专利名称：塔型复合床式循环流化床热水锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到锅炉技术领域，具体为塔型复合床式循环流化床热水锅炉。
背景技术：
我国城市集中供热事业的发展推动着热水锅炉的大型化进程，循环流化床热水锅炉以其适宜于在燃烧 过程中高效率地脱除二氧化硫和有效地燃烧劣质煤等优点，已经在集中供热领域得到了相当广泛的应用。
然而，随着循环流化床热水锅炉的大型化，在设计上均不得不采用大幅度提高的炉内飞灰物料循环倍 率，通过颗粒对流传热的形式增加炉膛稀相区受热面的吸热量来弥补由于取消埋管受热面所导致的炉膛密 相区内吸热量减少的方法来提高炉膛截面热负荷，以解决锅炉容量增大后流化床燃烧室截面过大的问题， 同时采用高温旋风分离器来保证飞灰物料的再循环。目前，大型循环流化床热水锅炉的炉膛截面热负荷已 经提高到3 5MW/m2,其相应的流化风速也提高到5~8m/s。运行实践表明，采用较高的流化风速将会带 来了一些难以解决的技术问题，影响了集中供热系统的正常运行。
目前运行的大型循环流化床热水锅炉中存在的主要问题如下
(1) 现有大型循环流化床热水锅炉均由采用较高的流化风速，导致炉膛水冷壁和耐火层、高温旋风 分离器耐火层的磨损速度很高，这不仅使得锅炉的维修量增大，更主要的是致使炉膛内水冷壁等受热面的 使用寿命大为降低
(2) 循环床锅炉炉内具有布风装置和气固分离器等部件，并且，炉膛内具有大量循环的飞灰床料。 由于采用较高的流化风速，现有大型循环流化床热水锅炉的运行电耗很高，同时也导致运行费用很高；
(3) 在额定负荷下，现有大型循环流化床热水锅炉的循环飞灰物料的温度在设计上仅比密相区床料 的温度低20~50°C。当循环飞灰物料中存在的未燃尽炭粒在通过高温旋风分离器下部立管进入回料阀时， 如果送入回料阀的返料风量控制不好或高温烟气的反串会造成未燃尽的炭粒再燃，导致结渣，造成回料系 统堵塞，使系统循环停止，被迫停炉。此外，若循环物料量过大，返料不畅也会形成非结渣性的堵塞现象。 因此，目前运行的大型循环流化床热水锅炉回料装置内结渣堵塞事故发生频率高。
(4) 现有大型循环流化床热水锅炉为了保证具有较高的飞灰物料循环倍率，其要求燃煤及其产生的 飞灰具有较小的粒径，而其高温旋风分离器由于直径较大，对细颗粒飞灰的分离效率较低，导致锅炉的初 始排尘浓度往往偏高。从目前己投入运行的大型循环流化床热水锅炉的测试数据来看，一些锅炉的初始排尘 浓度远高于15000mg/Nm3的国家标准。
(5) 为保证不能被高温旋风分离器所分离的细煤颗粒在炉膛内能够燃尽，必须使细煤颗粒在炉膛内 有足够的燃烧时间，因此，流化风速较高的现有大型循环流化床热水锅炉在设计上的不得不采用较高的炉 膛的高度。其钢架也必须相应地增高，导致其钢材耗量很大，锅炉制造成本很高。
综上可以看出，为了发展大型循环流化床热水锅炉，必须研制开发出运行稳定可靠、热效率高、能耗低的更加高效可靠的新型循环流化床热水锅炉。 发明内容
针对现有大型循环流化床热水锅炉的上述问题，本实用新型提供了塔型复合床式循环流化床热水锅炉。
本实用新型的技术方案是-
(1) 根据不同的锅炉容量，沿炉膛高度分别设置有多层流化床燃烧室，燃烧室内设置有埋管受热面， 采用低流化风速来减少耐火层和受热面的磨损和降低锅炉的运行电耗。同时，在各层流化床燃烧室的上部 悬浮段设置有组合式二次风，保证挥发分和细小碳粒及时燃尽。由于采用多层流化床燃烧室，每层燃烧室 可以独立运行，使启动和运行负荷调节更加灵活，负荷调节范围更广。
(2) 采用塔型结构，在炉膛内除设置有埋管受热面外，还在炉膛空间内设置有用于加热工质的炉膛 内热辐射和对流复合受热面。
(3) 锅炉炉膛出口上部设置有卧式空气预热器，在空气预热器入口处可以采用惯性分离的方式将烟 气中携带的、较大粒径的未燃尽碳粒和灰粒分离出来，并通过其下部设置的沉降灰斗和沉降灰回送料腿将 分离下来的碳粒和灰粒回送入流化床燃烧室。
(4) 由于现有大型循环流化床热水锅炉炉膛内的床料处于湍流或快速流态化的状态，因此其流化风 所消耗的功率应接近正比于风速的平方。塔型复合床式循环流化床热水锅炉可将流化风速从现有的循环流 化床锅炉的5~8m/s降低到1.5~2.5m/s，其流化风所消耗的功率则会大大下降，解决了大型循环流化床热水 锅炉的运行电耗过高的问题。
(5) 将飞灰物料的低温旋风分离器设置在锅炉的上部、空气预热器的侧后两侧。由于旋风分离器设 置在锅炉系统的低温部位，大大降低了所处理烟气的体积流量，这不仅会节省旋风分离器的材料，而且可 选择多个小直径旋风筒组合形式来提高旋风分离器的气固分离效率。旋风分离器分离下的飞灰则通过灰斗 和料腿，被燃料输送机送入流化床燃烧室，形成飞灰的循环燃烧。此外，低温旋风分离器分离下来的飞灰 物料的温度很低，不会发生再燃结渣，堵塞回料系统的问题，使飞灰循环系统的可靠性大大提高。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点
(1) 由于流化风速低，可以有效地解决目前为了实现大型化而采用较高飞灰物料循环倍率的循环流 化床锅炉所存在的炉膛耐火层和受热面磨损、运行电耗过高严重问题；
(2) 采用低温气固分离、低循环倍率运行，运行可靠、出力大、热效率高；
(3) 采用多层流化床燃烧室，每层燃烧室可以独立运行，这将使启动和运行负荷调节更加灵活，负 荷调节范围更广。
(4) 锅炉高度低，节约钢材，并会大大降低锅炉房的造价，节约基本建设投资；
(5) 锅炉的初始排尘浓度低。
图)是本实用新型主视图的剖视图。
图2是图！中A-A截面的剖视图。
图3是图1中B-B截面的剖视图。
图4是实施例1的留i中C-C截面的剖视图。
图5是实施例2的阁1中C-C截面的剖视图。
图中件号说明
、燃料输送机；2、下层流化床燃烧室；3、中层流化床燃烧室；4、上层流化床燃烧室；5、空气预 热器沉降灰斗；6、空气预热器下部烟室；7、空气预热器；8、锅筒；9、锅炉热水汇集集箱；10、再循环 管；U、锅炉烟气出口； 12、锅炉冋水分配集箱；13、炉膛内热辐射和对流复合受热面；14、低温旋风分 离器；15、低温旋风分离器料腿；16、塊管受热面；17、空气预热器出口烟道；18、低温旋风分离器出口 烟道；19、炉膛内旗式受热面；20、炉膛内蛇形管受热面。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新港的实施方案进行详细描述。塔型复合床式循环流化床热水锅炉包括在炉膛 前部沿高度方向从下到上设置的下层流化床燃烧室2、中层流化床燃烧室3和上层流化床燃烧室4。各层 流化床燃'烧室内都配置有埤管受热面和与其相联通的燃料输送机。在炉膛后部、沿高度方向从下到上设置 有多组炉膛内热辐射和对流复合受热面。炉膛出口设置在炉膛上部前恻，空气预热器7则设置在炉膛出口 前部并ij其相连通，低温旋风分离器M设置在空气预热器7的后部，空气预热器7通过空气预热器下部 烟室6、空气预热器出口烟道17与低温旋风分离器14相连通，低温旋风分离器14的出口烟道18则与锅 炉烟气出口 11相联通。低温旋风分离器14下部设置有与其相联通的低温旋风分离器料腿15和分别与低 温旋风分离器料腿15和下层流化床燃烧室2相联通的燃料输送机1。
锅炉运行时，各层给煤机分别将煤或其他l賴体燃料送入勾其相联通的下层流化床燃烧室2、中层流化 床燃烧室3或上层流化床燃烧室4内燃烧。各层流化床燃烧室内的埋管受热面则分别将燃料燃烧产生的热 幫.传递给在其内流动的工质。下层流化床燃烧室2、中层流化床燃烧室3和上层流化床燃烧室4内燃料燃 烧产生的热烟气将在炉膛内上升，冲刷炉膛内设置的炉膛热辐射和对流复合受热面13。然后通过炉膛出口 排出炉膛。受到热烟气冲刷的炉膛热辐射和对流复合受热面13则将热量传递给在其内流动的工质。排出 炉膛的热烟气将顺序通过空气预热器7、空气预热器下部烟室6、空气预热器出口烟道17、低温旋风分离 器14和低温旋风分离器出口烟道18，然后从锅炉烟气出口 11排出。低温旋风分离器分离下的飞灰则通过 低温旋风分离器料腿15和燃料输送机1被送入下层流化床燃烧室2，形成飞灰的循环燃烧。同时，在炉膛 出口处，流动的热烟气中飞灰的一部分将沉降到其下部设置的沉降灰斗5中，并依靠重力回送到与其相联 通的中层流化床燃烧室3内迸行循环燃烧。.本实用新型的实施例1是将图1所示的炉膛内热辐射和对流复合受热面13采用图4中C-C截面的剖 视图所表示的旗式受热面19的形式。
本实用新型的实施例2是将图1所示的炉膛内热辐射和对流复合受热面13采用图5中C-C截面的剖 视图所表示的蛇形管受热面20的形式。
本实用新型的实施例1和实施例2，除炉膛内热辐射和对流复合受热面13采用上述不同形式的受热面 外，其它部件结构设置和运行方式均相同。
本实用新型也可采用在炉膛前部、沿高度方向从下到上设置二层、四层或五层流化床燃烧室的结构方式。
上面的描述是用于实现本实用新型及其实施例，本领域技术人员应该理解。在不脱离本实用新型范围 内热任何修改和局部替换，均属于本实用新型权利要求来限定的范围。
权利要求1、塔型复合床式循环流化床热水锅炉包括有流化床燃烧室、炉膛内热辐射和对流复合受热面、空气预热器和低温旋风分离器，其特征是锅炉采用塔式结构，炉膛内沿高度方向从下到上设置的、有埋管受热面的下层流化床燃烧室(2)、中层流化床燃烧室(3)和上层流化床燃烧室(4)，也可采用在炉膛内沿高度方向从下到上设置二层、四层或五层流化床燃烧室的结构方式。
2、 根据权利耍求l所述的塔型复合床式循环流化床热水锅炉，其特征是炉膛后部、沿高度方向从下 到上设置有多组炉膛内热辐射和对流复合受热面(13)。
3、 根据权利耍求1所述的塔型复合床式循环流化床热水锅炉，其特征是炉膛出口设置在炉膛上部前 侧，空气预热器(7)则设置在炉膛出口前部并与其相连通，并将低温旋风分离器(14)设置在空气预热 器(7)的后部，低温旋风分离器(14)的下部则通过低温旋风分离器料腿(15)和燃料输送机(1)与下 层流化床燃烧室(2)相连通，用于将其分离下的飞灰，送入下层流化床燃烧室(2),形成飞灰循环燃烧， 也可采用将燃料输送机(1)设置成与中层流化床燃烧室(3)或上层流化床燃烧室(4)相联通的结构方 式。
专利摘要塔型复合床式循环流化床热水锅炉属于锅炉技术领域。塔型复合床式循环流化床热水锅炉采用塔式结构，沿炉膛高度设置有多层流化床燃烧室，燃烧室内设置有埋管受热面，每层燃烧室可以独立运行，采用低流化风速来减少耐火层和受热面的磨损和降低锅炉的运行电耗。在炉膛内设置有多组旗式受热面或蛇形管受热面。锅炉炉膛出口上部设置有空气预热器，其后设置有低温旋风分离器，分离下来的飞灰物料通过其灰斗、料腿和燃料输送机送入流化床燃烧室，形成飞灰的循环燃烧。
文档编号F23C10/26GK201382551SQ20092009918
公开日2010年1月13日 申请日期2009年2月26日 优先权日2009年2月26日
发明者芃 董 申请人:哈尔滨工大格瑞环保能源科技有限公司