CN210107373U - 一种带有外置床高温分离形式的生物质流化床锅炉 - Google Patents

Abstract

一种带有外置床高温分离形式的生物质流化床锅炉，属于流化床锅炉技术领域，解决现有生物质锅炉运行过程中床温过高，造成锅炉受热面积灰和结焦，导致锅炉频繁检修，严重影响电厂运行的经济性的问题。炉膛内设置有水冷蒸发屏和屏式过热器；旋风分离器通过第一循环物料管路与炉膛的下部连接，旋风分离器还通过第二循环物料管路与外置床的入口端连接，外置床的出口端与炉膛的下部连接，第二循环物料管路上设置有锥形阀，锥形阀由DCS***控制开度；在烟道I内设置有U形屏式过热器，在烟道II内由下至上依次设置有中温过热器、低温过热器和省煤器，在二级烟道内设置有烟气脱硝装置和空气预热器。本实用新型用于生物质燃烧发电。

Description

一种带有外置床高温分离形式的生物质流化床锅炉

技术领域

本实用新型涉及一种生物质流化床锅炉，具体涉及一种带有外置床高温分离形式的生物质流化床锅炉，属于流化床锅炉技术领域。

背景技术

生物质能是世界上重要的新能源，应用广泛，在应对全球气候变化、能源供需矛盾、保护生态环境等方面发挥着重要作用，是全球继石油、煤炭、天然气之后的第四大能源。生物质能利用技术属于国家能源领域大力支持和鼓励的技术方向，在我国节能减排、降低碳排放、改善民生等方面都有着重要的意义。

生物质燃烧发电是生物质能利用的主要方式，生物质直接燃烧技术可以实现对农林残余物、危废固废(城市垃圾等)、挥发性有机化合物的处理和热量利用。生物质直接燃烧可以采用循环流化床锅炉或链条炉排锅炉。流化床锅炉因为其燃烧效率高，生物质燃料适应性好，可以实现炉内脱硫，NOx排放浓度小，灰渣可以综合利用等特点，而占有主要使用地位。

不同的生物质燃料的各种成分含量不同，不同地域的生物质电厂生物质燃料多样，并且有参烧畜类粪便等，因为生物质燃料特殊性，致使目前生物质锅炉运行过程中床温不能稳定在设计值，床温过高现象时有发生，导致锅炉燃尽后的生物质灰分在经过烟道内布置U形屏式过热器受热面时正好处于熔融状态，会粘结在受热面上，严重影响锅炉换热，锅炉出现主蒸汽出力不足、主汽温度不能达到设计值，锅炉效率下降，汽轮机不能达到额定负荷，并且将在较恶劣的变工况下运行，可能对汽轮机设备产生不利影响。因此，锅炉在1～2月时间内需要停炉检修，当燃用含碱和含盐高的生物质时，锅炉运行时间还会大为缩短，严重影响电厂运行的经济性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带有外置床高温分离形式的生物质流化床锅炉，以解决现有的生物质锅炉运行过程中床温过高，造成锅炉受热面积灰和结焦，导致锅炉频繁检修，严重影响电厂运行的经济性的问题。

技术方案如下：

一种带有外置床高温分离形式的生物质流化床锅炉，包括炉膛、旋风分离器和烟道；所述炉膛、旋风分离器和烟道沿烟气的走向依次连接，炉膛上安装生物质给料口；

所述炉膛内设置有水冷蒸发屏和屏式过热器，且水冷蒸发屏和屏式过热器左右分列在炉膛的两个侧壁上，所述炉膛的下端连接有风室，风室与炉膛的连接处安装有布风板，一次风通过风室进入炉膛参与燃烧，二次风通过炉膛密相区的二次风口进入炉膛参与燃烧；

所述旋风分离器的下部设置有回料阀，旋风分离器通过第一循环物料管路与炉膛的下部连接，旋风分离器还通过第二循环物料管路与外置床的入口端连接，外置床的出口端与炉膛的下部连接，第二循环物料管路上设置有锥形阀，所述锥形阀由DCS***控制开度；

所述烟道包括一级烟道、水平烟道和二级烟道，一级烟道的出口通过水平烟道与二级烟道的入口连通，所述一级烟道内竖直安装有隔板，将一级烟道分为烟道I和烟道II，使得烟气在一级烟道内的走向呈U字形，在烟道I内设置有U形屏式过热器，在烟道II内由下至上依次设置有中温过热器、低温过热器和省煤器，在二级烟道内设置有烟气脱硝装置和空气预热器。

进一步地：所述一次风和二次风经加热后通入炉膛内。

进一步地：所述DCS***选用YOKOgawa DCS***、Emerson DCS***或者INVENSYSDCS***。

进一步地：所述炉膛内置石灰石。如此实现炉内脱硫，降低锅炉建设脱硫设备的成本。

本实用新型所达到的效果为：

本实用新型提出的一种新型的带有外置床高温分离形式生物质流化床锅炉结构，生物质燃料适应性更强，该种形式流化床锅炉通过外置床调节锅炉床温，锅炉在床温允许范围内运行，确保锅炉飞灰在经过锅炉U形对流过热器受热面时，温度降低到灰熔点以下，不会造成烟道内布置锅炉受热面积灰和结焦，相对于常规生物质流化床锅炉，延长了锅炉检修周期，提升电厂运行经济性，同时锅炉炉膛烟气流场和温度场分布均匀更好，生物质燃烧效率高，并且NOx的排放值低于常规生物质循环流化床锅炉。流化床锅炉床温控制在800～850摄氏度，燃料燃烧效率高，在保证炉内温度场和物料流场分布均匀的条件下，可以有效的降低原始NOx排放浓度，减少了烟气脱硝装置催化剂投入量和还原剂消耗量，有效降低烟气脱硝成本。通过外置床调节床温，该种形式流化床锅炉低负荷运行稳定性更好。具体地：

1、采用此种形式流化床锅炉，通过控制进入外置床循环物料量有效的控制锅炉床温，锅炉床温可达到800～850℃，与同等高度和燃烧时间条件下的普通生物质锅炉相比，生物质然料燃烧效率高。

2、采用此种形式流化床锅炉，外置床内布置部分过热器受热面，减少炉膛内受热面布置压力，可以适当降低锅炉高度，减少钢结构和炉膛受热面的投资。

3、采用此种形式流化床锅炉，烟道内布置的屏式受热面可以将烟气温度降低到生物质会熔点以下，使烟气经过烟道内的受热面时，受热面不出现机会和腐蚀的现象。

4、采用此种形式流化床，锅炉的床温和烟气流场均匀性更容易保证，有效降低锅炉原始NOx排放浓度，降低烟气脱硝装置投入成本。

5、采用此种形式流化床，因为有外置床调节床温，锅炉在较低负荷仍能保证炉内温度场均匀性，锅炉受热面工质吸热偏差小，水动力安全可靠性高，因此锅炉可以在较低的负荷安全稳定运行。

附图说明

图1是一种带有外置床高温分离形式的生物质流化床锅炉的主视剖视图；

图2是一种带有外置床高温分离形式的生物质流化床锅炉的俯视剖视图。

图中：1-炉膛；2-旋风分离器；3-烟道I；4-烟道II；5-二级烟道3；6-风室；7-外置床；8-回料阀；9-锥形阀；10-布风板；11-水冷蒸发屏；12-屏式过热器；13-中温过热器；14-低温过热器；15-省煤器；16-U形屏式过热器；17-空气预热器；18-生物质给料口；19-烟气脱硝装置；20-第一循环物料管路；21-第二循环物料管路；22-隔板。

具体实施方式

下面根据附图详细阐述本实用新型优选的实施方式。

如图1和图2所示，本实施例所述的一种带有外置床高温分离形式的生物质流化床锅炉，包括炉膛1、旋风分离器2和烟道；所述炉膛1、旋风分离器2和烟道沿烟气的走向依次连接，炉膛1上安装生物质给料口18；所述炉膛1内设置有水冷蒸发屏11和屏式过热器12，且水冷蒸发屏11和屏式过热器12左右分列在炉膛1的两个侧壁上，所述炉膛1的下端连接有风室6，风室6与炉膛1的连接处安装有布风板10，一次风经加热后通过风室6进入炉膛参与燃烧，二次风经加热后通过炉膛密相区的二次风口进入炉膛参与燃烧；所述旋风分离器2的下部设置有回料阀8，旋风分离器2通过第一循环物料管路20与炉膛1的下部连接，旋风分离器2还通过第二循环物料管路21与外置床7的入口端连接，外置床7的出口端与炉膛1的下部连接，第二循环物料管路21上设置有锥形阀9，所述锥形阀9由DCS***控制开度；所述烟道包括一级烟道、水平烟道和二级烟道5，一级烟道的出口通过水平烟道与二级烟道5的入口连通，所述一级烟道内竖直安装有隔板22，将一级烟道分为烟道I3和烟道II4，使得烟气在一级烟道内的走向呈U字形，在烟道I3内设置有U形屏式过热器16，在烟道II内由下至上依次设置有中温过热器13、低温过热器14和省煤器15，在二级烟道5内设置有烟气脱硝装置19和空气预热器17。所述DCS***选用YOKOgawa DCS***、Emerson DCS***或者INVENSYS DCS***。所述炉膛1内置石灰石。

本实施方式的工作原理：

农林生物质、畜类粪便或多种生物质混合物通过生物质给料口18进入炉膛1，与锅炉内循环物料混合燃烧，一、二次风首先经空气预热器加热，一次风经过风室6和布风板10进入炉膛流化锅炉床料和燃料，二次风通过锅炉密相区二次风口进入锅炉参与燃烧，生物质燃料燃烧产物随循环物料和烟气经过进入旋风分离器2，经过气固分离后，分离下来的循环物料一部分通过回料阀8返回炉膛1继续加热生物质燃料，一部分经过外置床7，加热外置床过热器内的工质，然后返回炉膛1，可以通过控制进入外置床的锥形阀9开度，调整进入外置床的循环物料量，控制外置床循环物料进入炉膛的温度，进而控制锅炉床温。旋风分离器2分离出的烟气进入烟道I3，被布置在烟道I3内U形屏式过热器16冷却到生物质灰熔点以下，然后进入烟道II4，依次经过布置在烟道II4内的中温过热器13、低温过热器14、省煤器15的受热面，然后进入二级烟道5，经过布置在二级烟道5内的烟气脱硝装置19和空气预热器17，降低到合理的排气温度值，进入后续的除尘、脱硫设备处理后排入大气。

该种形式流化床锅炉突出优点是采用了针对生物质锅炉专门设计的外置床，外置床内布置有过热器受热面，吸收高温循环物料的热量，外置床入口锥形阀纳入到DCS***，根据锅炉床温设定范围，可以实时通过调节调节外置床循环物料量，控制床温，使进入烟道1烟气温度控制设计值以内，烟气经过U形屏式过热器降温后，烟气中灰温度达到熔点以下，下级受热面不再会出现积灰和腐蚀的现象。

采用流化床锅炉燃烧生物质，可以采用炉内加入石灰石实现炉内脱硫，降低锅炉建设脱硫设备的成本，同时流化床锅炉床温可以控制在800～850摄氏度，燃料燃烧效率高，在保证炉内温度场和物料流场分布均匀的条件下，可以有效的降低原始NOx排放浓度，减少了烟气脱硝装置催化剂投入量和还原剂消耗量，有效降低烟气脱硝成本。通过外置床调节床温，该种形式流化床锅炉低负荷运行稳定性更好。

虽然本实用新型所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本实用新型的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本实用新型所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

Claims (4)

1.一种带有外置床高温分离形式的生物质流化床锅炉，包括炉膛(1)、旋风分离器(2)和烟道；所述炉膛(1)、旋风分离器(2)和烟道沿烟气的走向依次连接，炉膛(1)上安装生物质给料口(18)；

其特征在于：所述炉膛(1)内设置有水冷蒸发屏(11)和屏式过热器(12)，且水冷蒸发屏(11)和屏式过热器(12)左右分列在炉膛(1)的两个侧壁上，所述炉膛(1)的下端连接有风室(6)，风室(6)与炉膛(1)的连接处安装有布风板(10)，一次风通过风室(6)进入炉膛参与燃烧，二次风通过炉膛密相区的二次风口进入炉膛参与燃烧；

所述旋风分离器(2)的下部设置有回料阀(8)，旋风分离器(2)通过第一循环物料管路(20)与炉膛(1)的下部连接，旋风分离器(2)还通过第二循环物料管路(21)与外置床(7)的入口端连接，外置床(7)的出口端与炉膛(1)的下部连接，第二循环物料管路(21)上设置有锥形阀(9)，所述锥形阀(9)由DCS***控制开度；

所述烟道包括一级烟道、水平烟道和二级烟道(5)，一级烟道的出口通过水平烟道与二级烟道(5)的入口连通，所述一级烟道内竖直安装有隔板(22)，将一级烟道分为烟道I(3)和烟道II(4)，使得烟气在一级烟道内的走向呈U字形，在烟道I(3)内设置有U形屏式过热器(16)，在烟道II(4)内由下至上依次设置有中温过热器(13)、低温过热器(14)和省煤器(15)，在二级烟道(5)内设置有烟气脱硝装置(19)和空气预热器(17)。

2.根据权利要求1所述的一种带有外置床高温分离形式的生物质流化床锅炉，其特征在于：所述一次风和二次风经加热后通入炉膛内。

3.根据权利要求1或2所述的一种带有外置床高温分离形式的生物质流化床锅炉，其特征在于：所述DCS***选用YOKOgawa DCS***、Emerson DCS***或者INVENSYSDCS***。

4.根据权利要求3所述的一种带有外置床高温分离形式的生物质流化床锅炉，其特征在于：所述炉膛(1)内置石灰石。

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