循环流化床均匀配风系统的制作方法

本实用新型涉及一种循环流化床，尤其涉及一种循环流化床配风系统。

背景技术：

循环流化床锅炉独特的流体动力特性和结构使其具备燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫、低氮氧化物排放、负荷调节范围大等许多独特的优点。但是，大多数的流化床气流分布不均，导致电耗大、容易磨损和结焦、能耗高，改变这种不良状况的措施之一就是对布风系统进行合理的设计。

布风系统是循环流化床锅炉中的核心系统之一，布风的均匀性是保证整个系统正常运转的支柱，不合理的布风会影响锅炉整体的燃烧工况，甚至根本不能实现流化床燃烧。因此，合理、均匀的布风是保证循环流化床锅炉正常流化、稳定燃烧与安全运行的关键。

如中国专利申请第201520859139.1号公开了一种均匀布风的循环流化床锅炉布风系统，包括单侧进风的风室，风室顶部为布风板，风室底部沿进风方向高度渐高形成一倾角，布风板沿进风方向分成至少3个区域，且沿进风方向各区域的阻力逐渐增大，风室底部倾角范围为5～15度，布风板上各区域的风帽结构形式相同，通过调整布风板上不同区域开孔密度的方式来改变各区域的阻力特性。该专利申请通过调整布风板上不同区域的阻力特性，设计沿深度方向阻力特性递变的布风板，从而达到布风均匀的目的。然而，该专利申请所设计的均匀布风的循环流化床锅炉布风系统仅能实现布风板的3个区域的布风量的均匀，无法实现在布风板中任一开孔的出风量均匀。

又如中国专利第201210192671.3号公开的一种层燃炉风室入口均 匀配风装置，包括安装在层燃炉风室进口上部的反“J”形上隔板，上隔板的顶端距离炉排10～40mm，上隔板的上直段长度为10～20mm，下直段长度为25～40mm，上隔板总高度H1＝a+(0.3～0.4)x；上隔板的垂直部分开设“平衡孔”2；上隔板离风室进风口的距离S1＝(0.5～0.6)×(0.25～0.3)L；其中a为炉排与进风口上部的距离，x为进风口的高度，L为风室长度。然而，该专利申请所设计的层燃炉风室入口均匀配风装置仅采用反“J”形特殊形状的上隔板无法完全避免部分气体的在配风装置中出现漩涡和回流的情况。

因此，提供一种避免气体出现漩涡和回流并能实现每一处配风量都均匀的循环流化床均匀配风系统成为业内急需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种循环流化床均匀配风系统，该系统进入流化床的流化气减小了出现漩涡和回流的几率，保证了进入流化床每一处的流化气分布均匀、能够充分提高燃烧效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种循环流化床均匀配风系统，包括：流化床以及烟气管道。流化床包括流化床锅炉本体、设于流化床锅炉本体内部并将流化床锅炉本体内部分隔为位于上方的流化室和位于下方的风室的布风板、以及若干个排布于布风板上的用于将流化风喷射至流化室的风帽。烟气管道连接于流化床锅炉本体的侧壁上以将流化室内产生的烟气排出。风室包括位于布风板下方的分配室和位于分配室一侧的进风室，分配室包括前端壁、两侧壁、从前端壁的顶端向上倾斜延伸的顶壁、以及从前端壁的底端向下倾斜延伸的底壁。经过顶壁的延伸末端与布风板平行的第一平面与经过底壁的延伸末端与布风板平行的第二平面之间的垂直距离为H。分配室的前端壁距离经过顶壁的延伸末端且经过底壁的延伸末端与第一平面垂直的第三平面水平距离为W。分配室内至少安装有第一导流板和第二导流板，第一导流板和第二导流板的两侧边缘分别固定于分配室的两侧壁，第一导流板的底边缘距离第一平面的垂直距离为0.75～0.85H，第一导流板的底边缘距离第三平面的水平距离为0.15～0.25W，第一导流板相对于第二平面以25～35度的倾斜角度从底边缘向上向前延伸0.1～0.2H。第二导流板的底边 缘距离第一平面的垂直距离为0.6～0.7H，第二导流板的底边缘距离第三平面的水平距离为0.35～0.5W，第二导流板相对于第二平面以60～70度的倾斜角从底边缘向上向前延伸0.15～0.25H，其中，W:H为1～1.5:1。其中，本实用新型的均匀配风装置是指由风室及其内部构件、布风板及风帽、以及配套的连接管线构成的装置。

优选地，分配室内进一步安装有第三导流板，第三导流板包括导流直板以及自导流直板的底边缘向下向后延伸的导流弧板，导流直板的底边缘距离第一平面的垂直距离为0.65～0.75H，导流直板的底边缘距离第三平面的水平距离为0.55～0.70W，导流直板相对于第二平面以70～80度的倾斜角从底边缘向上向前延伸0.15～0.2H，导流弧板的圆心角为80～100度且半径为0.05～0.1H。更优选地，导流直板与导流弧板相切。

可选择地，第一导流板、第二导流板上可根据需要开有若干通风孔，也可不开孔。

可选择地，风室的进风室包括顶壁、底壁、后端壁以及两侧壁，进风室的顶壁与分配室的顶壁相连，进风室的底壁与分配室的底壁相连，进风室的两侧壁分别与分配室的两侧壁相连，进风室的后端壁与分配室的前端壁在风室的纵向方向上相对设置，顶壁邻近后端壁设有进风口，后端壁的下部向前倾斜形成挡风板，挡风板的底边缘与进风室的底壁相连。

可选择地，分配室的顶壁呈阵列状设有若干出风口，每个出风口分别由进风管与布风板的每个风帽连通以将分配室内的空气经由进风管输送至流化床内部。

每个风帽包括内管、套置在内管外部的外管以及自外管的外侧壁间隔向下倾斜且与外管内部连通的至少二个出风管，内管自布风板的上表面围绕布风板上的每个进风管向上延伸，外管的底端连接至布风板的上表面，外管的顶端封闭且顶壁位于内管的顶端的上方。其中，在至少二个出风管下方于外管的管壁上设有至少六个风孔，使得风室内的流化风经由进风口通过内管的顶端进入内管外壁与外管内壁之间的空间后，一部分通过至少二个出风管喷射至布风板的上表面，另一部分通过至少六个风孔喷射至流化床内。

可选择地，分配室的顶壁呈阵列状设置的若干出风口大小相等。

可选择地，出风管的末端与布风板的上表面之间的距离为整个内管长度的六分之一至三分之一。内管顶端与外管顶壁之间的距离为整个内管长度的十分之一至五分之一。外管直径为内管直径的1.5倍至5倍。

可选择地，包括围绕外管侧壁等间隔设置的2～4个等长的出风管，出风管的末端所在圆周的直径为外管直径的二倍至五倍。

可选择地，出风管与内管的中心轴线之间的夹角设为30～60度，优选为40～50度，比如约45度。

可选择地，内管底部与外管底部可以通过焊接、铆接、螺纹连接或其它方式固定连接于布风板的上表面。

可选择地，循环流化床均匀配风系统还包括沿烟气管道的烟气流动方向依次布置的烟气分离装置和热管换热器。

其中，烟气分离装置包括分离器本体、设于分离器本体侧壁并与烟气管道相连接的高温烟气入口、垂直设于分离器本体内腔且顶部入口远离分离器本体顶壁而底部出口通过烟气管道与热管换热器相连接的下排气筒、以及设于分离器本体底部并与流化室通过返料管相连接的返料出口。

可选择地，分离器本体的底部形成有锥形部，返料出口形成于锥形部的侧壁上。

其中，热管换热器包括外壳、将外壳内部空间分隔为逆向平行的烟气流路和空气流路的中隔板、以及穿设在中隔板中的若干热管。其中，热管的蒸发端延伸于烟气流路中，热管的冷凝端延伸于空气流路中，烟气流路的两端分别形成除尘烟气入口和低温烟气出口，空气流路的两端分别形成冷空气入口和热空气出口，除尘烟气入口通过烟气管道与下排气筒的底部出口相连以将高温烟气引入烟气流路中将空气流路中的冷空气加热成热空气，低温烟气出口通过烟气管道连接至烟囱，冷空气入口通过冷空气管线与第一风机相连，热空气出口通过热空气管线与风室相连。

可选择地，烟气管道在烟气分离装置和热管换热器之间分支有回流烟气管线，回流烟气管线与热空气管线相连接并在连接处设有混合器以将来自烟气分离装置的部分热烟气与来自热管换热器的热空气混合形 成混合气。

可选择地，回流烟气管线将烟气总量的10～20％回流到混合器中与热空气混合，优选地将烟气总量的15％回流到混合器。

其中，回流烟气管线中的温度约800摄氏度、含氧量约5％的热烟气与热空气管线中的温度约200摄氏度、含氧量约21％的热空气在混合器中形成温度约500摄氏度、含氧量约13％的混合气。

可选择地，混合器包括混合器本体、设于混合器本体一端的热空气入口、设于混合器本体一侧的热烟气入口、设于混合器本体内部的气体混合腔、以及设于混合器本体的另一端的混合气出口。混合器的热空气入口通过热空气管线与热管换热器的热空气出口连接，混合器的热烟气入口与回流烟气管线相连，混合器的混合气出口通过混合气管线与风室的进风室的进风口相连，其中，气体混合腔中邻近混合气出口设有旋转叶轮。

可选择地，烟气分离装置的高温烟气入口沿分离器本体侧壁的切向设置。

可选择地，循环流化床均匀配风系统还包括与流化室的侧壁上设置的煤粒入口相连接的螺旋进料器以将煤粒输送至流化室内流化燃烧。

可选择地，回流烟气管线上于邻近混合器处设有用于调节回流烟气流量的第一阀门，热空气管线上于邻近混合器处设有用于调节热空气流量的第二阀门。

可选择地，第一阀门和/或第二阀门可以为气动阀门、电磁阀门、手动阀门或其它可实现控制流量功能的阀门。

优选地，混合器与风室之间设有第二风机以向风室中输送混合气。

本实用新型的有益效果是：(1)、在进风室设置有挡风板以防进入进风室的流化风聚集在进风室底部造成流化风进入分配室后的分布不均匀的情况；(2)、分配室内设有第一导流板、第二导流板、第三导流板，分配室的顶壁呈阵列状设有大小相等的若干出风口，使得通过每一个风帽进入流化室内的流化风的流量均匀，提高流化室内煤粉的燃烧效率；(3)向下吹风式的风帽构造，一方面使流化反应更加均匀，另一方面避免了床料经由风帽泄漏到风室内。

附图说明

图1为本实用新型的循环流化床均匀配风系统的构造示意图。

图2为本实用新型风室的内部构造示意图。

图3为本实用新型的风帽的构造示意图。

具体实施方式

请参照图1，根据本实用新型的一种非限制性实施方式，循环流化床均匀配风系统包括：流化床100以及烟气管道GL。

其中，流化床100包括流化床锅炉本体110、设于流化床锅炉本体110内部并将流化床锅炉本体内部110分隔成位于上方的流化室120和位于下方的风室130的布风板140、以及若干个排布于布风板140上的用于将流化风喷射至流化室120的风帽150。烟气管道GL连接于流化床锅炉本体110的侧壁上以将流化室120内产生的烟气排出。

如图2所示，风室130包括位于布风板140下方的分配室132和位于分配室132一侧的进风室135。分配室132包括前端壁1325、两侧壁(图未示)、从前端壁1325的顶端向上倾斜延伸的顶壁1321、以及从前端壁1325的底端向下倾斜延伸的底壁1322。经过顶壁1321的延伸末端与布风板140平行的第一平面(A-A平面)与经过底壁1322的延伸末端与布风板140平行的第二平面(B-B平面)之间的垂直距离为H。分配室132的前端壁1325距离经过顶壁1321的延伸末端且经过底壁1322的延伸末端与第一平面垂直的第三平面(C-C平面)水平距离为W。其中，W:H为1:1。

分配室132内安装有第一导流板601、第二导流板602、第三导流板603。其中，第一导流板上均匀开有若干通风孔(图未示)，第二导流板上均匀开有若干通风孔(图未示)，第三导流板上无通风孔。

第一导流板601、第二导流板602和第三导流板603的两侧边缘分别固定于分配室132的两侧壁，第一导流板601的底边缘距离A-A平面的垂直距离为0.8H，第一导流板601的底边缘距离C-C平面的水平距离为0.2W，第一导流板601相对于B-B平面以30度的倾斜角度从底边 缘向上向前延伸0.14H。第二导流板602的底边缘距离A-A平面的垂直距离为0.63H，第二导流板602的底边缘距离C-C平面的水平距离为0.4W，第二导流板602相对于B-B平面以65度的倾斜角从底边缘向上向前延伸0.2H。第三导流板603包括导流直板6031以及自导流直板6031的底边缘向下向后延伸的导流弧板6032，导流直板6031的底边缘距离A-A平面的垂直距离为0.7H，导流直板6031的底边缘距离C-C平面131的水平距离为0.6W，导流直板6031相对于B-B平面以76度的倾斜角从底边缘向上向前延伸0.18H，导流弧板6032为圆心角为90度且半径为0.063H的圆弧。

其中，风室130的进风室135包括顶壁1351、底壁1352、后端壁1355以及两侧壁(图未示)。进风室135的顶壁1351与分配室132的顶壁1321直接相连，进风室135的底壁1352与分配室132的底壁1322直接相连，进风室135的两侧壁分别与分配室132的两侧壁相连。进风室135的后端壁1355与分配室132的前端壁1325在风室130的纵向方向上相对设置，进风室135的顶壁1351邻近后端壁1355设有进风口13511，后端壁1355的下部向前倾斜形成挡风板1356，挡风板1356的底边缘与底壁1352相连。

分配室132的顶壁1321呈阵列状设有若干出风口(未标号)，每个出风口分别由进风管700与布风板140的每个风帽150连通。如图3所示，每个风帽150包括内管1501、套置在内管1501外部的外管1502以及自外管1502的外侧壁间隔向下倾斜且与外管1502内部连通的二个出风管1503和1504，内管1501自布风板140的上表面围绕布风板140上的每个进风口(图未示)向上延伸，外管1502的底端连接至布风板140的上表面，外管1502的顶端封闭且顶壁位于内管1501的顶端的上方。其中，在出风管1503和1504下方于外管1502的管壁上等间隔设有六个大小相等的风孔1505。出风管1503和1504的末端与布风板140的上表面之间的距离为整个内管1501长度的四分之一。内管1501顶端与外管1502顶壁之间的距离为整个内管1501长度的六分之一。外管1502直径为内管1501直径的二倍。

如图1所示，作为一种可替代实施方式一，循环流化床均匀配风系统还包括沿烟气管道GL的烟气流动方向依次布置的烟气分离装置200和热管换热器300。

其中，烟气分离装置200包括分离器本体210、设于分离器本体210侧壁并与烟气管道GL相连接的高温烟气入口220、垂直设于分离器本体210内腔且顶部入口远离分离器本体210顶壁而底部出口通过烟气管道GL与热管换热器300相连接的下排气筒230、以及设于分离器本体210底部并与流化室120通过返料管FL相连接的返料出口240。分离器本体210的底部形成锥形部，返料出口240形成于锥形部的侧壁上。

热管换热器300包括外壳(未标号)、将外壳内部空间分隔为逆向平行的烟气流路(图未示)和空气流路(图未示)的中隔板(图未示)、以及穿设在中隔板中的若干热管(图未示)。其中，热管的蒸发端延伸于烟气流路中，热管的冷凝端延伸于空气流路中，烟气流路的两端分别形成除尘烟气入口310和低温烟气出口330，空气流路的两端分别形成冷空气入口350和热空气出口370，除尘烟气入口310通过烟气管道GL与下排气筒230的底部出口相连以将高温烟气引入烟气流路中将空气流路中的冷空气加热成热空气，低温烟气出口330通过烟气管道GL连接至烟囱(图未示)，冷空气入口350通过冷空气管线(未标号)与第一风机F1相连，热空气出口370可通过热空气管线直接与风室130相连。

作为一种可替代实施方式二，烟气管道GL在烟气分离装置200和热管换热器300之间分支有回流烟气管线RL，回流烟气管线RL与热空气管线HL相连接并在连接处设有混合器400以将来自烟气分离装置200的部分热烟气与来自热管换热器300的热空气混合形成混合气。回流烟气管线将烟气总量的约15％回流到混合器400中与热空气混合。

混合器400包括混合器本体、设于混合器本体一端的热空气入口410、设于混合器本体一侧的热烟气入口430、设于混合器本体内部的气体混合腔、以及设于混合器本体的另一端的混合气出口450。混合器400的热空气入口410通过热空气管线HL与热管换热器300的热空气出口370连接，混合器400的热烟气入口430与回流烟气管线RL相连，混合器400的混合气出口450通过混合气管线(未标号)与风室130的进风室135的进风口13511相连。其中，气体混合腔中邻近混合气出口设有旋转叶轮(图未示)。

回流烟气管线RL上于邻近混合器400处设有用于调节回流烟气流量的第一阀门V1，热空气管线HL上于邻近混合器400处设有用于调节热空气流量的第二阀门V2。

作为可替代实施方式三，循环流化床均匀配风系统还包括与流化室120的侧壁(未标号)上设置的煤粒入口118相连接的螺旋进料器900以将煤粒输送至流化室120内流化燃烧。

由此，流化风(来自混合器400的混合气或直接来自风机的空气)经由进风室135的进风口13511进入进风室135经由挡风板1356导流后进入分配室132内，在分配室132内由第一导流板601、第二导流板602及第三导流板603将流化风在分配室132内分配均匀后通过进风管700进入风帽150。风帽150内部的流化风一部分通过出风管1503和1504喷射至布风板140的上表面，另一部分通过六个风孔1505喷射至流化床120内，用于流化燃烧由螺旋进料器900通过煤粒入口118输送至流化室120内的煤粒。

尽管在此已详细描述本实用新型的优选实施方式，但要理解的是本实用新型并不局限于这里详细描述和示出的具体结构，在不偏离本实用新型的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。此外，系统各处的温度或比例等参数可以根据具体使用条件在本实用新型所公开的范围内适当选取。