口連接，用于將爐 膛排除高溫煙氣中的顆粒分離；煙道豎井11設(shè)置在爐膛4一側(cè)，與旋風分離 器5連接，用于回收煙氣中的熱量。
本實用新型摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐是利用流化床的燃燒特點，采 用以往的吹風氣余熱鍋爐余熱回收模式，對造氣過程中產(chǎn)生的吹風氣、造氣 爐渣等廢棄物進行集中混燃，產(chǎn)生高溫煙氣，經(jīng)高溫旋風分離器除塵后，進 入煙道豎井，在其中回收余熱，生產(chǎn)高品質(zhì)蒸汽供發(fā)電或生產(chǎn)使用。由于本 實用新型下部采用流化床燃燒設(shè)備燃燒固體廢棄物，爐內(nèi)始終有明火，完全
排除了爆炸因素，徹底改變了現(xiàn)有技術(shù)造氣吹風氣回收運行的不安全狀態(tài)， 克服了現(xiàn)有技術(shù)造氣吹風氣回收裝置存在的爆炸問題，因此可少用或不用合 成點火氣，避免了因合成氣緊張，造成吹風氣余熱鍋爐運行不穩(wěn)定的狀況，
減輕了合成氨、曱醇生產(chǎn)管理的難度，合成氨產(chǎn)量可增加3%~5%，合成點火 氣不足的企業(yè)可增產(chǎn)5%~8%;生產(chǎn)甲醇的企業(yè)，曱醇產(chǎn)量可提高17%~20%。 煙道豎井回收了熱量，可以不使用能耗高的鍋爐就能實現(xiàn)蒸汽自給，既解決 了造氣生產(chǎn)過程中廢氣、廢渣、廢灰綜合治理的難題，又最大限度地節(jié)約了 能源。
通過對現(xiàn)有技術(shù)的分析表明，傳統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐是按燃煤鍋爐設(shè)計的， 爐膛瘦高，爐膛內(nèi)煙氣流動速度高(煙氣流速5米/秒左右)，煙氣攜帶了大 量的燃煤顆粒在爐膛內(nèi)邊流動邊燃燒邊放熱。而吹風氣特點是量大，熱值低， (只有燃煤熱值的1/15)，壓力很不穩(wěn)定(壓力范圍0 0.05MPa),因此吹 風氣通入傳統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐爐膛后，由于壓力變化劇烈，不但影響鍋爐正 常燃燒，還影響分離器的分離效果和返料，使鍋爐不能正常運行。另外吹風 氣(溫度約30(TC左右)進入爐膛后需要先吸熱，達到著火溫度后燃燒，而 放熱量很小，因此吹風氣進入爐膛后總體上是吸熱的，導(dǎo)致鍋爐爐膛上部溫 度偏低，影響吹風氣的燃燒。
本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，首先通過擴大爐膛橫截面面積， 使爐膛內(nèi)的煙氣流速降低，爐膛下部(燃煤部分)煙氣流速約在0. 4米/秒~ 0. 9米范圍，優(yōu)選為0. 5米/秒左右，可防止大量的燃煤顆粒被煙氣帶出，減 輕鍋爐中部旋風分離器的工作壓力，同時采用吹風氣預(yù)混器使吹風氣沸騰燃 燒穩(wěn)定后再噴入爐膛，爐膛中上部(噴入吹風氣以后)煙氣流速約在1. 3米/ 秒~1.9米/秒范圍，優(yōu)選為1.5米/秒左右，使壓力波動很大的吹風氣進入 容積很大的爐膛后變得平穩(wěn)了，減小了吹風氣對鍋爐正常燃燒、分離器的分 離和返料影響。
煙道豎井11為立式設(shè)置，從下向上依次設(shè)置有空氣預(yù)熱器10、省煤器9、 對流管束8和過熱器6，空氣預(yù)熱器10用于加熱冷空氣，并為流化床燃燒設(shè) 備2和吹風氣預(yù)混器3提供氧氣；省煤器9用于加熱鍋爐給水；對流管束8 與鍋筒7和水冷調(diào)溫裝置12構(gòu)成自然循環(huán)，用于使鍋爐給水加熱并產(chǎn)生飽和 蒸汽；過熱器6用于對飽和蒸汽多級加熱，產(chǎn)生合格蒸汽離開鍋爐。其中， 水冷調(diào)溫裝置12設(shè)置在爐膛4的下部，用于吸收燃煤等部分放熱，而爐膛中 上部不布置受熱面，因此有利于吹風氣的燃燒。本實用新型將對流管束設(shè)置 在煙道豎井中，以補償因爐膛中上部不布置受熱面產(chǎn)生的蒸發(fā)受熱面不足。 下面通過本實用新型工作過程進一步說明上述技術(shù)方案。 本實用新型可以采用床上或床下點火方式點火啟動，燃煤和造氣過程中 產(chǎn)生的固體廢棄物(造氣爐渣、除塵器細灰和煤場的煤研石等)混合破碎后 通過給煤裝置1送入爐膛4,在流化床燃燒設(shè)備2上沸騰燃燒，燃燒穩(wěn)定后 吹風氣通過吹風氣預(yù)混器3從爐膛4中上部噴入，經(jīng)燃煤火焰點燃后燃燒。 燃料燃燒后產(chǎn)生的高溫煙氣通過爐膛4上部出口切向進入位于鍋爐中部的高 溫旋風分離器5,煙氣中未燃燼的可燃物顆粒分離下來后返回爐膛4繼續(xù)燃 燒，煙氣從高溫旋風分離器5頂部出去后轉(zhuǎn)180°彎進入煙道豎井ll,依次 沖刷過熱器6、對流管束8、省煤器9和空氣預(yù)熱器10,放熱降溫后由鍋爐 出煙口4非出鍋爐。
鍋爐給水從省煤器9進口進入鍋爐，加熱到一定溫度后進入鍋筒7，然 后鍋爐給水通過導(dǎo)汽管、下降管在鍋筒7和對流管束8、爐膛內(nèi)水冷調(diào)溫裝 置12之間自然循環(huán)，受熱蒸發(fā)，產(chǎn)生飽和蒸汽。飽和蒸汽從鍋筒7導(dǎo)出進入 過熱器6，經(jīng)多級加熱后產(chǎn)生合格蒸汽離開鍋爐，滿足生產(chǎn)或生活需要。
冷空氣從空氣預(yù)熱器10進口進入鍋爐，經(jīng)空氣預(yù)熱器10加熱到一定溫 度后， 一部分經(jīng)由流化床燃燒設(shè)備2下部風箱進入爐膛4為造氣爐渣、煤等 燃燒提供氧氣，另一部分在吹風氣預(yù)混器3中和吹風氣混合后進入爐膛4, 為吹風氣的燃燒提供氧氣。
燃燒后產(chǎn)生的爐渣通過流化床燃燒設(shè)備2下部的落渣管排出，煙氣中未
燃燼的可燃物顆粒通過高溫旋風分離器5分離下來后經(jīng)過其下部的返料器返 回爐膛繼續(xù)燃燒，煙道豎井11下部也可以排出部分細灰。
本實用新型摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐可以將造氣生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的 廢氣、廢渣、廢灰、煤石f石等全部處理利用，同時還可將合成氨、尿素、甲 醇、制氫等生產(chǎn)過程中其它工段的低熱值廢氣一起處理掉，如濕法脫碳的閃 蒸汽、銅洗再生氣、變壓吸附的逆放氣等，而高熱值的合成氣可少用或不用； 產(chǎn)出的中溫中壓蒸汽經(jīng)背壓發(fā)電后，其低壓蒸汽供造氣、曱醇、尿素等工段 使用，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟和環(huán)保效益的最佳配置。
最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限 制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員應(yīng)當理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不 脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于，包括爐膛，為立式設(shè)置；給煤裝置，與爐膛連接，用于向所述爐膛輸送混合破碎后的固體廢棄物；流化床燃燒設(shè)備，設(shè)置在爐膛的下部，用于沸騰燃燒所述固體廢棄物；吹風氣預(yù)混器，連接在所述爐膛的中上部，用于沸騰燃燒穩(wěn)定后向所述爐膛內(nèi)噴入吹風氣；旋風分離器，與所述爐膛的出口連接，用于分離煙氣中的顆粒；煙道豎井，與所述爐膛呈“∏”型布置，與所述旋風分離器連接，用于回收煙氣中的熱量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于， 所述煙道豎井中依次設(shè)置有空氣預(yù)熱器，用于加熱冷空氣，并為燃燒提供氧氣； 省煤器，用于加熱鍋爐給水；對流管束，與鍋筒和水冷調(diào)溫裝置構(gòu)成自然循環(huán)，用于使所述鍋爐給水 產(chǎn)生飽和蒸汽；過熱器，用于對所述飽和蒸汽多級加熱生成合格蒸汽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于， 所述流化床燃燒設(shè)備與提供氧氣的空氣預(yù)熱器連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于， 所述吹風氣預(yù)混器與提供氧氣的空氣預(yù)熱器連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于， 所述水冷調(diào)溫裝置設(shè)置在所述爐膛內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于， 所述旋風分離器的排灰端通過管道與爐膛的下部連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一權(quán)利要求所述的摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于，所述爐膛下部的煙氣流速為0. 4米/秒~ 0. 9米/秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一權(quán)利要求所述的摻燒吹風氣的循環(huán)流化床 鍋爐，其特征在于，所述爐膛中上部的煙氣流速為1. 3米/秒~1.9米/秒。
專利摘要本實用新型涉及一種摻燒吹風氣的循環(huán)流化床鍋爐，包括立式爐膛、向所述爐膛輸送混合破碎后的固體廢棄物的給煤裝置、用于沸騰燃燒所述固體廢棄物的流化床燃燒設(shè)備、用于沸騰燃燒穩(wěn)定后向所述爐膛內(nèi)噴入吹風氣的吹風氣預(yù)混器、用于分離煙氣中的顆粒的旋風分離器和用于回收煙氣中的熱量的煙道豎井。給煤裝置，與爐膛連接，流化床燃燒設(shè)備，設(shè)置在爐膛的下部。本實用新型利用流化床的燃燒特點，采用吹風氣余熱鍋爐余熱回收模式，對造氣過程中產(chǎn)生的吹風氣、造氣爐渣等廢棄物進行集中混燃，產(chǎn)生高溫煙氣，進入煙道豎井回收余熱，生產(chǎn)高品質(zhì)蒸汽。本實用新型可以廣泛配套于甲醇、合成氨(尿素)生產(chǎn)，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟和環(huán)保效益的最佳配置。
文檔編號F23C10/00GK201066118SQ200720091059
公開日2008年5月28日 申請日期2007年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月17日
發(fā)明者張修冰, 鵬 李, 白林波, 范運升, 董建新 申請人:鄭州鍋爐有限責任公司