CN108826280B - 一种燃用印尼煤的循环流化床锅炉 - Google Patents

一种燃用印尼煤的循环流化床锅炉 Download PDF

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Abstract

本发明涉及锅炉设备领域，具体为一种燃用印尼煤的循环流化床锅炉，其能够有效解决结焦和堵煤问题，炉膛下端设置有给煤***、一次风***和二次风***，炉膛上端通过旋风分离器连接尾部烟道，旋风分离器的下部出口与炉膛下端之间设置有返料***，给煤***包括倾斜布置的落煤管，落煤管上端通过接管和膨胀节连接给煤机，一次风***包括一次风点火风道和风区布风结构，二次风***包括上层二次风进风管和下层二次风进风管，其特征在于，落煤管包括上部落煤管和下部落煤管，上部落煤管与Y轴的夹角小于下部落煤管与Y轴的夹角，上部落煤管的出口通向下部落煤管的入口，下部落煤管的入口设置于其侧部，下部落煤管出口的下方设置有落煤板。

Description

一种燃用印尼煤的循环流化床锅炉
技术领域
本发明涉及锅炉设备领域，具体为一种燃用印尼煤的循环流化床锅炉。
背景技术
近年来东南亚国家煤电工业逐步发展壮大，尤其以印尼为主，印尼发电用煤主要为当地褐煤，特点为水分高、灰分低、挥发分高。虽可用煤粉炉进行燃烧，但由于NOx和SO2排放值高于当地环保政策要求，需配套相应的环保***，导致成本高，***复杂。故环保特性优良的循环流化床锅炉受到了当地政府和企业的青睐。
国内的锅炉制造厂在为印尼当地用户提供锅炉产品时，并未注意到印尼煤的特殊性，仍采用了与国内相同或类似的结构，如专利号为ZL2017201356402，随着越来越多的循环流化床锅炉投入运行，一些问题逐渐暴露了出来，出现了诸如堵煤、结焦等问题。
发明内容
为了解决现有燃烧超温导致结焦，容易发生堵煤的问题，本发明提供了一种燃用印尼煤的循环流化床锅炉，其能够有效解决结焦和堵煤问题。
其技术方案是这样的：一种燃用印尼煤的循环流化床锅炉，其包括炉膛，所述炉膛下端设置有给煤***、一次风***和二次风***，所述炉膛上端通过旋风分离器连接尾部烟道，所述旋风分离器的下部出口与所述炉膛下端之间设置有返料***，所述给煤***包括倾斜布置的落煤管，所述落煤管上端通过接管和膨胀节连接给煤机，所述一次风***包括一次风点火风道和风区布风结构，所述二次风***包括上层二次风进风管和下层二次风进风管，其特征在于，所述落煤管包括上部落煤管和下部落煤管，所述上部落煤管与Y轴的夹角小于下部落煤管与Y轴的夹角，所述上部落煤管的出口通向所述下部落煤管的入口，所述下部落煤管的入口设置于其侧部，所述下部落煤管出口的下方设置有落煤板，顺着落煤方向，所述上部落煤管、下部落煤管、落煤板的入口的上方、上部落煤管出口处分别设置有送/播煤风口，位于所述上部落煤管出口处的所述播煤风口垂直向下布置；所述一次风点火风道底部设置有一次风进风管，所述上层二次风进风管和所述下层二次风进风管与水平面夹角为27-33°，一次风与二次风比例为45:55。
其进一步特征在于，所述上部落煤管与所述接管之间的夹角为148-152°，所述上部落煤管与所述下部落煤管的夹角为13-17°，所述下部落煤管与所述落煤板的夹角为15°，所述播煤风管为扁平矩形管；
所述一次风点火风道并排布置有2-4个，所述一次风点火风道的截面沿一次风进风风向逐渐变大，所述一次风进风管的中心线与所述一次风点火风道的中心线夹角为30-45°；
所述上层二次风进风管和所述下层二次风进风管相互独立设置且内部均设置有控制阀门，所述下层二次风进风管的出风量占二次风总出风量比为30%-35%，所述上层二次风进风管距离布风板4米，所述下层二次风进风管距离布风板2米；
所述旋风分离器并排布置有两个，所述旋风分离器包括分离器进口烟道和分离器本体，所述分离器进口烟道布置于所述炉膛的后墙上部左右两侧，所述分离器进口烟道长度大于等于7米，所述分离器进口烟道外侧壁与所述炉膛的侧墙之间夹角为174±5°，所述分离器进口烟道内侧壁为两段折面，与所述炉膛相连的所述折面与所述分离器进口烟道外侧壁的夹角为39±5°，另一段所述折面与所述分离器进口烟道外侧壁的夹角为10±1°；
所述返料***包括U形返料箱，所述U形返料箱一端通过进口连接管路连接所述旋风分离器底部出口，所述U形返料箱另一端通过出口连接管路连接所述炉膛，所述U形返料箱包括上部返料器箱和下部返料风箱，所述下部返料风箱包括顺次布置的松动风室、流动风室和返料风室，所述松动风室设置于所述旋风分离器底部出口正下方，所述返料风室布置于靠近所述炉膛一侧，所述松动风室、流动风室、返料风室的侧壁均开有引风口和压缩空气吹扫口，所述松动风室、流动风室、返料风室的底部均开有落灰口，所述落灰口底部连接落灰管，所述上部返料器箱和所述下部返料风箱之间设置有布风板，所述布风板上安装有贯穿所述布风板的返料器风帽；
所述出口连接管路上端面开有石灰石进口，所述石灰石进口持续送入石灰石粉。
采用本发明后，由于落煤管分成上部落煤管和下部落煤管，顺着落煤方向，上部落煤管、下部落煤管、落煤板的入口的上方分别设置有送/播煤风口，上部落煤管出口处设置播煤风口，播煤风口垂直向下布置，通过播煤风管和送煤风口可以更好地将煤粉送入炉膛，不会在落煤管内堵塞，有效解决了堵煤问题，同时，一次风进风管设置于一次风点火风道底部，进风更加均匀，提高流化效率，二次风进风管的角度进行合理设置，上层二次风进风管通过设置合理的角度更好地补充氧气，下层二次风进风管通过设置合理角度正对煤粉燃烧区，有效保证了燃烧效率，一、二次风***进行优化后可以有效解决印尼煤的结焦问题。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明中给煤***的结构示意图；
图3是本发明中一次风***的结构示意图；
图4是图3的俯视图；
图5是本发明中二次风***的结构示意图；
图6是本发明中旋风分离器的结构示意图；
图7是图6中的俯视状态示意图；
图8是本发明中返料***的结构示意图。
具体实施方式
见图1至图8所示，其包括炉膛1，炉膛1下端设置有给煤***2、一次风***3和二次风***4，炉膛1上端通过旋风分离器5连接尾部烟道6，尾部烟道6内布置有再热器7、过热器8、省煤器9、空预器10，旋风分离器5的下部出口与炉膛1下端之间设置有返料***11，给煤***2包括两段式的倾斜布置的上部落煤管12和下部落煤管13，上部落煤管12上端通过接管14和膨胀节15连接给煤机16，上部落煤管12与Y轴的夹角小于下部落煤管13与Y轴的夹角，保证煤粉的可靠滑落，上部落煤管12的出口通向下部落煤管13的入口，下部落煤管13的入口设置于其侧部，下部落煤管13出口的下方设置有落煤板17，顺着落煤方向，上部落煤管12、下部落煤管13、落煤板17的入口的上方分别设置有送煤风口19，上部落煤管出口处设置播煤风口18，播煤风口18垂直向下布置；上部落煤管12与接管14之间的夹角为148-152°，上部落煤管12处的播煤风管18垂直向下布置，上部落煤管12与下部落煤管13的夹角为13-17°，下部落煤管13与落煤板17的夹角为15°，设置合理的角度保证煤粉的下落速度，播煤风管18为扁平矩形管，扁平矩形管可以提高播煤风速，防止堵煤并使煤粉在炉膛1内播撒均匀，送煤风管19将从接管14掉落的煤粉送入上部落煤管12并下落，到达底部时进入下部落煤管13，上部落煤管12下端的播煤风管18给煤粉一个向下的吹力，保证此处不会堵煤，进入下部落煤管13的煤粉经由上端的播煤风管18落至送煤板17，此处的播煤风管18将煤送入炉膛1，每个转折处都有播煤风管18进行送煤，解决了堵煤问题。
一次风***3包括一次风点火风道20和风区布风结构21，一次风点火风道20并排布置有2-4个，一次风点火风道20的截面沿一次风进风风向逐渐变大，一次风点火风道20底部设置有一次风进风管22，一次风进风管22的中心线与一次风点火风道20的中心线夹角为30-45°，整体结构布置可使一次风沿整个流化床面等压均布，在风区布风结构23内形成等压风室，保证流化均匀，进一步解决结焦问题。
二次风***4包括上层二次风进风管24和下层二次风进风管25，上层二次风进风管24和下层二次风进风管25与水平面夹角为27-33°，最佳为30°，一次风与二次风比例为45:55，保证底部区域的还原气氛，上层二次风进风管24和下层二次风进风管25相互独立设置且内部均设置有控制阀门38，下层二次风进风管25的出风量占二次风总出风量比为30%-35%，可以实现单独控制风量，可使燃烧更加均匀，上层二次风进风管24距离布风板4米，下层二次风进风管25距离布风板2米，使得床温分布合理。
旋风分离器5并排布置有两个，旋风分离器5包括分离器进口烟道25和分离器本体26，分离器进口烟道25布置于炉膛1的后墙上部左右两侧，分离器进口烟道25长度大于等于7米，加长了烟道后使得进入的烟气流动稳定，不容易发生因烟道过短造成烟气紊乱的现象，分离器进口烟道25外侧壁与炉膛1的侧墙39之间夹角为174±5°，分离器进口烟道25内侧壁为两段折面，与炉膛1相连的折面与分离器进口烟道25外侧壁的夹角为39±5°，另一段折面与分离器进口烟道25外侧壁的夹角为10±1°，分离器进口烟道25内侧壁由原先的三折面改成两折面，并且开口角度增大，利于烟气进气，整体布局改变后，烟气和粉尘容易分离，粉尘送入后端返料***，烟气不会进入，提高了分离效率，从而降低了返料后炉膛1内燃烧温度，进一步防止结焦。
返料***11包括U形返料箱，U形返料箱一端通过进口连接管路27连接旋风分离器5底部出口，U形返料箱另一端通过出口连接管路28连接炉膛1，U形返料箱包括上部返料器箱29和下部返料风箱，下部返料风箱包括顺次布置的松动风室30、流动风室31和返料风室32，松动风室30设置于旋风分离器5底部出口正下方，返料风室32布置于靠近炉膛1一侧，松动风室30、流动风室31、返料风室32的侧壁均开有引风口33和压缩空气吹扫口34，当风室内发生堵煤时，通过压缩空气吹扫口34就可以进行吹扫，保证了运行可靠性，松动风室30、流动风室31、返料风室32的底部均开有落灰口，落灰口底部连接落灰管35，上部返料器箱29和下部返料风箱之间设置有布风板36，布风板36上安装有贯穿布风板36的返料器风帽；在出口连接管路28上端面开有石灰石进口37，石灰石进口37持续送入石灰石粉，石灰石与返料混合后返回炉膛1参与物料循环，利于提高脱硫效率并增大了炉内物料浓度。
本发明工作原理图下所述：印尼煤从给煤***2进入炉膛1，与从一次风***3、二次风***4进入炉膛1的一、二次风，在炉膛1内分级燃烧，并与通过位于返料***11处出口连接管路28接入的石灰石粉进行脱硫反应，脱去烟气中绝大部分的二氧化硫，生成的硫酸钙补充进了循环灰中，烟气通过旋风分离器5分离后，绝大部分的循环灰通过优化的返料***11回到炉膛1，剩余小部分较细颗粒的飞灰依次通过尾部烟道6的再热器7、过热器8、省煤器9、空气预热器10，最后从出口烟道进入后端的除尘装置。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）进煤顺畅-通过先进的落煤管结构，即使褐煤的水分再大，也能保证不堵煤。
（2）床温合理-分离器与返料***组成的高效循环回路，增大了炉内的循环物料浓度，进而增大了炉内受热面的吸热量，降低了炉膛的燃烧温度，保证了锅炉的出力。
（3）稳定可靠-通过一二次风的合理布置，避免了结焦的发生，同时无需设置在线添加床料***，保证锅炉长期稳定安全运行。

Claims (4)

1.一种燃用印尼煤的循环流化床锅炉，其包括炉膛，所述炉膛下端设置有给煤***、一次风***和二次风***，所述炉膛上端通过旋风分离器连接尾部烟道，所述旋风分离器的下部出口与所述炉膛下端之间设置有返料***，所述给煤***包括倾斜布置的落煤管，所述落煤管上端通过接管和膨胀节连接给煤机，所述一次风***包括一次风点火风道和风区布风结构，所述二次风***包括上层二次风进风管和下层二次风进风管，其特征在于，所述落煤管包括上部落煤管和下部落煤管，所述上部落煤管与Y轴的夹角小于下部落煤管与Y轴的夹角，所述上部落煤管的出口通向所述下部落煤管的入口，所述下部落煤管的入口设置于其侧部，所述下部落煤管出口的下方设置有落煤板，顺着落煤方向，所述上部落煤管、下部落煤管、落煤板的入口的上方、上部落煤管出口处分别设置有送/播煤风口，位于所述上部落煤管出口处的所述播煤风口垂直向下布置；所述一次风点火风道底部设置有一次风进风管，所述上层二次风进风管和所述下层二次风进风管与水平面夹角为27-33°，一次风与二次风比例为45:55；所述旋风分离器并排布置有两个，所述旋风分离器包括分离器进口烟道和分离器本体，所述分离器进口烟道布置于所述炉膛的后墙上部左右两侧，所述分离器进口烟道长度大于等于7米，所述分离器进口烟道外侧壁与所述炉膛的侧墙之间夹角为174±5°，所述分离器进口烟道内侧壁为两段折面，与所述炉膛相连的所述折面与所述分离器进口烟道外侧壁的夹角为39±5°，另一段所述折面与所述分离器进口烟道外侧壁的夹角为10±1°；所述返料***包括U形返料箱，所述U形返料箱一端通过进口连接管路连接旋风分离器底部出口，所述U形返料箱另一端通过出口连接管路连接所述炉膛，所述U形返料箱包括上部返料器箱和下部返料风箱，所述下部返料风箱包括顺次布置的松动风室、流动风室和返料风室，所述松动风室设置于所述旋风分离器底部出口正下方，所述返料风室布置于靠近所述炉膛一侧，所述松动风室、流动风室、返料风室的侧壁均开有引风口和压缩空气吹扫口，所述松动风室、流动风室、返料风室的底部均开有落灰口，所述落灰口底部连接落灰管，所述上部返料器箱和所述下部返料风箱之间设置有布风板，所述布风板上安装有贯穿所述布风板的返料器风帽；所述出口连接管路上端面开有石灰石进口，所述石灰石进口持续送入石灰石粉。
2.根据权利要求1所述的一种燃用印尼煤的循环流化床锅炉，其特征在于，所述上部落煤管与所述接管之间的夹角为148-152°，所述上部落煤管与所述下部落煤管的夹角为13-17°，所述下部落煤管与所述落煤板的夹角为15°，播煤风管为扁平矩形管。
3.根据权利要求1所述的一种燃用印尼煤的循环流化床锅炉，其特征在于，所述一次风点火风道并排布置有2-4个，所述一次风点火风道的截面沿一次风进风风向逐渐变大，所述一次风进风管的中心线与所述一次风点火风道的中心线夹角为30-45°。
4.根据权利要求1所述的一种燃用印尼煤的循环流化床锅炉，其特征在于，所述上层二次风进风管和所述下层二次风进风管相互独立设置且内部均设置有控制阀门，所述下层二次风进风管的出风量占二次风总出风量比为30%-35%，所述上层二次风进风管距离布风板4米，所述下层二次风进风管距离布风板2米。
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