CN212618251U - 低排放型循环流化床锅炉的可控量返料器装置 - Google Patents

Abstract

低排放型循环流化床锅炉的可控量返料器装置，所述返料器包括立料管、返料阀、返料腿、风帽和风室；立料管安装在现有的分离器的下部，立料管安装在返料阀上部，返料腿安装在返料阀侧面，返料腿与现有的炉膛后下部连通，风帽安装在返料阀底部，可控量返料器装置还包括排灰管、排灰调节阀、风机、返料风管、返料风量调节阀和冷灰除渣器；排灰管的入口端伸入风室与返料阀底部连通，排灰管的出口端与冷灰除渣器连接，排灰管上安装有排灰调节阀，返料风管上安装有返料风量调节阀。本实用新型使锅炉在低负荷或燃料突变时，通过宽范围调节，保证最佳返料灰量，实现高效燃烧和稳定运行，使NO_X和SO₂初始超低排放。

Description

低排放型循环流化床锅炉的可控量返料器装置

技术领域

本实用新型涉及一种返料器装置，特别涉及一种低排放型循环流化床锅炉的可控量返料器装置。

背景技术

随着采用自平衡返料器的低排放型循环流化床锅炉广泛应用，取得较好的污染物低排放效果，但是更换燃料和突变负荷会影响锅炉安全稳定运行、节能燃烧和污染物超低排放。传统的返料器装置不可调节返料量，导致锅炉更换燃料和突变负荷时返料量发生较大变化，出现了返料量增多或减少现象，锅炉负荷下降或燃料热值降低时返料量过多的问题，致使炉膛内床温过低，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、节能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返料灰量大幅变化的问题，进而提供一种低排放型循环流化床锅炉的可控量返料器装置。采用可控量返料器装置，通过控制返料量，使锅炉在低负荷或燃料突变时返料量过多的问题得已解决，炉膛床温达到设计值，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。

本实用新型的技术方案为：低排放型循环流化床锅炉的可控量返料器装置包括返料器，所述返料器包括立料管、返料阀、返料腿、风帽和风室；立料管安装在现有的分离器的下部，立料管安装在返料阀上部，返料腿安装在返料阀侧面，返料腿与现有的炉膛后下部连通；立料管上设置有多个观察孔，风帽安装在返料阀底部，风室安装在返料阀下部，返料腿上设置有石灰石脱硫接口；

所述可控量返料器装置还包括排灰管、排灰调节阀、风机、返料风管、返料风量调节阀和冷灰除渣器；排灰管的入口端伸入风室与返料阀底部连通，排灰管的出口端与冷灰除渣器连接，排灰管上安装有排灰调节阀，返料风管的一端固装在风室内并与风帽的内管芯连通，风机的返料风口与返料风管的另一端连接，返料风管上安装有返料风量调节阀。

本实用新型相比现有技术的有益效果是：

1、本实用新型的可控量返料器装置，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。

2、本实用新型采用返料风量调节阀，调节返料器内返料风量，通过控制返料风量来调整立料管内的返料灰高度，控制返料灰量，使锅炉在低负荷或燃料突变时，保证返料灰量，实现锅炉稳定运行；

3、本实用新型采用排灰调节阀调节排返料灰方式，来调整立料管内的返料灰高度，控制返料灰量，使炉膛床温达到设计值，实现燃烧完全，保证锅炉节能运行，NO_X初始超低排放；

4、本实用新型采用控制返料风量和排返料灰方式来控制返料灰量，调整立料管内的返料灰高度，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；

5、本实用新型采用返料腿上集成石灰石脱硫接口，石灰石在返料腿内提前热解，在炉膛内煅烧后脱硫，具有脱硫效率高，投资成本低，运行成本少和占地面积小的技术优势，SO₂脱出效率提高到99.8％以上，具有较好的经济效益和社会效益。实现了由炉外处理到炉内低排的转变，从炉内源头降低污染物排放，进而使锅炉SO₂初始超低排放。

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是本发明低排放型循环流化床锅炉的可控量返料器装置的整体示意图；

图2是图1中Ⅰ处局部放大图；

图3是图1中排灰管、风管分别与风室连接关系图；

图4是沿图3中C-C线的剖面图；

图5是图1中排灰管和冷灰机以及返料风管和风机连接关系图；

图6是本实用新型可控量返料器装置应用于低排放型循环流化床锅炉的关联示意图；

图7是利用本实用新型可控量返料器装置的低排放型循环流化床锅炉的总装示意图。

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的可控量返料器装置包括返料器3，所述返料器包括立料管3-1、返料阀3-2、返料腿3-3、风帽3-5和风室3-6；立料管3-1安装在现有的分离器2的下部，立料管3-1安装在返料阀3-2上部，返料腿3-3安装在返料阀3-2侧面，返料腿3-3与现有的炉膛1后下部连通；立料管3-1上设置有多个观察孔3-4，风帽3-5安装在返料阀3-2底部，风室3-6安装在返料阀3-2下部，返料腿3-3上设置有石灰石脱硫接口3-7；

所述可控量返料器装置还包括排灰管12、排灰调节阀13、风机16、返料风管17、返料风量调节阀18和冷灰除渣器；

排灰管12的入口端伸入风室3-6与返料阀3-2底部连通，排灰管12的出口端与冷灰除渣器连接，排灰管12上安装有排灰调节阀13，返料风管17的一端固装在风室3-6内并与风帽3-5的内管芯连通，风机16的返料风出口与返料风管17的另一端连接，返料风管17上安装有返料风量调节阀18。

可选地，如图1和图5所示，所述冷灰除渣器包括冷灰机14和除灰渣机15；排灰管12的出口端与冷灰机14连接，冷灰机14与除灰渣机15连接。所述风帽3-5可选用现有技术专利文献：CN205299504U。

如图1、图6和图7所示，分离器2内的分离灰流入立料管3-1后，进入返料阀3-2，在经风帽3-5进入的返料风流化作用下，返料灰通过返料腿3-3流入炉膛1下部，引燃从给料装置5给入的燃料；

如图1和图5所示，可选地，风机16采用罗茨风机，罗茨风机提供的返料风经返料风管17进入风室3-6后通过风帽3-5进入返料阀3-2内流化返料灰，通过返料风量来调节返料灰在立料管3-1内的高度，通过控制返料风量调节阀18，调节返料阀3-2内返料风量。

排灰管12穿过风室3-6与返料阀3-2底部连通，通过排放返料阀3-2内的返料灰，保证立料管3-1内的返料灰高度，排灰管12上安有排灰调节阀13，通过排灰调节阀13调节，控制立料管3-1内返料灰高度H，通过观察孔3-4可判断立料管3-1内返料灰高度H可视范围在2-3m，返料阀3-2内的灰经排灰管12进入冷灰机14进行冷却，经排灰管12排除的多余返料灰通过冷灰机14冷却后进入除灰渣机15并输送到渣仓。本实施例的排灰管12采用内管外套外管结构，中心形成空气夹层，外管外敷保温层，达到隔热保温效果，防止排灰时排灰管高温形成的危险源。本实施例的排灰管采用内管外套外管结构，内管与外管通过金属膨胀节进行过渡连接密封，吸收内管与外管因受热不同导致的膨胀量不同。

可选地，如图3所示，所述排灰管12包括内管12-1、外管12-2、保温层12-3和膨胀节12-4；外管12-2套在内管12-1的外部，内管12-1的入口端穿过风室3-6与返料阀3-2底部连通，外管12-2的一端与风室3-6外壁焊接，外管12-2的另一端与内管12-1通过膨胀节12-4过渡连接，外管12-2外部敷有保温层12-3，内管12-1的出口端安装有排灰调节阀13，内管12-1的出口端与冷灰机14连接。

可选地，如图1和图2所示，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，防止塌灰熄火和烟气反窜结焦，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，实现污染物SO₂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，实现污染物NO_x超低排放。

图6-图7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可基于现有技术专利文献CN207146381U。

下面结合图1-图7说明返料风量和返料灰量的可控方法，通过调节罗茨风机供给的返料风量和排灰管排放返料灰量，来调节返料灰在立料管内的返料灰高度H≥2.5m，使锅炉在低负荷下或燃料突变时返料灰量发生大幅变化的问题得已解决，炉膛床温达到设计值，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，分别有两种单独控量方法，通过两种单独控量方法组合后，可实现联合控量方法。

单独控量方法一：罗茨风供的返料风经返料风管17进入风室3-6后，通过风帽3-5进入返料阀3-2内流化返料灰，通过返料风量来调节返料灰在立料管3-1内的高度，返料风管17上安装返料风调节阀18，调节返料风量；

单独控量方法二：排灰管12穿过风室3-6与返料阀3-2底部连通，通过排放返料阀3-2内的返料灰，使立料管3-1内的返料灰高度H≥2.5m，返料阀3-2内的返料灰经排灰管12进入冷灰机14进行冷却，排灰管12上安有排灰调节阀13，调节排出返料灰量；

联合控量方法：当返料灰量过多时，为保证立料管3-1内的返料灰高度H≥2.5m，通过增加返料风量调节阀开度来增大返灰量，如果返料风量调节阀全开后，立料管3-1内的返料灰高度仍大于3m，可以通过增大排灰调节阀13开度进行排灰调节，加大排灰管12的排灰量，保证立料管3-1内的返料灰高度H≥2.5m；当返料灰量过少时，为保证立料管3-1内的返料灰高度H≥2.5m，可以通过减小排灰调节阀开度进行排灰调节，降低排灰管1的排灰量，如果排灰调节阀13全关后，立料管内的返料灰高度仍小于2m，可通过减少返料风量调节阀开度来降低返灰量，保证立料管3-1内的返料灰高度H≥2.5m；

通过安装在返料腿3-3上的石灰石脱硫接口3-7，使石灰石给入后与返料灰同时进入炉膛1，石灰石中的主要成分CaCO₃被迅速地加热并发生煅烧反应，生成CaO和CO₂，煅烧反应后产生多孔疏松的CaO，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SO₂并生成CaSO₄，实现炉内脱硫，实现SO₂初始超低排放。

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的可控量返料器装置，它包括返料器(3)，所述返料器包括立料管(3-1)、返料阀(3-2)、返料腿(3-3)、风帽(3-5)和风室(3-6)；立料管(3-1)安装在现有的分离器(2)的下部，立料管(3-1)安装在返料阀(3-2)上部，返料腿(3-3)安装在返料阀(3-2)侧面，返料腿(3-3)与现有的炉膛(1)后下部连通；风帽(3-5)安装在返料阀(3-2)底部，风室(3-6)安装在返料阀(3-2)下部，返料腿(3-3)上设置有石灰石脱硫接口(3-7)；

其特征在于：所述可控量返料器装置还包括排灰管(12)、排灰调节阀(13)、风机(16)、返料风管(17)、返料风量调节阀(18)和冷灰除渣器；

所述立料管(3-1)上沿竖向布置有多个观察孔(3-4)，排灰管(12)的入口端伸入风室(3-6)与返料阀(3-2)底部连通，排灰管(12)的出口端与冷灰除渣器连接，排灰管(12)上安装有排灰调节阀(13)，返料风管(17)的一端固装在风室(3-6)内并与风帽(3-5)的内管芯连通，风机(16)的返料风出口与返料风管(17)的另一端连接，返料风管(17)上安装有返料风量调节阀(18)。

2.根据权利要求1所述低排放型循环流化床锅炉的可控量返料器装置，其特征在于：所述冷灰除渣器包括冷灰机(14)和除灰渣机(15)；排灰管(12)的出口端与冷灰机(14)连接，冷灰机(14)与除灰渣机(15)连接。

3.根据权利要求2所述低排放型循环流化床锅炉的可控量返料器装置，其特征在于：所述排灰管(12)包括内管(12-1)、外管(12-2)、保温层(12-3)和膨胀节(12-4)；外管(12-2)套在内管(12-1)的外部，内管(12-1)的入口端穿过风室(3-6)与返料阀(3-2)底部连通，外管(12-2)的一端与风室(3-6)外壁焊接，外管(12-2)的另一端与内管(12-1)通过膨胀节(12-4)过渡连接，外管(12-2)外部敷有保温层(12-3)，内管(12-1)的出口端安装有排灰调节阀(13)，内管(12-1)的出口端与冷灰机(14)连接。

4.根据权利要求3所述低排放型循环流化床锅炉的可控量返料器装置，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。

5.根据权利要求4所述低排放型循环流化床锅炉的可控量返料器装置，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。

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