CN212319689U - 低排放型循环流化床锅炉分离返料调控*** - Google Patents

Abstract

低排放型循环流化床锅炉分离返料调控***，所述分离返料调控***包括炉膛、分离器、返料器、排渣管、排渣调节阀、冷渣机、排灰渣管、排灰渣调节阀、冷灰渣机、排灰管、排灰调节阀、冷灰机和除灰渣机；排灰管的入口端伸入所述风室与返料阀底部连通，排灰管的出口端与冷灰机连接，冷灰机与除灰渣机连接，固定筒安装在分离器的竖直段顶部，固定筒与尾部烟道连接，固定筒壁面上开有贯通的一组通孔，活动筒通过一组通孔和任意一组过孔的阶梯式轴销固定在固定筒内实现位置可调；冷渣机和冷灰渣机分别与除灰渣机连接。本实用新型结构设计合理，实现分离返料灰量、排灰渣和/或排灰可控，锅炉能够长期安全稳定高效运行，NO_X和SO₂污染物超低排放。

Description

低排放型循环流化床锅炉分离返料调控***

技术领域

本实用新型涉及一种锅炉分离返料调控***，特别涉及一种低排放型循环流化床锅炉分离返料调控***。

背景技术

循环流化床锅炉是环保节能的燃烧技术，随着采用高效分离器和自平衡返料器的低排放型循环流化床锅炉应用，实现燃烧***优化，达到流态再次构成，取得了较好的污染物低排放效果，但是燃料更换和负荷突变会影响锅炉安全稳定运行、节能燃烧和环保排放。由于锅炉分离效率提高，循环物料中细灰增多，提高了床质量降低了床存量，提高了燃烧效率、实现了低氮燃烧。但出现了锅炉低负荷运行下或燃料热值降低时循环物料中细灰过多的问题，致使炉膛下部床温过低，会发生燃烧不稳定熄火、燃料不完全燃烧和炉内脱硫效率降低等，不利于锅炉稳定运行、高效燃烧和污染物超低排放。

实用新型内容

本实用新型为解决现有低排放型循环流化床锅炉负荷下降或燃料热值降低时循环物料量过多，存在燃烧不稳定熄火，炉内脱硫效率下降，锅炉燃烧效率低、污染物排放高的问题，进而提供一种低排放型循环流化床锅炉分离返料调控***。

本实用新型的技术方案为：低排放型循环流化床锅炉分离返料调控***包括炉膛、分离器和返料器；所述分离返料调控***还包括排渣管、排渣调节阀、冷渣机、排灰渣管、排灰渣调节阀、冷灰渣机、排灰管、排灰调节阀、冷灰机和除灰渣机；

所述返料器的立料管安装在返料器的返料阀上部，返料器的返料腿安装在所述返料阀的侧面，返料器的风帽安装在所述返料阀的底部，返料器的风室安装在所述返料阀的下部，排灰管的入口端伸入所述风室与所述返料阀底部连通，所述排灰管的出口端与冷灰机连接，所述排灰调节阀安装在所述排灰管上，所述冷灰机与除灰渣机连接，所述返料腿与炉膛后下部连通，返料器的立料管上沿竖向布置有多个观察孔，所述返料腿上设置有石灰石脱硫接口；

分离器的中心筒包括固定筒和活动筒，固定筒安装在分离器的竖直段顶部，固定筒与尾部烟道连接，活动筒壁面上沿长度方向设置有多组过孔，固定筒壁面上开有贯通的一组通孔，活动筒通过一组通孔和任意一组过孔的销轴固定在固定筒内实现位置可调，中心筒长度可变，所述进出口调速段的侧部均布设置有多个SNCR脱硝接口。分离器的进出口调速段安装在分离器的竖直段侧面，分离器的锥段安装在所述竖直段下部，所述进出口调速段与炉膛上部后出口连接，所述锥段与所述立料管连接；

炉膛的底部在长度方向的两端分别安装有排渣管和排灰渣管，排渣调节阀安装在排渣管上，排渣管与冷渣机连接，排灰渣调节阀安装在排灰渣管上，排灰渣管与冷灰渣机连接，冷渣机和冷灰渣机分别与除灰渣机连接。

本实用新型相比现有技术的有益效果是：

1、本实用新型设计的可调节的中心筒，增加或减少中心筒总长度，达到中心筒总长度灵活调节，来调节调整分离器效率，控制分离灰量，使锅炉在低负荷或燃料突变时，保证分离灰量，实现锅炉稳定运行。

2、本实用新型设计排灰管和排灰调节阀，通过控制返料灰量，实现锅炉在低负荷或燃料突变时返料灰量可控制，使炉膛内温度达到设计值，可控制在800-900℃范围内，避免发生燃烧不稳定熄火或结焦导致的停炉、炉内脱硫效率低导致的环保排放不达标、燃料不完全燃烧导致的锅炉效率降低等，使锅炉能够长期安全稳定高效运行。具有较好的社会效益和经济效益。

3、本实用新型的分离返料调控***，采用高效分离器，实现分离效率可调节，同时集成备用SNCR脱硝接口，实现了流态再构后的NO_X协同高效脱出；

4、本实用新型的分离返料调控***，采用非机械式的自平衡返料器，实现了返料灰能控量，同时集成石灰石脱硫接口，实现了流态再构后的SO₂协同高效脱出；

5、本实用新型的分离返料调控***，实现流态再构后，炉膛下部大颗粒浓度大幅减少，从而减轻了炉膛下部浓相区防磨层的磨损，特别是防磨层与膜式壁交界处的磨损，提高锅炉可用率，实现安全运行；

6、利用本实用新型的分离返料调控***，实现流态再构后，低排放型循环流化床锅炉运行时二次风区域物料浓度降低，二次风穿透扰动效果增强，炉膛上部气固混合效果得以改进，提高锅炉燃烧效率、降低煤耗量，实现节煤燃烧；炉膛下部更容易形成还原性气氛，热力型NO_X生成减少，降低NO_X的原始排放，实现低氮燃烧，提高了锅炉的燃烧效率，抑制了氮氧化物生成。

7、排渣管布置在炉膛底部两侧，通过排渣调节阀排出燃料燃烧后形成的粗渣，排灰渣管布置炉膛底部中间位置，对应返料腿连接炉膛的方向，控制排灰渣调节阀可排出返料灰和燃料燃烧后形成的细渣。

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步地说明：

附图说明

图1是本实用新型低排放型循环流化床锅炉分离返料调控***的整体示意图；

图2是冷渣机、冷灰渣机、冷灰机和除灰渣机相互作用关系的平面布置示意图；

图3是冷渣机、冷灰渣机和除灰渣机相互作用关系的平面布置示意图；

图4是冷渣机、冷灰渣机、冷灰机和除灰渣机相互作用关系的立面布置示意图；

图5是图1的I处局部放大图；

图6是图1的II处局部放大图；

图7是图1的K-K剖视图；

图8是利用本实用新型分离返料调控***的低排放型循环流化床锅炉的总装示意图；

图9是沿图8中C-C线和D-D线的剖视图。

具体实施方式

参见图1-图5所示，本实施方式的低排放型循环流化床锅炉分离返料调控***包括炉膛1、分离器2和返料器3；所述分离返料调控***还包括排渣管6、排渣调节阀7、冷渣机8、排灰渣管9、排灰渣调节阀10、冷灰渣机11、排灰管12、排灰调节阀13、冷灰机14 和除灰渣机15；

所述返料器3的立料管3-1安装在返料器3的返料阀3-2上部，返料器3的返料腿3-3安装在所述返料阀3-2的侧面，返料器3的风帽3-5安装在所述返料阀3-2的底部，返料器3的风室3-6安装在所述返料阀3-2的下部，排灰管12的入口端伸入所述风室3-6与所述返料阀3-2底部连通，所述排灰管12的出口端与冷灰机14连接，所述排灰调节阀13安装在所述排灰管12上，所述冷灰机14与除灰渣机15连接，所述返料腿3-3与炉膛1后下部连通，返料器3的立料管3-1上沿竖向布置有多个观察孔3-4，所述返料腿3-3上设置有石灰石脱硫接口3-7；

分离器2的中心筒2-1包括固定筒2-1-1和活动筒2-1-2，固定筒2-1-1安装在分离器 2的竖直段2-3顶部，固定筒2-1-1与尾部烟道4连接，活动筒2-1-2壁面上沿长度方向设置有多组过孔，固定筒2-1-1壁面上开有贯通的一组通孔，活动筒2-1-2通过一组通孔和任意一组过孔的销轴固定在固定筒2-1-1内实现位置可调，中心筒2-1长度可变，所述进出口调速段2-2的侧部均布设置有多个SNCR脱硝接口2-6，分离器2的进出口调速段 2-2安装在分离器2的竖直段2-3侧面，分离器2的锥段2-4安装在所述竖直段2-3下部，所述进出口调速段2-2与炉膛1上部后出口连接，所述锥段2-4与所述立料管3-1连接；

炉膛1的底部在长度方向的两端分别安装有排渣管6和排灰渣管9，排渣调节阀7安装在排渣管6上，排渣管6与冷渣机8连接，排灰渣调节阀10安装在排灰渣管9上，排灰渣管9与冷灰渣机11连接，冷渣机8和冷灰渣机11分别与除灰渣机15连接。

如图6，观察孔3-4的数量为三个，三个观察孔3-4竖向呈一字形排列，相邻两个观察孔的间距H1为0.5m。进一步地，立料管3-1内的返料灰高度H可视范围为2-3m，且返料灰的顶部位于下部的观察孔3-4位置时，H为2m，返料灰的顶部位于上部的观察孔3-4位置时，H为3m。本实施例中通过宽范围控制返料灰量，保证立料管内的返料灰高度H≥2.5m, 防止塌灰和烟气返窜及结焦，控制炉膛内温度在800-900℃范围内，此温度更适合炉膛内石灰石脱硫，宽范围可控量返料器提供适合的温度范围、充足反应时间等，使石灰石利用率增高，提高炉膛内脱硫效率，实现SO₂污染物超低排放。本实施例通过宽范围控制返料灰量，保证立料管内的返料灰高度，控制炉膛内温度在800-900℃范围内，此温度可降低热力型 NO_X生成，在炉膛内实现低氮燃烧，实现NO_X污染物超低排放。

如图1所示，所述进出口调速段2-2在高度方向上混凝土层2-5的厚度可调。可选地，进出口调速段2-2的进、出口在高度方向上的混凝土层2-5的厚度同时增加或同时减少。采用改变进出口调速段的进出口高度，来调节烟气流经速度，调节分离器效率，控制分离灰量，炉膛床温达到设计值，实现燃料燃烧完全，保证锅炉节能运行。

可选地，如图7所示，所述进出口调速段2-2的出口处在宽度方向上的混凝土层2-5的厚度变化时，出口处宽度的变化范围为B1-B2。通过调整进出口调速段2-2的出口处在宽度方向上混凝土层2-5的厚度变化，进出口调速段2-2的出口处内侧面与和竖直段2-3的轴线相垂直的水平线的夹角变化范围为β2-β1，进而进出口调速段2-2的出口宽度的变化范围为B1-B2。采用改变进出口调速段的出口处宽度，来调节烟气流经速度，调整分离器结构的分离效率，控制分离灰量，避免发生燃烧不稳定熄火或结焦导致的停炉，保证锅炉安全运行。

图8和图9是本实用新型应用于低排放型循环流化床锅炉的示例图，低排放型循环流化床锅炉主体以及炉膛1和返料器3可采用现有技术专利文献CN207146381U的。

通过安装在进出口调速段2-2侧部的SNCR脱硝接口2-6，将含有NH_X基的还原剂尿素溶液或氨水等喷入调速段后热分解成NH₃与烟尘进入分离器，NH₃与烟尘中的NO_X进行SNCR气相反应，脱出烟尘中的NO_X并生成N₂和HO₂，实现炉内脱硝。通过炉膛1进入分离器内的烟尘将石灰石主要成分CaCO₃继续被加热并发生反应，生成CaO和CO₂，燃料燃烧产生的SO₂扩散到CaO的表面和内孔，在有氧气参与的情况下，CaO吸收烟尘中的SO₂并生成CaSO₄，实现炉内脱硫。通过在返料器3上的石灰石脱硫接口3-7集成后给入石灰石，实现炉内石灰石脱硫；通过安装在分离器上SNCR脱硝接口2-6集成，可实现炉内SNCR低成本脱硝，主动控制NO_X生成和NO_X、SO₂炉内脱出，实现NO_X和SO₂污染物超低排放。

利用本实用新型分离返料调控集成***，锅炉在低负荷或燃料突变时运行时，通过单独控制分离灰量、排灰渣和排灰，或者联合控制分离灰量和排灰渣以及排灰渣和排灰的方法，实现锅炉在低负荷或燃料突变时分离灰量、返料灰量及炉膛床料可调节，使炉膛内温度场合理，稳定温度控制在800-900℃范围内，避免发生燃烧不稳定熄火或结焦导致的停炉、炉内低氮燃烧环境差和脱硫效率低导致的环保排放不达标、燃料不完全燃烧导致的锅炉效率降低等，使锅炉能够长期安全稳定高效运行，NO_X和SO₂污染物超低排放。

本实用新型已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本实用新型技术方案范围。

Claims (5)

1.低排放型循环流化床锅炉分离返料调控***，它包括炉膛(1)、分离器(2)和返料器(3)；其特征在于：所述分离返料调控集成***还包括排渣管(6)、排渣调节阀(7)、冷渣机(8)、排灰渣管(9)、排灰渣调节阀(10)、冷灰渣机(11)、排灰管(12)、排灰调节阀(13)、冷灰机(14)和除灰渣机(15)；

所述返料器(3)的立料管(3-1)安装在返料器(3)的返料阀(3-2)上部，返料器(3)的返料腿(3-3)安装在所述返料阀(3-2)的侧面，返料器(3)的风帽(3-5)安装在所述返料阀(3-2)的底部，返料器(3)的风室(3-6)安装在所述返料阀(3-2)的下部，排灰管(12)的入口端伸入所述风室(3-6)与所述返料阀(3-2)底部连通，所述排灰管(12)的出口端与冷灰机(14)连接，所述排灰调节阀(13)安装在所述排灰管(12)上，所述冷灰机(14)与除灰渣机(15)连接，所述返料腿(3-3)与炉膛(1)后下部连通，返料器(3)的立料管(3-1)上沿竖向布置有多个观察孔(3-4)，所述返料腿(3-3)上设置有石灰石脱硫接口(3-7)；

分离器(2)的中心筒(2-1)包括固定筒(2-1-1)和活动筒(2-1-2)，固定筒(2-1-1)安装在分离器(2)的竖直段(2-3)顶部，固定筒(2-1-1)与尾部烟道(4)连接，活动筒(2-1-2)壁面上沿长度方向设置有多组过孔，固定筒(2-1-1)壁面上开有贯通的一组通孔，活动筒(2-1-2)通过一组通孔和任意一组过孔的销轴固定在固定筒(2-1-1)内实现位置可调，中心筒(2-1)长度可变，分离器(2)的进出口调速段(2-2)安装在分离器(2)的竖直段(2-3)侧面，所述进出口调速段(2-2)的侧部均布设置有多个SNCR脱硝接口(2-6)，分离器(2)的锥段(2-4)安装在所述竖直段(2-3)下部，所述进出口调速段(2-2)与炉膛(1)上部后出口连接，所述锥段(2-4)与所述立料管(3-1)连接；

炉膛(1)的底部在长度方向的两端分别安装有排渣管(6)和排灰渣管(9)，排渣调节阀(7)安装在排渣管(6)上，排渣管(6)与冷渣机(8)连接，排灰渣调节阀(10)安装在排灰渣管(9)上，排灰渣管(9)与冷灰渣机(11)连接，冷渣机(8)和冷灰渣机(11)分别与除灰渣机(15)连接。

2.根据权利要求1所述低排放型循环流化床锅炉分离返料调控***，其特征在于：观察孔(3-4)的数量为三个，三个观察孔(3-4)竖向呈一字形排列，相邻两个观察孔的间距(H1)为0.5m。

3.根据权利要求2所述低排放型循环流化床锅炉分离返料调控***，其特征在于：立料管(3-1)内的返料灰高度H可视范围为2-3m，且返料灰的顶部位于下部的观察孔(3-4)位置时，H为2m，返料灰的顶部位于上部的观察孔(3-4)位置时，H为3m。

4.根据权利要求1、2或3所述低排放型循环流化床锅炉分离返料调控***，其特征在于：所述进出口调速段(2-2)在高度方向上混凝土层(2-5)的厚度可调。

5.根据权利要求4所述低排放型循环流化床锅炉分离返料调控***，其特征在于：所述进出口调速段(2-2)的出口处在宽度方向上混凝土层(2-5)的厚度变化时，出口处宽度的变化范围为B1-B2。

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