CN102353044A

CN102353044A - 循环流化床燃气助燃装置及循环流化床燃烧控制***

Info

Publication number: CN102353044A
Application number: CN2011102682444A
Authority: CN
Inventors: 魏猛
Original assignee: BEIJING JUNDA ENERGY INVESTMENT Co Ltd
Current assignee: BEIJING JUNDA ENERGY INVESTMENT Co Ltd
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2012-02-15

Abstract

本发明涉及流化床燃烧技术领域，特别涉及一种循环流化床燃气助燃装置及循环流化床燃烧***。该助燃装置包括流化床燃烧室和燃气压缩装置，燃气压缩装置通过管道与流化床燃烧室相通，向流化床燃烧室中通入燃气；管道的顶端安装燃气压缩喷射器。本发明提供的循环流化床燃气助燃装置，可有效解决循环流化床中使用热值低于2500kcal/kg的燃料(污泥)时带来的燃烧不充分的问题，使得燃烧更加充分，并且脱硫、除渣操作更为容易，从而实现清洁燃烧；同时有效减少二氧化碳的排放，降低尾气处理成本。另外，流化床中燃料的充分燃烧，使得燃料废渣大大减少，有效解决废渣填埋占用土地问题，综合效益良好，符合污泥处理减量化、无害化、资源利用化的原则。

Description

循环流化床燃气助燃装置及循环流化床燃烧控制***

技术领域

本发明涉及流化床燃烧技术领域，特别涉及一种循环流化床燃烧控制***及其循环流化床燃气助燃装置。

背景技术

循环流化床锅炉是一种燃用固体燃烧锅炉，通过粒子团不断聚集、沉降、吹散、上升又再聚集的物理衍变过程，使循环床中气体与固体粒子间发生剧烈的热量和质量交换，形成炉内循环。同时气流对固体颗粒的夹带作用很大，使大量未燃尽的燃料颗粒(包括部分未完全反应的固硫剂颗粒)随烟气一起离开炉膛。

被烟气气流带出炉膛的大部分物料颗粒经过旋风分离器分离出来，再经回料装置送回炉膛底部的床层内，以维护炉内床料总量不变的连续工作状态，加大可燃烧物燃烧深度和固硫化剂的利用率，从而形成炉外的物料循环***。

循环流化床可用于废弃物如垃圾、污泥等焚烧处理。焚烧处理时，要求废弃物低位燃烧值在2500kcal/kg以上，低于该燃烧值时，由于燃烧不能连续，需添加化石燃料，通常情况下，采用加入燃煤实现助燃。加入燃煤后，炉料(污泥、废弃物)与燃煤在流动的同时进行燃烧，将该流化床排出的气体经旋风分离器进行固气分离。固态物质通过回流管循环进入流化床中。通过上述过程的往复进行，充分燃烧后形成焦化物被分离出来。排出的气体通过排气处理和余热利用回收处理。

然而，添加的燃煤，使得二氧化碳的排放量大幅度提升，与大型临界超临界机组相比，其度电成本高，耗煤量高，并且该燃煤容易形成结块，增加循环流化床炉磨损，同时增加脱硫成本、使得废渣排放处理难度加大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种循环流化床燃气助燃装置及循环流化床燃烧控制***，以克服现有技术中通过向燃烧室中添入燃煤助燃带来的二氧化碳排放量高，耗煤量高，度电成本高，尾气处理成本高，并且煤渣容易结块，导致循环流化床炉发生磨损，且废渣排放量大因而处理难度加大等缺陷。

(二)技术方案

为了解决上述问题，本发明一方面提供一种循环流化床燃气助燃装置，包括流化床燃烧室和燃气压缩装置，所述燃气压缩装置通过管道与流化床燃烧室相通，向流化床燃烧室中通入燃气；所述管道的顶端安装燃气压缩喷射器。

进一步地，所述燃气压缩喷射器由燃气盖帽、喷嘴、电磁阀和电磁阀控制板组成，所述燃气盖帽套在所述喷嘴上；所述电磁阀分别与喷嘴和电磁阀控制板电路连接。

进一步地，所述燃气盖帽具有内孔，燃气盖帽的侧壁上开孔，其开孔方向向上倾斜。

进一步地，所述开孔方向向上倾斜45度。

进一步地，所述流化床燃烧室的底部安装床温传感器，所述床温传感器与电磁阀控制板连接。

进一步地，所述流化床燃烧室的上部安装稀相区烟气密度传感器；

所述流化床燃烧室的下部安装密相区烟气密度传感器，所述稀相区烟气密度传感器和密相区烟气密度传感器分别与电磁阀控制板连接。

另一方面，本发明还提供一种循环流化床燃烧控制***，其包括上述的循环流化床燃气助燃装置，还包括：位于流化床燃烧室底端的布风装置和排渣口，所述布风装置包括布风板和风室，所述管道穿过布风板与流化床燃烧室内部相通；所述风室具有一次风供给口。

进一步地，所述布风板上分布多个用于向流化床燃烧室内部通入空气的风帽。

进一步地，所述流化床燃烧室还具有炉料进料口、石灰石进料口、二次风供给进风口。

进一步地，所述流化床燃烧室的顶部和中部分别与旋风分离器连通，所述流化床燃烧室的底部与流化床热交换器连通；所述旋风分离器的另一端连接供给腔室，所述供给腔室上具有空气供给口、蒸汽供给口和水供给口，所述供给腔室的底部连接细灰排出口和除尘器。

(三)有益效果

本发明提供的循环流化床燃气助燃装置及循环流化床燃烧控制***，可有效解决循环流化床中使用热值低于2500kcal/kg的燃料(污泥、废弃物)时带来的燃烧不充分的问题，在不添加化石燃料的情况下，使得燃烧更加充分完全，并且脱硫、除渣操作更为容易，从而实现清洁燃烧；同时可有效减少二氧化碳的排放，降低尾气处理成本。另外，流化床中燃料的充分燃烧，使得燃料废渣大大减少，可有效解决废渣填埋占用土地问题，综合效益良好，符合污泥处理减量化、无害化、资源利用化的原则。

附图说明

图1为本发明实施例循环流化床燃气助燃装置结构示意图；

图2为本发明实施例循环流化床燃气助燃装置结构中风帽结构示意图；

图3为本发明实施例循环流化床燃烧控制***示意图。

其中：1、流化床燃烧室；11、炉料进料口；12、石灰石进料口；13、二次风供给口；14、排渣管；2、燃气压缩装置；3、燃气压缩喷射器；31、燃气盖帽；311、孔；32、喷嘴；4、床温传感器；5、稀相区烟气密度传感器；6、密相区烟气密度传感器；7、布风装置；71、布风板；72、风室；73、一次风供给口；74、风帽；8、旋风分离器；9、供给腔室；91、空气供给口；92、蒸汽供给口；93、水供给口；94、细灰排出口；95、除尘器；10、流化床热交换器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1-2所示，本发明实施例循环流化床燃气助燃装置包括流化床燃烧室1、燃气压缩装置2和燃气压缩喷射器3，该燃气压缩装置2通过管道与流化床燃烧室1相通，向流化床燃烧室1中通入燃气。该管道的顶端安装燃气压缩喷射器3。本实施例中，燃气压缩装置2为压缩机，而经过压缩机压缩后并通入到流化床燃烧室1中的燃气为沼气、天然气或煤层气等。

该燃气压缩喷射器3由燃气盖帽31、喷嘴32、电磁阀和电磁阀控制板组成。该喷嘴32采用耐高温陶瓷喷嘴。电磁阀分别与喷嘴32和电磁阀控制板电路连接，由电磁阀控制板控制电磁阀的开启以及电磁阀开启的孔径，进而控制燃气的喷射流量。为了防止燃料对喷嘴32造成堵塞，在喷嘴的顶部安装燃气盖帽31，该燃气盖帽31具有内孔，燃气盖帽的侧壁上开孔311，其开孔方向向上倾斜，较优地，设置开孔311方向向上倾斜45度，增加对燃料的扰动作用，与水平方向喷入流化床燃烧室1的一次风交互作用，可使得物料均匀燃烧，使循环流化床中的高温气体和燃料发生强烈的能量交换。

另外，流化床燃烧室1的底部安装床温传感器4，用于感知流化床燃烧室1内燃烧废弃物的炉温，该床温传感器4与电磁阀控制板连接。当流化床燃烧室1内填入半干化污泥等炉料进行点火后，由床温传感器4感知此时流化床燃烧室1内的炉温，当该炉温低于设定值(例如850℃)时，该床温传感器4将信号传送给电磁阀控制板，电磁阀控制板控制电磁阀开启，此时经过高压压缩后的燃气通过喷嘴向流化床燃烧室1进行喷射助燃，迅速提高流化床燃烧室1内的温度，增强气体对炉料的扰动作用，使得燃烧更加充分。

另外，流化床燃烧室1的上部和下部分别安装稀相区传感器5和密相区传感器6，其分别与电磁阀控制板进行连接，用于感知流化床燃烧室1上部空间和下部空间中的烟气颗粒密度。

流化床燃烧室1内的炉料燃烧还会受到流化质量的影响(即受到颗粒速度、密度等因素影响)。实验表明：良好的燃烧状态，烟气颗粒密度εs应保持在0.05-0.15之间。当密相区烟气密度传感器6采集到εs＞0.15时，则发送信号至电磁阀控制板，控制电磁阀的开启，向流化床燃烧室1内喷射燃气；当密相区烟气密度传感器6采集到εs＜0.05时，电磁阀控制板控制电磁阀，减少燃气喷射，直至烟气颗粒密度εs保持在0.05-0.15之间。

流化床燃烧室1内，由于空隙率的轴向和径向分布不均衡，在气固物性和气流速度已经确定的条件下，流化床燃烧室1上部烟气颗粒浓度较低，呈稀相区。当稀相区烟气密度传感器5采集到烟气颗粒密度εs＜0.05时，调整燃气喷射，使得流化床燃烧室1内的烟气密度趋于均衡。

本发明提供的循环流化床燃气助燃装置，可有效解决循环流化床中使用热值低于2500kcal/kg的燃料(污泥)时带来的燃烧不充分的问题，在不添加化石燃料的情况下，使得燃烧更加充分，并且脱硫、除渣操作更为容易，从而实现清洁燃烧；同时可有效减少二氧化碳的排放，降低尾气处理成本。另外，流化床中燃料的充分燃烧，使得燃料废渣大大减少，可有效解决废渣填埋占地问题，综合效益良好，符合污泥处理减量化、无害化、资源利用化的原则。

如图3所示，本发明实施例循环流化床燃烧控制***包括上述的循环流化床燃气助燃装置，还包括位于流化床燃烧室的底端布风装置7和排渣口14，布风装置7包括布风板71和风室72，管道穿过布风板71与流化床燃烧室1内部连通；该风室72具有一次风供给口73，向风室72提供一次风，通过布风板71使得燃料达到流化状态并供给燃烧时所需的氧气。布风板71上分布多个用于向流化床燃烧室1内部通入空气的风帽74。流化床燃烧室1还具有炉料进料口11、石灰石进料口12、二次风供给口13，该二次风供给口13向流化床燃烧室1供应二次风，主要起到补充氧气的作用，同时加强炉料的掺混并使得流化床燃烧室1内的温度均匀。流化床燃烧室1的顶部和中部分别与旋风分离器8连通，炉料燃烧后，带有大量高温物体的气体经过旋风分离器8，进行固气分离，固体物被分离后，重新进入流化床燃烧室1中，保证炉料循环多次燃烧。流化床燃烧室1的底部与流化床热交换器10连通。旋风分离器8的另一端连接供给腔室9，供给腔室9上具有空气供给口91、蒸汽供给口92和水供给口93，供给腔室的底部连接细灰排出口94和除尘器95。经过旋风分离器8分离后的气体即进入供给腔室9，其携带的细灰将随着细灰排出口94排出。

本发明提供的循环流化床燃烧控制***，使得燃烧更加充分，并且脱硫、除渣操作更为容易，从而实现清洁燃烧；同时可有效减少二氧化碳的排放，降低尾气处理成本。另外，流化床中燃料的充分燃烧，使得燃料废渣大大减少，可有效解决废渣填埋占地问题，综合效益良好，符合污泥处理减量化、无害化、资源利用化的原则。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims

1.一种循环流化床燃气助燃装置，包括流化床燃烧室，其特征在于，还包括：燃气压缩装置，所述燃气压缩装置通过管道与流化床燃烧室相通，向流化床燃烧室中通入燃气；所述管道的顶端安装燃气压缩喷射器。

2.如权利要求1所述的循环流化床燃气助燃装置，其特征在于，所述燃气压缩喷射器由燃气盖帽、喷嘴、电磁阀和电磁阀控制板组成，所述燃气盖帽套在所述喷嘴上；所述电磁阀分别与喷嘴和电磁阀控制板连接。

3.如权利要求2所述的循环流化床燃气助燃装置，其特征在于，所述燃气盖帽具有内孔，所述燃气盖帽的侧壁上开孔，其开孔方向向上倾斜。

4.如权利要求3所述的循环流化床燃气助燃装置，其特征在于，所述开孔方向向上倾斜45度。

5.如权利要求2所述的循环流化床燃气助燃装置，其特征在于，所述流化床燃烧室的底部安装床温传感器，所述床温传感器与电磁阀控制板连接。

6.如权利要求1所述的循环流化床燃气助燃装置，其特征在于，所述流化床燃烧室的上部安装稀相区烟气密度传感器；

7.一种循环流化床燃烧控制***，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的循环流化床燃气助燃装置，还包括：所述流化床燃烧室的底端具有布风装置和排渣口，所述布风装置包括布风板和风室，所述管道穿过布风板与流化床燃烧室内部相通；所述风室具有一次风供给口。

8.如权利要求7所述的循环流化床燃烧控制***，其特征在于，所述布风板上分布多个用于向流化床燃烧室内部通入空气的风帽。

9.如权利要求7所述的循环流化床燃烧控制***，其特征在于，所述流化床燃烧室还具有炉料进料口、石灰石进料口、二次风供给口。

10.如权利要求7所述的循环流化床燃烧控制***，其特征在于，所述流化床燃烧室的顶部和中部分别与旋风分离器连通，所述流化床燃烧室的底部与流化床热交换器连通；所述旋风分离器的另一端连接供给腔室，所述供给腔室上具有空气供给口、蒸汽供给口和水供给口，所述供给腔室的底部连接细灰排出口和除尘器。