提高循环流化床锅炉燃烧效率的装置的制作方法

本实用新型涉及一种循环流化床锅炉的装置，尤其是一种提高循环流化床锅炉燃烧效率的装置。

背景技术：

我国能源结构长期以煤炭为主，煤炭的燃烧带来大量的污染物排放，提高煤炭燃烧效率同时降低污染物排放是工业界致力于解决的问题。氮氧化物(NOx)是燃煤锅炉产生的主要大气环境污染污染物之一，过量的氮氧化物导致严重的生态环境问题。因此，控制火电厂燃煤锅炉的氮氧化物排放至关重要。在国家环保规定中，要求锅炉必须执行100mg/Nm³的排放标准，目前循环流化床锅炉原始氮氧化物排放浓度均不能直接达标。因此循环流化床锅炉面临着必须进一步降低氮氧化物排放的问题。

目前已有的技术中，循环流化床锅炉控制NOx排放的技术可分为两类：一是通过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx生成量，即低NOx燃烧技术；二是将以生成的NOx通过技术手段从烟气中脱除，即烟气脱硝技术。烟气脱硝技术工艺复杂，投资和运行成本高，无疑降低了循环流化床锅炉的市场竞争力。传统的低NOx燃烧技术主要包括低氧燃烧、在炉膛内采用空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环等。

中国专利申请201310723729.7提出了一种循环流化床锅炉低氮氧化物排放的燃烧方法，通过炉膛内的空气分级燃烧、且拉大三层二次风之间的距离来降低氮氧化物排放，但过高的二次风会影响炉内的物料流化、减少循环量、缩短燃料在炉膛内的停留时间，不利于燃料的充分燃烧，影响锅炉燃烧效率。中国专利申请201310592710.3提出了一种降低循环流化床锅炉烟气产物中的氮氧化物的装置及方法，对循环流化床锅炉的一次风和二次风同时采用烟气回流技术，降低着火区域的氧气浓度，进而抑制氮氧化物的生产；但这种方式提高了循环流化床内烟气流速，会加剧炉内受热面的磨损，同时氧气浓度的降低还会导致密相区燃烧份额降低、灰渣含碳量升高，影响锅炉燃烧效率。这些技术虽然对于控制循环流化床锅炉氮氧化物排放起到了很大的作用，但降低了循环流化床锅炉的燃烧效率，对锅炉的运行产生不利影响。如何在控制循环流化床锅炉氮氧化物排放的同时提高锅炉的燃烧效率，是行业内急需解决的重要问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述不足，提供一种提高循环流化床锅炉燃烧效率的装置。

实现本实用新型目的的技术方案是，提供一种提高循环流化床锅炉燃烧效率的装置，包括旋风分离器，所述旋风分离器包括待分离的气固混合物入口通道和供分离后的烟气排出的中心筒，所述中心筒与一出口烟道连接；其中，在所述出口烟道上设置有供补充燃烧用风通入的补燃风喷口。

根据一具体实施方案，所述出口烟道包括与中心简直接连接的圆筒结构，以及与所述圆筒结构连接的转接段，所述圆筒结构上远离转接段的半圆壁上布置有补燃风喷口。

根据一具体实施方案，所述半圆壁上在垂直方向布置有一行补燃风口。

根据一具体实施方案，所述补燃风口的个数为4-12个，半圆壁上呈一行均匀分布。

根据一具体实施方案，所述半圆壁上在垂直方向布置有多行补燃风喷口。

根据一具体实施方案，所述多行补燃风喷口的每一行的补燃风口彼此间夹角相同。

根据一具体实施方案，所述半圆壁上布置有两行补燃风喷口，其中，第一行有N1个补燃风喷口，补燃风喷口之间夹角相同，分布于出口烟道半圆形壁面的两侧，N1为自然数；第二行有N2个补燃风喷口，设置于所述入口通道的对侧方向上，并且错落布置在第一行补燃风喷口之间，N2为自然数。

根据一具体实施方案，还包括与所述出口烟道末端联通的尾部烟道。

根据一具体实施方案，所述装置还包括循环流化床锅炉，与所述气固混合物入口通道联通。

根据一具体实施方案，还包括集风箱，其与所述补燃风喷口联通。

通过上述技术方案，可知本发明的有益效果在于：

(1)通过出口烟道上布置的补燃口通入补充燃烧用风，使得炉膛内燃烧烟气中含有的一氧化碳和飞灰可燃成分与补燃气充分混合、完全燃烧；

(2)通过此装置解决由于空气分级燃烧降低NOx技术带来的锅炉燃烧效率降低的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例的提高循环流化床锅炉燃烧效率的装置示意图；

图2A和2B分别为补燃风喷口的第一种实施方式俯视图和主视图。

图3A和3B分别为补燃风喷口的第二种实施方式俯视图和主视图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1所示，本实用新型实施例提供一种提高循环流化床锅炉燃烧效率的装置，包括旋风分离器2：

所述旋风分离器2包括待分离的气固混合物入口通道和供分离后的含氮氧化物的烟气排出的中心筒4，所述中心筒4连接一出口烟道5连接；

其中，在所述出口烟道5上设置有供补充燃烧用风通入的补燃风喷口7。

在图1所示装置中，一种具体的连接方式可以是：旋风分离器2，与循环流化床炉膛1的出口相通，返料器3，分别与旋风分离器2的固体出口和循环流化床炉膛1上的返料口相通；中心筒4，布置在旋风分离器2的上部大致中间的位置；出口烟道5与中心筒4相连接；以及尾部烟道6，与出口烟道5相通，尾部烟道内包含尾部受热面。与中心筒4连接的出口烟道5部位设置有补燃风喷口7，图2和图3为两类补燃口设置的实施例，补燃风喷口7与外部通道相连，将补燃用风通入出口烟道5内。

其中，出口烟道5中有一端与中心筒4直接连接，该段称为圆筒结构，出口烟道5还包括与所述圆筒结构连接的转接段(为使圆筒结构与转接段连接并连通，圆筒的一部分可能被切开，形成不规则圆筒结构)，所述圆筒结构上远离转接段的半圆壁上布置有补燃风喷口7。

对于本实用新型实施例中补燃风喷口7的设置形式，可以有多种方式，可以在垂直方向上呈一行布置，或者呈多行布置。

当采用一行布置时，优选的使补燃风喷口7沿着半圆壁均匀分布，分布的数量可以为1个或者多个，优选的为2-20个，进一步优选的为4-12个，进一步优选的是6个。在装置满负荷情况下，此位置处通入的补燃用风能够随着高速烟气运动，与烟气进行充分掺混，将烟气中的可燃成分完全燃烧。在低负荷下，同时均等降低所有补燃口通入的补充燃料用风，也将达到相同的效果。

当采用多行布置时，优选的多行补燃风喷口的每一行的补燃风喷口均沿半圆结构均匀分布。还优选的，每一行的补燃风喷口在垂直方向上交错排列。

一种具体的两行布置方式可以为：第一行有N1个补燃口，补燃口之间夹角相同，分布于出口烟道半圆形壁面的两侧，N1为自然数；第二行有N2个补燃口，夹角与第一行补燃口夹角相同，设置于所述入口通道的对侧方向上，并且错落布置在第一行补燃风喷口之间，N2为自然数。

可选的，装置中还可以包括集风箱，其连接至所述补燃风口。

以下列出了两种补燃风喷口的具体实施方式：

补燃风喷口第一种实施方式

图2A和2B分别为实施本实用新型的补燃风喷口第一种实施方式的俯视图和主视图，图中出口烟道5上布置有多个补燃口，均匀布置在出口烟道5的半圆形壁面上，呈180°分布。所有补燃口处于出口烟道最底部，且每个之间夹角相同。补燃口可以为4～12个补燃口。在满负荷情况下，此位置处通入的补燃用风能够随着高速烟气运动，与烟气进行充分掺混，将烟气中的可燃成分完全燃烧。在低负荷下，同时均等降低所有补燃口通入的补充燃料用风，也将达到相同的效果。

补燃风喷口第二种实施例具体实施方式

图3A和3B分别为实施本实用新型的补燃风喷口第一种实施方式的俯视图和主视图，图中出口烟道5上有两行，分布多个补燃口，布置在出口烟道5的半圆形壁面上，第一行有N1个补燃口，位于出口烟道壁面上距底部1/4位置处，每个补燃口之间夹角相同，分布于出口烟道5半圆形壁面的两侧。第二行有N2个补燃口，夹角与第一行补燃口夹角相同，位于出口烟道5的底部，设置于所述入口通道的对侧方向上(参见图3A所述，入口通道位于中垂线左侧，则第二行补燃口位于中垂线右侧)，错落布置于第一行右边三个补燃口之间，N1和N2均为自然数。此种方式的补燃口可以有多行布置，补燃口个数也可以变化到多个(＞6个)，并且最下面一行补燃口布置位置要与旋风分离器2的入口方向(即待分离的气固混合物入口通道)相反。在满负荷情况下，此位置处通入的补燃用风能够随着高速烟气运动，与烟气进行充分掺混，将烟气中的可燃成分完全燃烧。在低负荷情况下，通过同时均等降低所有补燃口通入的补充燃料用风或者关闭某几个补燃口，也可以达到充分燃烧可燃物的效果。

上述的实施例同样适用于具有多个旋风分离器的循环流化床锅炉上。

采用本实用新型实施例的装置解决由于空气分解燃烧降低NOx技术带来的锅炉燃烧效率降低的问题：

在实现本实用新型的过程中，分别向循环流化床炉膛1内通入燃料(例如煤)和高于理论燃烧空气量但低于常规燃烧空气量的燃烧用风，使循环流化床炉膛1内的气氛保持在还原性气氛，产生包括具有少量一氧化碳的烟气和具有少量焦炭的颗粒物的气固混合物；使循环流化床炉膛1产生的气固混合物进入旋风分离器2，气固混合物中的大部分颗粒被分离、经返料器3和循环流化床炉膛1上的返料口重新送回循环流化床炉膛1，烟气夹带少量细颗粒进入中心筒4；通过补燃口7向出口烟道5内通入补充燃料用风，使烟气中的一氧化碳及焦炭可燃成分完全燃烧。

本实用新型中，由于炉膛内输入的燃烧用风的量略高于理论燃烧空气量但低于常规燃烧空气量为使得过量空气系数为1.05-1.08，这样既可以使循环流化床锅炉1内保持在还原性气氛，又保证了大部分可燃成分的炉膛内完成燃烧，剩余可燃成分较少，在出口烟道内即可燃尽。

通过补燃装置7向出口烟道5内通入的补充燃烧用风的量占燃烧装置总空气量的10％-15％，该风量通入出口烟道内，与烟气尽量进行充分掺混，使得烟气中所含的可燃成分充分燃烧，从而保证锅炉燃烧效率。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。