一種臥式循環(huán)流化床過(guò)熱蒸汽鍋爐的制作方法
【專利摘要】一種臥式循環(huán)流化床過(guò)熱蒸汽鍋爐，屬于燃劣質(zhì)煤、固體廢棄物、污泥或生物質(zhì)等劣質(zhì)燃料的燃燒設(shè)備。本發(fā)明含有主燃室、副燃室、燃盡室、分離器和尾部煙道，在主燃室和副燃室內(nèi)分別布置有高溫輻射過(guò)熱器和低溫對(duì)流過(guò)熱器，兩級(jí)過(guò)熱器之間布置有噴水減溫器。本發(fā)明采用高溫級(jí)和低溫級(jí)過(guò)熱器相結(jié)合的兩級(jí)過(guò)熱器，低溫對(duì)流過(guò)熱器傳熱系數(shù)高，溫度調(diào)節(jié)性好；低溫對(duì)流過(guò)熱器迎煙氣來(lái)流方向，管束呈階梯狀傾斜布置，有利于物料的流通，減少積灰。本鍋爐具有循環(huán)流化床所有的優(yōu)點(diǎn)，燃料適應(yīng)性廣，可燃用劣質(zhì)煤、固體廢棄物、城市與工業(yè)污泥、生物質(zhì)等燃料，是一種能夠清潔燃燒、結(jié)構(gòu)緊湊、使用壽命長(zhǎng)的高效過(guò)熱蒸汽生產(chǎn)設(shè)備。
【專利說(shuō)明】一種臥式循環(huán)流化床過(guò)熱蒸汽鍋爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種循環(huán)流化床燃燒設(shè)備，尤其涉及一種生產(chǎn)過(guò)熱蒸汽的臥式循環(huán)流化床蒸汽鍋爐，屬于劣質(zhì)煤、固體廢棄物、城市和工業(yè)污泥、生物質(zhì)等劣質(zhì)燃料的燃燒和蒸汽發(fā)生設(shè)備，特別適合于燃劣質(zhì)燃料的工業(yè)加熱和小型發(fā)電等蒸汽利用系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，燃用劣質(zhì)煤、固體廢棄物、污泥、生物質(zhì)等低品位燃料生產(chǎn)熱水、蒸汽的鍋爐主要有鏈條爐、水冷振動(dòng)爐排鍋爐和循環(huán)流化床鍋爐等，可根據(jù)燃料的不同特性選擇不同的爐型，不同的爐型具有各自的特點(diǎn)。熱水鍋爐主要應(yīng)用于城市供暖，蒸汽鍋爐主要用于工業(yè)加熱、蒸汽發(fā)電等。
[0003]循環(huán)流化床鍋爐是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的高效清潔的鍋爐技術(shù)，燃料適應(yīng)性廣，可燃用優(yōu)質(zhì)煤、劣質(zhì)煤、固體廢棄物、生物質(zhì)等燃料。由于其燃燒效率高，能同時(shí)進(jìn)行爐內(nèi)脫硫、脫硝等污染控制操作，具有低NOx和SOx排放等優(yōu)點(diǎn)，因而目前在電力市場(chǎng)得到了迅速的發(fā)展，正在向大型化方向發(fā)展，600MWe的循環(huán)流化床鍋爐已投入商業(yè)運(yùn)行。在電力行業(yè)，由于劣質(zhì)煤、固體廢棄物、生物質(zhì)等燃料的使用容易導(dǎo)致發(fā)電停機(jī)事故，因而這些燃料的直接燃燒應(yīng)用受到了一定限制，實(shí)際多適應(yīng)品質(zhì)較高的燃料。與之相反，在工業(yè)鍋爐和自備小型電廠等領(lǐng)域，由于鍋爐的蒸發(fā)量小、運(yùn)行靈活、檢修方便、蒸汽系統(tǒng)采用母管制、備用靈活，因而劣質(zhì)煤、固體廢棄物、生物質(zhì)等燃料等日益受到青睞。傳統(tǒng)立式、單級(jí)循環(huán)流化床鍋爐存在爐身高，鍋爐島體積龐大等缺點(diǎn)，對(duì)廠房建設(shè)要求較高。同時(shí)鍋爐島的支撐鋼架以及鍋爐島本體的鋼耗較大，使得項(xiàng)目造價(jià)和初投資較高。針對(duì)立式循環(huán)流化床鍋爐在工業(yè)鍋爐領(lǐng)域的缺陷，中國(guó)專利文獻(xiàn)CN200510126362.6公布了一種臥式循環(huán)流化床燃燒設(shè)備及其循環(huán)燃燒方法，采用外置立式旋風(fēng)分離器、將傳統(tǒng)立式鍋爐的爐膛分為主燃室、副燃室和燃盡室三個(gè)部分，從而有效降低了爐膛高度。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN201010110352.4公布了一種多流程循環(huán)流化床鍋爐，包括主燃室、副燃室和燃盡室，燃盡室的底面與副燃室的底面之間留有落料通道，燃盡室底面設(shè)置松動(dòng)風(fēng)帽，保證物料的順利分離和輸送。但是，這些類型鍋爐多用于生產(chǎn)熱水或者飽和蒸汽，因而無(wú)法適用于對(duì)溫度和壓力要求更高層次的工業(yè)加熱或者蒸汽發(fā)電系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，本發(fā)明提出一種臥式循環(huán)流化床過(guò)熱蒸汽鍋爐，一方面結(jié)構(gòu)布置緊湊、流態(tài)化燃燒，另一方面可生產(chǎn)高溫、高壓的高品質(zhì)過(guò)熱蒸汽。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種臥式循環(huán)流化床過(guò)熱蒸汽鍋爐，它包括由主燃室密相區(qū)和主燃室稀相區(qū)組成的主燃室、副燃室、燃盡室、鍋筒、汽水引出管、飽和蒸汽引出管、分離器和尾部煙道，在主燃室下部布置有布風(fēng)板，主燃室和副燃室之間有第一水冷壁隔墻，副燃室和燃盡室之間有第二水冷壁隔墻，在副燃室和燃盡室底部有V形灰斗；分離器通過(guò)連接通道與燃盡室相連，分離器可根據(jù)鍋爐大小布置一個(gè)或者兩個(gè)；分離器下部通過(guò)回料通道與回料器相連；回料器分別與返料口和V形灰斗底部相連；尾部煙道內(nèi)布置有低溫省煤器、高溫省煤器和空氣預(yù)熱器，低溫省煤器和高溫省煤器串聯(lián)連接。所述的一種臥式循環(huán)流化床過(guò)熱蒸汽鍋爐在主燃室稀相區(qū)內(nèi)布置多屏高溫輻射過(guò)熱器，在副燃室內(nèi)布置低溫對(duì)流過(guò)熱器；低溫對(duì)流過(guò)熱器通過(guò)飽和蒸汽引出管與鍋筒相連；高溫輻射過(guò)熱器通過(guò)蒸汽聯(lián)絡(luò)管與低溫對(duì)流過(guò)熱器相連；蒸汽聯(lián)絡(luò)管上布置噴水減溫器；每屏高溫輻射過(guò)熱器由進(jìn)口聯(lián)箱、出口聯(lián)箱和過(guò)熱器管組成；低溫對(duì)流過(guò)熱器由上聯(lián)箱、下聯(lián)箱和蛇形管組成。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)特征還在于:所述多屏高溫輻射過(guò)熱器中管屏之間的距離SI為
0.6?2.0m ;之間距離SI為0.6?2.0m ;過(guò)熱器管管間節(jié)距S2與管徑Dl之比為1.25?1.50。所述的低溫對(duì)流過(guò)熱器的上部呈階梯狀布置，從第一水冷壁隔墻8向第二水冷壁隔墻28方向呈階梯狀向下傾斜布置；蛇形管間橫向節(jié)距S3為60?150mm，縱向節(jié)距S4為50 ?120mm。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果:①與傳統(tǒng)臥式循環(huán)流化床鍋爐相比，可生產(chǎn)高溫高壓蒸汽。由于設(shè)置了噴水減溫器，可以精確控制過(guò)熱器出口蒸汽溫度。②主燃室內(nèi)的高溫輻射過(guò)熱器和副燃室內(nèi)的低溫對(duì)流過(guò)熱器串聯(lián)布置，充分利用輻射式過(guò)熱器、對(duì)流式過(guò)熱器出口汽溫隨負(fù)荷變化的相反特性，汽溫調(diào)節(jié)特性好，便于控溫。③副燃室內(nèi)臥式、階梯布置的對(duì)流過(guò)熱器，充分適應(yīng)管外的氣固流動(dòng)，有利于物料的平衡流通和傳熱均衡。本發(fā)明在傳統(tǒng)臥式循環(huán)流化床鍋爐的基礎(chǔ)上，布置了獨(dú)特的過(guò)熱器系統(tǒng)。本發(fā)明在“爐”方面，不但繼承了臥式循環(huán)流化床鍋爐的燃料適應(yīng)性廣、且燃燒效率高，爐內(nèi)脫硫、脫硝的優(yōu)點(diǎn)，而且在“鍋”方面，可生產(chǎn)高溫高壓蒸汽。本發(fā)明特別適用于需要高品質(zhì)蒸汽利用的場(chǎng)合。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明所提供的一種臥式循環(huán)流化床過(guò)熱蒸汽鍋爐的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0010]圖2為鍋爐汽水系統(tǒng)示意圖。
[0011]圖3a、圖3b為階梯布置的低溫對(duì)流過(guò)熱器管束示意圖。
[0012]圖4為高溫輻射過(guò)熱器管屏示意圖。
[0013]圖5為布置一個(gè)分離器的臥式循環(huán)流化床過(guò)熱蒸汽鍋爐的俯視圖。
[0014]圖6為布置兩個(gè)分離器的臥式循環(huán)流化床過(guò)熱蒸汽鍋爐俯視圖的。
[0015]圖中:1 一布風(fēng)板；2 —主燃室密相區(qū)；3 —燃料給進(jìn)裝置；4 一噴水減溫器；5 —蒸汽聯(lián)絡(luò)管；6 —高溫輻射過(guò)熱器；7 —主燃室稀相區(qū)；8 —第一水冷壁隔墻；9 一下降管；10 一汽水引出管；11 一過(guò)熱蒸汽出口 ；12 —飽和蒸汽引出管；13 —鍋筒；14 一副燃室；15 —燃盡室；16 —連接通道；17 —分尚器；18 —水平煙道；19 —尾部煙道；20 —聞溫省煤器；21 —低溫省煤器；22 —空氣預(yù)熱器；23 —煙氣出口 ；24 —返料口 ；25 —回料器；26 —V形灰斗；27 —回料通道；28 —第二水冷壁隔墻；29 —后墻水冷壁；30 —低溫對(duì)流過(guò)熱器；31 一噴水減溫調(diào)節(jié)閥；32 —減溫水管道；33 —上聯(lián)箱；34 —蛇形管；35 —下聯(lián)箱；36 —進(jìn)口聯(lián)箱；37 —出口聯(lián)箱；38 —過(guò)熱器管。
【具體實(shí)施方式】[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】及工作過(guò)程作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0017]圖1為本發(fā)明所提供的一種臥式循環(huán)流化床過(guò)熱蒸汽鍋爐的結(jié)構(gòu)原理示意圖，它包括由主燃室密相區(qū)2和主燃室稀相區(qū)7組成的主燃室、副燃室14、燃盡室15、鍋筒13、汽水引出管10、飽和蒸汽引出管12、分離器17和尾部煙道19，在主燃室下部布置有布風(fēng)板1，主燃室和副燃室14之間有第一水冷壁隔墻8，副燃室14和燃盡室15之間有第二水冷壁隔墻28，在副燃室14和燃盡室15底部有V形灰斗26 ;分離器17通過(guò)連接通道16與燃盡室15相連，可布置一個(gè)或者兩個(gè)；分離器17下部通過(guò)回料通道27與回料器25相連；回料器25分別與返料口 24和V形灰斗26底部相連；尾部煙道19內(nèi)布置有低溫省煤器21、高溫省煤器20和空氣預(yù)熱器22，低溫省煤器21和高溫省煤器22串聯(lián)連接。在主燃室稀相區(qū)7內(nèi)布置多屏高溫輻射過(guò)熱器6，在副燃室14內(nèi)布置低溫對(duì)流過(guò)熱器30。低溫對(duì)流過(guò)熱器30通過(guò)飽和蒸汽引出管12與鍋筒13相連；高溫輻射過(guò)熱器6通過(guò)蒸汽聯(lián)絡(luò)管5與低溫對(duì)流過(guò)熱器30相連；蒸汽聯(lián)絡(luò)管5上布置噴水減溫器4。
[0018]圖2為本發(fā)明的臥式循環(huán)流化床過(guò)熱蒸汽鍋爐汽水系統(tǒng)示意圖，鍋爐給水依次經(jīng)低溫省煤器21、高溫省煤器20后進(jìn)入鍋筒13，再由下降管9分配給主燃室、副燃室14和燃盡室15內(nèi)的水冷壁。鍋爐給水在水冷壁內(nèi)吸熱后形成汽水混合物，汽水混合物再由汽水引出管10引至鍋筒13。汽水混合物經(jīng)過(guò)鍋筒內(nèi)部的汽水分離裝置，熱水部分被繼續(xù)送入下降管9參與循環(huán)，而飽和蒸汽部分則再由飽和蒸汽引出管12引至低溫對(duì)流過(guò)熱器30內(nèi)繼續(xù)吸熱并達(dá)到過(guò)熱狀態(tài)，形成過(guò)熱蒸汽。過(guò)熱蒸汽再由蒸汽聯(lián)絡(luò)管5引至高溫輻射過(guò)熱器6內(nèi)繼續(xù)吸熱，直至達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)后，由過(guò)熱蒸汽出口 11引出鍋爐。過(guò)熱器減溫水引自鍋爐給水，經(jīng)由減溫水管道32引至噴水減溫器4。過(guò)熱蒸汽通過(guò)與減溫水在噴水減溫器4中的混合達(dá)到過(guò)熱蒸汽降溫的目的。在減溫水管道32上布置有噴水減溫調(diào)節(jié)閥31，通過(guò)調(diào)節(jié)噴水減溫調(diào)節(jié)閥31的開(kāi)度來(lái)控制進(jìn)入噴水減溫器4中減溫水的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)與控制。
[0019]圖3a、圖3b為階梯布置的低溫對(duì)流過(guò)熱器管束示意圖，低溫對(duì)流過(guò)熱器30由上聯(lián)箱33、下聯(lián)箱35和蛇形管34組成；低溫對(duì)流過(guò)熱器的上部呈階梯狀布置，從第一水冷壁隔墻8向第二水冷壁隔墻28方向呈階梯狀向下傾斜布置；蛇形管34間橫向節(jié)距S3為60?150mm，縱向節(jié)距S4為50?120mm。低溫對(duì)流過(guò)熱器迎煙氣來(lái)流方向，階梯傾斜布置，有利于副燃室14內(nèi)靠近燃盡室15方向的高濃度物料順利流過(guò)(由于顆粒流經(jīng)主燃燒室和燃盡室之間的倒U型通道的離心作用，靠近燃盡室方向的物料濃度高)。
[0020]圖4為高溫輻射過(guò)熱器管屏示意圖，所述的每屏高溫輻射過(guò)熱器6由進(jìn)口聯(lián)箱36、出口聯(lián)箱37和過(guò)熱器管38組成。每臺(tái)鍋爐根據(jù)需要可布置多屏，在本例中布置了 3屏，管屏之間距離SI為0.6?2.0m ;過(guò)熱器管38管間節(jié)距S2與管徑Dl之比為1.25?1.50。
[0021]圖5和圖6分別表示臥式循環(huán)流化床過(guò)熱蒸汽鍋爐布置一個(gè)和兩個(gè)分離器的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)鍋爐蒸發(fā)量為3?10t/h時(shí)，宜布置一個(gè)分離器；當(dāng)鍋爐蒸發(fā)量為10?20t/h時(shí)，宜根據(jù)實(shí)際情況確定布置一個(gè)或者兩個(gè)分離器；當(dāng)鍋爐蒸發(fā)量大于20t/h時(shí)，宜布置兩個(gè)分離器。
[0022]本發(fā)明的工作過(guò)程如下:
[0023]燃料從燃料給進(jìn)裝置3送入，支持燃燒的空氣經(jīng)空氣預(yù)熱器22后從布風(fēng)板I送入，燃料依次在主燃室密相區(qū)2、主燃室稀相區(qū)7、副燃室14和燃盡室15內(nèi)燃燒，燃燒產(chǎn)生的攜帶顆粒物料的煙氣通過(guò)分離器17分離，煙氣通過(guò)分離器與水平煙道18進(jìn)入尾部煙道19，依次流過(guò)高溫省煤器20、低溫省煤器21和空氣預(yù)熱器22，經(jīng)煙氣出口 23離開(kāi)鍋爐。煙氣中的顆粒物料流經(jīng)副燃室14和燃盡室15之間的V形灰斗16時(shí)，由于慣性分離作用，一些顆粒物料被分離并沉積在V形灰斗中，沒(méi)有分離下來(lái)的顆粒物料隨著煙氣繼續(xù)流入分離器17，在分離器17內(nèi)得到進(jìn)一步分離。分離器17分離下來(lái)的顆粒物料沿著回料通道27流入回料器25，與從V形灰斗26流入到回料器25內(nèi)顆粒物料匯合，全部物料最終通過(guò)回料器25經(jīng)返料口 24回送到主燃室密相區(qū)2，完成一次物料循環(huán)。通過(guò)顆粒物料循環(huán)一方面可循環(huán)燃燒未燃盡的碳顆粒，提高燃燒效率，另一方面還可以提高主燃室、副燃室的顆粒物料濃度，較高物料濃度有利于提高布置在主燃室和副燃室內(nèi)過(guò)熱器的煙氣傳熱系數(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種臥式循環(huán)流化床過(guò)熱蒸汽鍋爐，它包括由主燃室密相區(qū)(2)和主燃室稀相區(qū)(7)組成的主燃室、副燃室(14)、燃盡室(15)、鍋筒(13)、汽水引出管(10)、飽和蒸汽引出管(12)、分離器(17)和尾部煙道(19)，在主燃室下部布置有布風(fēng)板(1)，主燃室和副燃室(14)之間設(shè)有第一水冷壁隔墻(8 )，在副燃室(14)和燃盡室(15 )之間設(shè)有第二水冷壁隔墻(28)，在副燃室(14)和燃盡室(15)底部設(shè)有V形灰斗(26);所述分離器(17)通過(guò)連接通道(16)與燃盡室(15)相連；分離器(17)布置一個(gè)或者兩個(gè)；分離器(17)下部通過(guò)回料通道(27 )與回料器(25 )相連；回料器(25 )分別與返料口( 24)和V形灰斗(26 )底部相連；尾部煙道(19)內(nèi)布置有低溫省煤器(21)、高溫省煤器(20)和空氣預(yù)熱器(22)，低溫省煤器(21)和高溫省煤器(22)串聯(lián)連接，其特征在于:在主燃室稀相區(qū)(7)內(nèi)布置多屏高溫輻射過(guò)熱器(6)，在副燃室(14)內(nèi)布置低溫對(duì)流過(guò)熱器(30);低溫對(duì)流過(guò)熱器(30)通過(guò)飽和蒸汽引出管(12)與鍋筒(13)相連；高溫輻射過(guò)熱器(6)通過(guò)蒸汽聯(lián)絡(luò)管(5)與低溫對(duì)流過(guò)熱器(30)相連；蒸汽聯(lián)絡(luò)管(5)上布置噴水減溫器(4);每屏高溫輻射過(guò)熱器(6)由進(jìn)口聯(lián)箱(36 )、出口聯(lián)箱(37 )和過(guò)熱器管(38 )組成；低溫對(duì)流過(guò)熱器(30 )由上聯(lián)箱(33 )、下聯(lián)箱(35)和蛇形管(34)組成。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種臥式循環(huán)流化床過(guò)熱蒸汽鍋爐，其特征在于:所述多屏高溫輻射過(guò)熱器中管屏之間的距離SI為0.6?2.0m ;過(guò)熱器管(38)管間節(jié)距S2與管徑Dl之比為1.25?1.50。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種臥式循環(huán)流化床過(guò)熱蒸汽鍋爐，其特征在于:所述的低溫對(duì)流過(guò)熱器(30)的上部呈階梯狀布置，從第一水冷壁隔墻8向第二水冷壁隔墻28方向呈階梯狀向下傾斜布置；蛇形管(34)間橫向節(jié)距S3為60?150mm，縱向節(jié)距S4為50?120mmo
【文檔編號(hào)】F23C10/00GK103836612SQ201410073524
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】康建斌, 胡峰, 李俊臣, 王謙, 胡彥霞, 徐進(jìn)廷, 張哲
申請(qǐng)人:北京熱華能源科技有限公司