專利名稱：塔型復(fù)合床式循環(huán)流化床熱水鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，具體為塔型復(fù)合床式循環(huán)流化床熱水鍋爐。
背景技術(shù)：
我國城市集中供熱事業(yè)的發(fā)展推動著熱水鍋爐的大型化進(jìn)程，循環(huán)流化床熱水鍋爐以其適宜于在燃燒 過程中高效率地脫除二氧化硫和有效地燃燒劣質(zhì)煤等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在集中供熱領(lǐng)域得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。
然而，隨著循環(huán)流化床熱水鍋爐的大型化，在設(shè)計上均不得不采用大幅度提高的爐內(nèi)飛灰物料循環(huán)倍 率，通過顆粒對流傳熱的形式增加爐膛稀相區(qū)受熱面的吸熱量來彌補(bǔ)由于取消埋管受熱面所導(dǎo)致的爐膛密 相區(qū)內(nèi)吸熱量減少的方法來提高爐膛截面熱負(fù)荷，以解決鍋爐容量增大后流化床燃燒室截面過大的問題， 同時采用高溫旋風(fēng)分離器來保證飛灰物料的再循環(huán)。目前，大型循環(huán)流化床熱水鍋爐的爐膛截面熱負(fù)荷已 經(jīng)提高到3 5MW/m2,其相應(yīng)的流化風(fēng)速也提高到5~8m/s。運(yùn)行實(shí)踐表明，采用較高的流化風(fēng)速將會帶 來了一些難以解決的技術(shù)問題，影響了集中供熱系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
目前運(yùn)行的大型循環(huán)流化床熱水鍋爐中存在的主要問題如下
(1) 現(xiàn)有大型循環(huán)流化床熱水鍋爐均由采用較高的流化風(fēng)速，導(dǎo)致爐膛水冷壁和耐火層、高溫旋風(fēng) 分離器耐火層的磨損速度很高，這不僅使得鍋爐的維修量增大，更主要的是致使?fàn)t膛內(nèi)水冷壁等受熱面的 使用壽命大為降低
(2) 循環(huán)床鍋爐爐內(nèi)具有布風(fēng)裝置和氣固分離器等部件，并且，爐膛內(nèi)具有大量循環(huán)的飛灰床料。 由于采用較高的流化風(fēng)速，現(xiàn)有大型循環(huán)流化床熱水鍋爐的運(yùn)行電耗很高，同時也導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用很高；
(3) 在額定負(fù)荷下，現(xiàn)有大型循環(huán)流化床熱水鍋爐的循環(huán)飛灰物料的溫度在設(shè)計上僅比密相區(qū)床料 的溫度低20~50°C。當(dāng)循環(huán)飛灰物料中存在的未燃盡炭粒在通過高溫旋風(fēng)分離器下部立管進(jìn)入回料閥時， 如果送入回料閥的返料風(fēng)量控制不好或高溫?zé)煔獾姆创畷斐晌慈急M的炭粒再燃，導(dǎo)致結(jié)渣，造成回料系 統(tǒng)堵塞，使系統(tǒng)循環(huán)停止，被迫停爐。此外，若循環(huán)物料量過大，返料不暢也會形成非結(jié)渣性的堵塞現(xiàn)象。 因此，目前運(yùn)行的大型循環(huán)流化床熱水鍋爐回料裝置內(nèi)結(jié)渣堵塞事故發(fā)生頻率高。
(4) 現(xiàn)有大型循環(huán)流化床熱水鍋爐為了保證具有較高的飛灰物料循環(huán)倍率，其要求燃煤及其產(chǎn)生的 飛灰具有較小的粒徑，而其高溫旋風(fēng)分離器由于直徑較大，對細(xì)顆粒飛灰的分離效率較低，導(dǎo)致鍋爐的初 始排塵濃度往往偏高。從目前己投入運(yùn)行的大型循環(huán)流化床熱水鍋爐的測試數(shù)據(jù)來看，一些鍋爐的初始排塵 濃度遠(yuǎn)高于15000mg/Nm3的國家標(biāo)準(zhǔn)。
(5) 為保證不能被高溫旋風(fēng)分離器所分離的細(xì)煤顆粒在爐膛內(nèi)能夠燃盡，必須使細(xì)煤顆粒在爐膛內(nèi) 有足夠的燃燒時間，因此，流化風(fēng)速較高的現(xiàn)有大型循環(huán)流化床熱水鍋爐在設(shè)計上的不得不采用較高的爐 膛的高度。其鋼架也必須相應(yīng)地增高，導(dǎo)致其鋼材耗量很大，鍋爐制造成本很高。
綜上可以看出，為了發(fā)展大型循環(huán)流化床熱水鍋爐，必須研制開發(fā)出運(yùn)行穩(wěn)定可靠、熱效率高、能耗低的更加高效可靠的新型循環(huán)流化床熱水鍋爐。 發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有大型循環(huán)流化床熱水鍋爐的上述問題，本實(shí)用新型提供了塔型復(fù)合床式循環(huán)流化床熱水鍋爐。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是-
(1) 根據(jù)不同的鍋爐容量，沿爐膛高度分別設(shè)置有多層流化床燃燒室，燃燒室內(nèi)設(shè)置有埋管受熱面， 采用低流化風(fēng)速來減少耐火層和受熱面的磨損和降低鍋爐的運(yùn)行電耗。同時，在各層流化床燃燒室的上部 懸浮段設(shè)置有組合式二次風(fēng)，保證揮發(fā)分和細(xì)小碳粒及時燃盡。由于采用多層流化床燃燒室，每層燃燒室 可以獨(dú)立運(yùn)行，使啟動和運(yùn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)更加靈活，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍更廣。
(2) 采用塔型結(jié)構(gòu)，在爐膛內(nèi)除設(shè)置有埋管受熱面外，還在爐膛空間內(nèi)設(shè)置有用于加熱工質(zhì)的爐膛 內(nèi)熱輻射和對流復(fù)合受熱面。
(3) 鍋爐爐膛出口上部設(shè)置有臥式空氣預(yù)熱器，在空氣預(yù)熱器入口處可以采用慣性分離的方式將煙 氣中攜帶的、較大粒徑的未燃盡碳粒和灰粒分離出來，并通過其下部設(shè)置的沉降灰斗和沉降灰回送料腿將 分離下來的碳粒和灰?；厮腿肓骰踩紵?。
(4) 由于現(xiàn)有大型循環(huán)流化床熱水鍋爐爐膛內(nèi)的床料處于湍流或快速流態(tài)化的狀態(tài)，因此其流化風(fēng) 所消耗的功率應(yīng)接近正比于風(fēng)速的平方。塔型復(fù)合床式循環(huán)流化床熱水鍋爐可將流化風(fēng)速從現(xiàn)有的循環(huán)流 化床鍋爐的5~8m/s降低到1.5~2.5m/s，其流化風(fēng)所消耗的功率則會大大下降，解決了大型循環(huán)流化床熱水 鍋爐的運(yùn)行電耗過高的問題。
(5) 將飛灰物料的低溫旋風(fēng)分離器設(shè)置在鍋爐的上部、空氣預(yù)熱器的側(cè)后兩側(cè)。由于旋風(fēng)分離器設(shè) 置在鍋爐系統(tǒng)的低溫部位，大大降低了所處理煙氣的體積流量，這不僅會節(jié)省旋風(fēng)分離器的材料，而且可 選擇多個小直徑旋風(fēng)筒組合形式來提高旋風(fēng)分離器的氣固分離效率。旋風(fēng)分離器分離下的飛灰則通過灰斗 和料腿，被燃料輸送機(jī)送入流化床燃燒室，形成飛灰的循環(huán)燃燒。此外，低溫旋風(fēng)分離器分離下來的飛灰 物料的溫度很低，不會發(fā)生再燃結(jié)渣，堵塞回料系統(tǒng)的問題，使飛灰循環(huán)系統(tǒng)的可靠性大大提高。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)
(1) 由于流化風(fēng)速低，可以有效地解決目前為了實(shí)現(xiàn)大型化而采用較高飛灰物料循環(huán)倍率的循環(huán)流 化床鍋爐所存在的爐膛耐火層和受熱面磨損、運(yùn)行電耗過高嚴(yán)重問題；
(2) 采用低溫氣固分離、低循環(huán)倍率運(yùn)行，運(yùn)行可靠、出力大、熱效率高；
(3) 采用多層流化床燃燒室，每層燃燒室可以獨(dú)立運(yùn)行，這將使啟動和運(yùn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)更加靈活，負(fù) 荷調(diào)節(jié)范圍更廣。
(4) 鍋爐高度低，節(jié)約鋼材，并會大大降低鍋爐房的造價，節(jié)約基本建設(shè)投資；
(5) 鍋爐的初始排塵濃度低。

圖)是本實(shí)用新型主視圖的剖視圖。
圖2是圖！中A-A截面的剖視圖。
圖3是圖1中B-B截面的剖視圖。
圖4是實(shí)施例1的留i中C-C截面的剖視圖。
圖5是實(shí)施例2的閣1中C-C截面的剖視圖。
圖中件號說明
、燃料輸送機(jī)；2、下層流化床燃燒室；3、中層流化床燃燒室；4、上層流化床燃燒室；5、空氣預(yù) 熱器沉降灰斗；6、空氣預(yù)熱器下部煙室；7、空氣預(yù)熱器；8、鍋筒；9、鍋爐熱水匯集集箱；10、再循環(huán) 管；U、鍋爐煙氣出口； 12、鍋爐冋水分配集箱；13、爐膛內(nèi)熱輻射和對流復(fù)合受熱面；14、低溫旋風(fēng)分 離器；15、低溫旋風(fēng)分離器料腿；16、塊管受熱面；17、空氣預(yù)熱器出口煙道；18、低溫旋風(fēng)分離器出口 煙道；19、爐膛內(nèi)旗式受熱面；20、爐膛內(nèi)蛇形管受熱面。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新港的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。塔型復(fù)合床式循環(huán)流化床熱水鍋爐包括在爐膛 前部沿高度方向從下到上設(shè)置的下層流化床燃燒室2、中層流化床燃燒室3和上層流化床燃燒室4。各層 流化床燃'燒室內(nèi)都配置有埤管受熱面和與其相聯(lián)通的燃料輸送機(jī)。在爐膛后部、沿高度方向從下到上設(shè)置 有多組爐膛內(nèi)熱輻射和對流復(fù)合受熱面。爐膛出口設(shè)置在爐膛上部前惻，空氣預(yù)熱器7則設(shè)置在爐膛出口 前部并ij其相連通，低溫旋風(fēng)分離器M設(shè)置在空氣預(yù)熱器7的后部，空氣預(yù)熱器7通過空氣預(yù)熱器下部 煙室6、空氣預(yù)熱器出口煙道17與低溫旋風(fēng)分離器14相連通，低溫旋風(fēng)分離器14的出口煙道18則與鍋 爐煙氣出口 11相聯(lián)通。低溫旋風(fēng)分離器14下部設(shè)置有與其相聯(lián)通的低溫旋風(fēng)分離器料腿15和分別與低 溫旋風(fēng)分離器料腿15和下層流化床燃燒室2相聯(lián)通的燃料輸送機(jī)1。
鍋爐運(yùn)行時，各層給煤機(jī)分別將煤或其他l賴體燃料送入勾其相聯(lián)通的下層流化床燃燒室2、中層流化 床燃燒室3或上層流化床燃燒室4內(nèi)燃燒。各層流化床燃燒室內(nèi)的埋管受熱面則分別將燃料燃燒產(chǎn)生的熱 幫.傳遞給在其內(nèi)流動的工質(zhì)。下層流化床燃燒室2、中層流化床燃燒室3和上層流化床燃燒室4內(nèi)燃料燃 燒產(chǎn)生的熱煙氣將在爐膛內(nèi)上升，沖刷爐膛內(nèi)設(shè)置的爐膛熱輻射和對流復(fù)合受熱面13。然后通過爐膛出口 排出爐膛。受到熱煙氣沖刷的爐膛熱輻射和對流復(fù)合受熱面13則將熱量傳遞給在其內(nèi)流動的工質(zhì)。排出 爐膛的熱煙氣將順序通過空氣預(yù)熱器7、空氣預(yù)熱器下部煙室6、空氣預(yù)熱器出口煙道17、低溫旋風(fēng)分離 器14和低溫旋風(fēng)分離器出口煙道18，然后從鍋爐煙氣出口 11排出。低溫旋風(fēng)分離器分離下的飛灰則通過 低溫旋風(fēng)分離器料腿15和燃料輸送機(jī)1被送入下層流化床燃燒室2，形成飛灰的循環(huán)燃燒。同時，在爐膛 出口處，流動的熱煙氣中飛灰的一部分將沉降到其下部設(shè)置的沉降灰斗5中，并依靠重力回送到與其相聯(lián) 通的中層流化床燃燒室3內(nèi)迸行循環(huán)燃燒。.本實(shí)用新型的實(shí)施例1是將圖1所示的爐膛內(nèi)熱輻射和對流復(fù)合受熱面13采用圖4中C-C截面的剖 視圖所表示的旗式受熱面19的形式。
本實(shí)用新型的實(shí)施例2是將圖1所示的爐膛內(nèi)熱輻射和對流復(fù)合受熱面13采用圖5中C-C截面的剖 視圖所表示的蛇形管受熱面20的形式。
本實(shí)用新型的實(shí)施例1和實(shí)施例2，除爐膛內(nèi)熱輻射和對流復(fù)合受熱面13采用上述不同形式的受熱面 外，其它部件結(jié)構(gòu)設(shè)置和運(yùn)行方式均相同。
本實(shí)用新型也可采用在爐膛前部、沿高度方向從下到上設(shè)置二層、四層或五層流化床燃燒室的結(jié)構(gòu)方式。
上面的描述是用于實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型及其實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解。在不脫離本實(shí)用新型范圍 內(nèi)熱任何修改和局部替換，均屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求來限定的范圍。
權(quán)利要求1、塔型復(fù)合床式循環(huán)流化床熱水鍋爐包括有流化床燃燒室、爐膛內(nèi)熱輻射和對流復(fù)合受熱面、空氣預(yù)熱器和低溫旋風(fēng)分離器，其特征是鍋爐采用塔式結(jié)構(gòu)，爐膛內(nèi)沿高度方向從下到上設(shè)置的、有埋管受熱面的下層流化床燃燒室(2)、中層流化床燃燒室(3)和上層流化床燃燒室(4)，也可采用在爐膛內(nèi)沿高度方向從下到上設(shè)置二層、四層或五層流化床燃燒室的結(jié)構(gòu)方式。
2、 根據(jù)權(quán)利耍求l所述的塔型復(fù)合床式循環(huán)流化床熱水鍋爐，其特征是爐膛后部、沿高度方向從下 到上設(shè)置有多組爐膛內(nèi)熱輻射和對流復(fù)合受熱面(13)。
3、 根據(jù)權(quán)利耍求1所述的塔型復(fù)合床式循環(huán)流化床熱水鍋爐，其特征是爐膛出口設(shè)置在爐膛上部前 側(cè)，空氣預(yù)熱器(7)則設(shè)置在爐膛出口前部并與其相連通，并將低溫旋風(fēng)分離器(14)設(shè)置在空氣預(yù)熱 器(7)的后部，低溫旋風(fēng)分離器(14)的下部則通過低溫旋風(fēng)分離器料腿(15)和燃料輸送機(jī)(1)與下 層流化床燃燒室(2)相連通，用于將其分離下的飛灰，送入下層流化床燃燒室(2),形成飛灰循環(huán)燃燒， 也可采用將燃料輸送機(jī)(1)設(shè)置成與中層流化床燃燒室(3)或上層流化床燃燒室(4)相聯(lián)通的結(jié)構(gòu)方 式。
專利摘要塔型復(fù)合床式循環(huán)流化床熱水鍋爐屬于鍋爐技術(shù)領(lǐng)域。塔型復(fù)合床式循環(huán)流化床熱水鍋爐采用塔式結(jié)構(gòu)，沿爐膛高度設(shè)置有多層流化床燃燒室，燃燒室內(nèi)設(shè)置有埋管受熱面，每層燃燒室可以獨(dú)立運(yùn)行，采用低流化風(fēng)速來減少耐火層和受熱面的磨損和降低鍋爐的運(yùn)行電耗。在爐膛內(nèi)設(shè)置有多組旗式受熱面或蛇形管受熱面。鍋爐爐膛出口上部設(shè)置有空氣預(yù)熱器，其后設(shè)置有低溫旋風(fēng)分離器，分離下來的飛灰物料通過其灰斗、料腿和燃料輸送機(jī)送入流化床燃燒室，形成飛灰的循環(huán)燃燒。
文檔編號F23C10/26GK201382551SQ20092009918
公開日2010年1月13日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月26日
發(fā)明者芃 董 申請人:哈爾濱工大格瑞環(huán)保能源科技有限公司