一种小型直流锅炉及其启动和运行水循环方法与流程

本发明涉及一种小型直流锅炉及其启动和运行水循环方法，属于燃烧技术领域。

背景技术：

偏远地区交通不便或水力、风力发电地区负荷不稳定地区，居民生活用电或小型用电需要用到小型移动发电锅炉。同时如地震等应急情况下的紧急供电也需要移动式快装锅炉。此时，考虑系统的供电对象为居民生活用电或小型用电设备供电，机组的功率不宜设置太大，配置供电能力通常为500～6000kw。而且不仅需要检修维护简单，还要设备燃料的适应性广，可以单独燃用生物质，也可以燃用生物质和煤的混合物，还可以单独燃煤。

而这种发电锅炉的小型化，往往使得燃烧和汽水系统空间有限，难以全然利用大型电站锅炉的成熟技术，从而使得其汽水循环需要特殊考虑。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种小型直流锅炉及其启动和运行水循环方法，尤其适用于蒸发量2~4t/h且蒸汽参数1.25~3.82mpa的小型移动发电锅炉。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种小型直流锅炉，包括水平并列连接的气化室、燃烧室、燃尽室和尾部烟道，所述气化室、燃烧室和燃尽室底部设置有阶梯式布置的炉排，且所述燃尽室底部在所述炉排上方形成向所述燃烧室倾斜的炉拱；所述燃烧室上部设有过热器，所述燃尽室内设置有对流管束，所述尾部烟道设置有省煤器；

所述锅炉还包括给水泵、三通阀和分离减温器，所述给水泵与所述省煤器相连，所述三通阀分别与省煤器、对流管束和给水泵相连；所述分离减温器设置在所述对流管束和所述过热器之间。

上述技术方案中，所述分离减温器设置有温控装置；且所述分离减温器与所述给水泵之间设置有连接管。

上述技术方案中，所述三通阀与所述对流管束、所述给水泵之间分别有连接管道，所述连接管道上均设置有流量调节阀。

上述技术方案中，所述锅炉还包括除氧器；所述除氧器与所述给水泵有给水管道相连。

一种小型直流锅炉正常运行的水循环方法，所述方法包括：

使除氧水作为工质通过给水泵进入省煤器换热升温成为热水后，通过三通阀进入到对流管束继续换热升温成为水蒸气；

使水蒸气通过分离减温器进入过热器继续升温成为过热蒸汽；过热蒸汽供发电或直接使用。

上述技术方案中，当所述水蒸气温度过高时，所述分离减温器作为减温器喷入减温水，使水蒸气温度降低后再进入过热器继续升温成为过热蒸汽；过热蒸汽供发电或直接使用。

一种小型直流锅炉启动的水循环方法，所述方法包括：

使除氧水作为工质通过给水泵进入省煤器换热升温成为热水后，进入到三通阀分流；一部分热水被分流返回给水泵入口和除氧水一起，重新进入省煤器换热升温；另一部分热水被分流进入到对流管束继续换热升温；

热水经过对流管束换热后成为汽水混合物，使所述汽水混合物进入分离减温器，所述分离减温器作为汽水分离器对所述汽水混合物进行汽液分离成为水蒸气和热水；使分离后的水蒸气进入过热器继续升温成为过热蒸汽；过热蒸汽供发电或直接使用。

上述技术方案中，使所述分离减温器作为汽水分离器将所述汽水混合物分离下的热水回到所述给水泵入口，与除氧水一起作为工质重新进入省煤器换热升温成为热水，参与汽水循环。

本发明具有以下优点及有益效果：通过省煤器换热水重新循环的方式，保护省煤器避免锅炉启动过程中工质水温度过低造成露点腐蚀，结构及操作简单、经济实用；水循环全部采用直流方式，在很低的高度上保证了汽水系统与烟气系统换热及流动的安全。

附图说明

图1为本发明所涉及的一种小型直流锅炉示意图。

图中：1－进料器；2－气化室；3－燃烧室；4－燃尽室；5－炉排；6－炉排风室；7－尾部烟道；8－过热器；9－分离减温器；10－渣池；11－对流管束；12－除氧器；13－给水泵；14－省煤器；15－三通阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式及工作过程作进一步的说明。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

如图1所示，一种小型直流锅炉，包括水平并列连接的气化室2、燃烧室3、燃尽室4和尾部烟道7，还包括给水泵13、三通阀15和分离减温器9。气化室2顶部设置有进料器1。进料器1采用密封进料。气化室2下部设置有气化剂管，用于通入空气、氧气或水蒸气等气化剂。气化室2内壁设置耐火材料，形成绝热炉墙，使气化室2形成蓄热气化，降低气化温度。

气化室2、燃烧室3和燃尽室4底部设置有阶梯式布置的炉排5，炉排5底部设置有炉排风室6。炉排5沿着物料行进方向倾斜向下布置，倾斜角小于15°。炉排5末端设置落料通道，落料通道底部设置在渣池10中。燃尽室4底部在炉排5上方形成向燃烧室3倾斜的炉拱。

燃料从进料器1密封式进入到气化室2中，在气化室2蓄热气化生成气化气和气化残渣，气化气进入燃烧室3，与燃烧室3通入的氧化剂燃烧产生高温烟气。气化室2下方的气化残渣在炉排5上与从炉排5底部的炉排风室6通入的气化剂作用继续气化，随着炉排5向前推进过程中逐渐燃烧，并最终达到燃尽。燃烧产生的高温烟气在炉拱的导流下也进入燃烧室3。

燃烧室3上部设有过热器8，高温烟气首先与过热器8换热，然后进入燃尽室4。燃尽室4内设置有对流管束11，对流管束11出口与分离减温器9相连。尾部烟道7内设置有省煤器14。进入燃尽室4的烟气与对流管束11换热后进入尾部烟道7与省煤器14换热。

给水泵13与省煤器14相连，三通阀15分别与省煤器、对流管束11和给水泵13相连。三通阀15与对流管束11、给水泵13之间分别有连接管道，连接管道上均设置有流量调节阀。分离减温器9设置在对流管束11和过热器8之间，过热器8入口与分离减温器9连接。

分离减温器9设置有温控装置；且分离减温器9与给水泵13之间设置有连接管。

锅炉还包括除氧器12，除氧器12与给水泵13有给水管道相连。

锅炉正常运行时，通过给水泵13持续补充除氧水；

使除氧水作为工质通过给水泵13进入省煤器14换热升温成为热水后，通过三通阀15进入到对流管束11继续换热升温成为水蒸气；

使水蒸气通过分离减温器9进入过热器8继续升温成为过热蒸汽。此时，分离减温器9作为一个通道。

当水蒸气温度过高时，分离减温器9作为减温器喷入减温水，使水蒸气温度降低后再进入过热器8继续升温成为过热蒸汽。分离减温器9的温控装置不但用于调控分离减温器9的喷水减温，也将蒸汽温度反馈到控制系统，用于调控流量调节阀。

锅炉启动时，

使除氧水作为工质通过给水泵13进入省煤器14换热升温成为热水后，进入到三通阀15。为避免省煤器内工质温度过低造成结露腐蚀，一部分热水被分流返回给水泵13入口和持续补充的除氧水一起，重新进入省煤器14换热升温，提高省煤器14的换热工质温度；另一部分热水被分流进入到对流管束11继续换热升温；

热水经过对流管束11换热后成为汽水混合物，使汽水混合物进入分离减温器9，分离减温器9作为汽水分离器对汽水混合物进行汽液分离成为水蒸气和热水；使分离后的水蒸气进入过热器8继续升温成为过热蒸汽。

使分离减温器9作为汽水分离器将汽水混合物分离下的热水通过连接管回到给水泵13入口，与除氧水一起作为工质重新进入省煤器换热升温，继续参与汽水循环。

过热器11出口与汽轮机相连，将过热蒸汽供给汽轮机发电。汽轮机发电后的乏汽经过凝汽器换热并进一步冷却后回到除氧器12供锅炉使用。过热蒸汽也可以供工艺直接使用，此时除氧器12通过锅炉给水补充。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。