一种带内循环灰换热器的循环流化床锅炉的制作方法

本发明涉及大型循环流化床燃烧技术，特别是大型循环流化床锅炉技术。

背景技术：
：

循环流化床锅炉具有广泛的燃料适应性、良好的负荷调节性能以及灰渣易于综合利用等优点成为很有发展前景的一种锅炉形式。而且，自从20世纪80年代以来，大型循环流化床锅炉技术在大型化过程中进展顺利，目前国内外已投运十多台超临界蒸汽参数的循环流化床电站锅炉，其最高蒸汽温度已达591℃。循环流化床锅炉具有低温燃烧的特点，其炉内脱硫、脱硝都较为简便。但随着超超临界循环流化床锅炉蒸汽参数(温度和压力)的不断提高，未来的超超临界循环流化床锅炉的过热蒸汽温度和再热蒸汽温度可能会高达700℃。另一方面，为简化锅炉系统，降低造价，未来的超超临界循环流化床锅炉可能不设置外置式循环灰换热器。由此产生了两个急需解决的问题：其一如何在低负荷时保持过热汽温及再热汽温。由于循环流化床锅炉在低负荷运行时，炉膛出口的烟气温度通常低于700℃，因此布置在炉膛出口后面的过热器及再热器无法将过热汽温和再热汽温加热到700℃。其二是在无外置床的循环流化床锅炉中，炉膛床温会随锅炉负荷变化而变化，从而偏离最佳的低污染燃烧温度范围。

技术实现要素：
：

本发明的目的就是为了克服上述背景技术的不足，提出一种能够对锅炉内循环灰走向进行调节的循环流化床锅炉。

一种带内循环灰换热器的循环流化床锅炉，包括炉膛8、回料通道9、旋风分离器10，至少一个内循环灰换热器1，其中炉膛8下部布风板面积占炉膛8上部横截面积的40～60％，炉膛8密相区上部有折弯段，折弯段与水平方向的夹角为45～70°，折弯段的存在，可以使更多的内循环灰进入内循环灰换热器1。锅炉正常运行时，由烟气携带进入旋风分离器10的绝大部分飞灰，在旋风分离器10内被分离下来，形成外循环灰。外循环灰流经外循环灰回路，由炉膛8底部的外循环灰回料口8-2返回炉膛。炉内烟气向上流动过程中，所携带的部分物料，会在重力作用下，沿炉膛8壁面下行，形成内循环灰。

内循环灰换热器1采用模块化结构布置在炉膛8的密相区两侧，内循环灰换热器1使用水冷壁管弯制而成、内衬耐火浇注料，内循环灰换热器1中的内循环灰通过内循环热灰出口1-1或内循环冷灰出口1-2进入回料通道9，再经过内循环灰回料口8-1回到炉膛8的密相区，内循环灰换热器1内部可布置过热器、再热器、蒸发受热面或省煤器受热面。

所述的一种带内循环灰换热器的循环流化床锅炉，其所述内循环灰换热器1内部被内循环灰隔板5和换热室隔板6分为：内循环灰回料室2、内循环灰引入室3和换热室4，内循环灰通过内循环灰入口1-3进入内循环灰引入室3，内循环灰引入室3底部和内循环灰回料室2相通，内循环灰引入室3通过换热室进灰口6-1和换热室4相通，换热室4内布置热交换器7，热交换器7可以作为过热器、再热器、蒸发受热面或省煤器受热面，内循环灰换热器1可以单侧布置热交换器7、另一侧用于使内循环灰在不需要加热热交换器7时，返回炉膛8的密相区，也可以双侧布置热交换器7，在内循环灰在不需要加热热交换器7时，使内循环灰从内循环灰换热器1的中间返回炉膛8的密相区。

所述的一种带内循环灰换热器的循环流化床锅炉，其所述布风板面积较大的换热室4使用在其底部的等压风室11单独供风。内循环灰换热器1内部被分为三个室时，内循环灰回料室2和内循环灰引入室3使用在其底部的等压风室11单独供风，流化风可使用空气或净化后的烟气；内循环灰换热器1内部被分为四个室时，为了保证正常流化，内循环灰回料室2和内循环灰引入室3使用底部的高压风母管12进行单风帽供风，即每个风帽单独对应一根带有一个浮子流量计的高压风子管14，高压风子管14上设置有压缩空气接口管13。正常运行时，浮子流量计中的浮子位于浮子流量计满量程的1/2～2/3之间，一旦发现浮子高度低于这个区间，就说明该风帽有堵塞现象，可以立即关闭高压风子管14上的阀门，打开压缩空气接口管13的阀门，用压缩空气将风帽吹通，然后关闭压缩空气接口管13，再打开高压风子管14，使该风帽重新投入使用。

本发明采用在内循环灰换热器1中灵活布置受热面以及控制内循环灰换热器1中各个室流化状态的方式，可有效地组织炉内高温内循环灰的定向流动。一方面在低负荷时，通过将炉内密相区附近高达800℃的高温内循环灰引入布置在内循环灰换热器1中的换热室4内的过热器或再热器，使过热器或再热器具有较大的传热温差，从而确保在低负荷时，使超超临界循环流化床锅炉的过热蒸汽和再热蒸汽可以被加热到700℃以上，具体汽温视锅炉蒸汽参数设计。另一方面，锅炉负荷变化时，通过减少或增加内循环灰换热器1中被内循环灰加热的受热面数量，即可改变密相区的吸热量，从而达到在不同负荷下维持炉膛密相区温度基本恒定的目的，使其处于最佳的低污染燃烧温度范围。

本发明所涉及的一种带内循环灰换热器的循环流化床锅炉解决了如何在循环流化床锅炉低负荷时保证过热器和再热器出口汽温达到设计值，以及无外置式换热器循环流化床锅炉如何在不同负荷时保证炉内密相区温度处于最佳的低污染燃烧温度范围等问题。

附图说明：

图1为本发明带内循环灰换热器的循环流化床锅炉的剖视图；

图2为图1的A-A剖面示意图；

图3为实施例1的内循环灰换热器的剖视图；

图4为图3的B-B剖面示意图；

图5为图3的C-C剖面示意图；

图6为实施例2的内循环灰换热器的剖视图；

图7为图6的D-D剖面示意图；

图8为图6的E-E剖面示意图；

上述图中：1为内循环灰换热器、1-1为内循环热灰出口、1-2为内循环冷灰出口、1-3为内循环灰引入口、2为内循环灰回料室、3为内循环灰引入室、4为换热室、5为内循环灰隔板、6为换热室隔板、6-1为换热室进灰口、7为热交换器、8为炉膛、8-1为内循环灰回料口、8-2为外循环灰回料口、9为回料通道、10为旋风分离器、11为等压风室、12为高压风母管、13为压缩空气接口管、14为高压风子管。

具体实施方式：

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

本发明所述的带内循环换热器的循环流化床锅炉，包括炉膛8、回料通道9、旋风分离器10，其包括至少一个内循环灰换热器1。炉膛8密相区中的内循环灰通过内循环灰入口1-3进入内循环灰换热器1，内循环灰换热器1采用模块化结构布置在锅炉底部，内循环灰换热器1中的换热室4可以布置过热器、再热器、省煤器或蒸发受热面，内循环灰换热器1内部通过控制各个室是否处于流化状态，来引导内循环灰的走向，以达到低负荷保证过热汽温和再热汽温以及灵活调节床温的目的。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述：

实施例1

如图1、图2、图3、图4和图5所示，内循环灰换热器1内部被内循环灰隔板5和换热室隔板6分为四个室——内循环灰回料室2、内循环灰引入室3、换热室4，换热室4对称布置在内循环灰回料室2和内循环灰引入室3两边，每个室单独供风，可采用空气或净化后的烟气对每个室进行流化。若要保证循环流化床锅炉低负荷过热汽温及再热汽温时，锅炉设计时可在换热室4内布置过热器或再热器作为热交换器7。

在锅炉运行低负荷时，需要使用内循环灰对热交换器7进行加热，才可保证过热蒸汽及再热蒸汽温度达到700℃。此时，使内循环灰引入室3和换热室4流化，内循环灰回料室2不流化。对于来自炉膛8密相区的内循环灰，由于内循环灰回料室2不流化，内循环灰只能从内循环灰引入室3底流经过换热室进灰口6-1进入换热室4，加热热交换器7，再溢流通过内循环冷灰出口1-2进入回料通道9，通过内循环灰回料口8-1回到炉膛8的密相区；由于内循环灰来自炉膛8密相区热灰(800℃以上)，所以，在流经换热室4内的热交换器7后，可以保证将过热汽温或再热汽温升高到700℃。

而在锅炉高负荷运行时，无需使用内循环灰对热交换器7进行加热，即可保证过热蒸汽及再热蒸汽温度达到设计值。此时，流化内循环灰回料室2和内循环灰引入室3，而换热室4不流化。对于来自炉膛8密相区的内循环灰，从内循环灰入口1-3进入内循环灰引入室3，再通过底部开口，底流进入内循环灰回料室2，最后溢流通过内循环热灰出口1-1进入回料通道9，通过内循环灰回料口8-1回到炉膛8密相区。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，若要在不同负荷下，保证床温处于最佳的低污染燃烧温度范围，可在内循环灰换热器1中的换热室4布置蒸发受热面、省煤器受热面或中温过热器受热面。在锅炉床温需要提高时，控制内循环灰不流过换热室4中的受热面，减少锅炉汽水系统吸热，提高返回炉膛8密相区的内循环灰温度，从而有助于提升炉膛8密相区温度。此时，流化内循环灰回料室2和内循环灰引入室3，而换热室4不流化。内循环灰将不通过换热室4中的热交换器7，直接回到炉膛8的密相区。而在锅炉床温需要降低时，使内循环灰流过换热室4中的热交换器7，增加汽水系统吸热量以降低返回炉膛8密相区的内循环灰温度，使床温降低。此时，流化内循环灰引入室3和换热室4，而内循环灰回料室2不流化。内循环灰将流过换热室4并加热其中的热交换器7再回到炉膛8的密相区。

另外为了保证正常流化，除了两侧布风板面积较大的换热室4使用在其底部的等压风室11单独供风外，内循环灰回料室2和内循环灰引入室3使用底部的高压风母管12单风帽供风，即每个风帽单独对应一根带有一个浮子流量计的高压风子管14，高压风子管14上设置有压缩空气接口管13。正常运行时，浮子流量计中的浮子位于浮子流量计满量程的1/2～2/3之间，一旦发现浮子高度低于这个区间，就说明该风帽有堵塞现象，可以立即关闭高压风子管14上的阀门，打开压缩空气接口管13的阀门，用压缩空气将风帽吹通，然后关闭压缩空气接口管13，再打开高压风子管14，使该风帽重新投入使用。

通过在大型循环流化床锅炉内模块化布置内循环灰换热器1，可以使大型循环流化床锅炉同时具备低负荷保证过热汽温和再热汽温以及灵活调节床温等目的。

实施例2

如图1、图2、图6、图7、图8所示，本实施例结构上与实施例1不同之处在于内循环灰换热器1内部被内循环灰隔板5和换热室隔板6分为三个室——内循环灰回料室2、内循环灰引入室3、换热室4，每个室单独供风，流化风可使用空气或净化后的烟气。通过控制内循环灰回料室2、内循环灰引入室3和换热室4的流化状态，内循环灰可以流经内循环灰换热器1一侧的换热室4加热热交换器7后返回炉膛8密相区，也可以从另一侧的内循环灰回料室2直接返回炉膛8的密相区。其余结构与实施例1相同。