本发明涉及锅炉设备技术领域，更具体地说，涉及一种循环流化床锅炉系统。
背景技术：
随着国家对大气污染排放要求的不断提高，循环流化床锅炉的污染排放作为大气污染的一部分，提出了更严格的要求，需要降低循环流化床锅炉原始污染物排放，对燃烧温度的控制和循环灰量的控制提出了更高的要求，即整个循环系统的燃烧组织要适应低排放的新要求。
发明人发现，在采用燃煤粒度0-3mm作为燃烧物时，更能满足循环系统的燃烧组织，创造出更好的燃烧环境，适应降低锅炉原始污染物的排放要求，然而现有的循环流化床锅炉设计主要采用煤泥作为燃料，因此对应的锅炉设计难以很好的适应煤粉的工作要求，进入炉膛的煤粉容易被进风直接吹入分离设备，造成燃烧的不充分及燃料的浪费。
综上所述，如何有效地解决现有的循环流化床锅炉难以满足低排放高效燃烧的新型技术要求等的技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种循环流化床锅炉系统，该循环流化床锅炉系统的结构设计可以有效地解决现有的循环流化床锅炉难以满足低排放高效燃烧的新型技术要求等的技术问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种循环流化床锅炉系统，包括炉膛及设置于所述炉膛底部的炉膛床面，所述炉膛床面连通有用于鼓风的一次风风室，所述炉膛的顶部连通有用于分离高温烟气的分离器装置，所述分离器装置的底部与炉膛底部连通；所述炉膛侧壁的下部设置有二次风进口，所述二次进风口与炉膛床面之间的炉膛侧壁上设置有用于补充燃料粉料的燃料入口。
优选的，上述循环流化床锅炉系统中，所述分离器装置包括高温旋风分离器及返料器，所述高温旋风分离器的顶部设置有排空口、用于将不能被分离的细小媒体物料排出，所述高温旋风分离器的底部与所述返料器连通，所述返料器与所述炉膛的底部连通用于将分离出的媒体物料返回炉膛。
优选的，上述循环流化床锅炉系统中，所述返料器的上部连通有料灰通道，所述料灰通道内壁具有向下倾斜的斜度，料灰通道的底部与所述炉膛床面上方预设距离的炉膛侧壁位置连通。
优选的，上述循环流化床锅炉系统中，所述高温旋风分离器的下部呈内径渐缩的圆锥状结构，所述圆锥状结构的底部连通有竖直管，通过所述竖直管与所述返料器连通。
优选的，上述循环流化床锅炉系统中，所述二次风进口位置连通有粉末补充结构，用于通过二次进风向所述炉膛内通入粉末脱硫剂。
优选的，上述循环流化床锅炉系统中，所述循环流化床锅炉系统还包括风量控制模块，所述一次风风室及二次进风口各自连接的鼓风结构均与所述风量控制模块控制连接，用于根据实际燃烧需要控制各自进风量的大小及比例。
优选的，上述循环流化床锅炉系统中，所述炉膛内的上部设置有水冷屏或过热屏，用于控制炉膛内的温度场在适合的反应温度范围内。
优选的，上述循环流化床锅炉系统中，所述燃料入口与所述炉膛床面之间的距离范围是1.5m-3m，不包括端点值；所述二次风进口与所述炉膛床面之间的距离范围是3m-5m，不包括端点值。
本发明提供的循环流化床锅炉系统，包括炉膛及设置于所述炉膛底部的炉膛床面，所述炉膛床面连通有用于鼓风的一次风风室，所述炉膛的顶部连通有用于分离高温烟气的分离器装置，所述分离器装置的底部与炉膛底部连通；所述炉膛侧壁的下部设置有二次风进口，所述二次进风口与炉膛床面之间的炉膛侧壁上设置有用于补充燃料粉料的燃料入口。本发明提供的这种循环流化床锅炉系统，在炉膛的底部设置一次进风室，在炉膛侧壁的下部设置二次进风口，并将燃料入口设置在二次进风口与炉膛床面之间，以适应颗粒更细的粉状燃料，煤粉通过燃料入口直接落在床面上堆积形成燃烧的密相区，在还原性气氛下产生各种可燃成分，并通过从下向上的一次风将煤粉及其他产生的可燃成分吹至炉膛上部，在充分的空气供应下形成燃烧的稀相区，之后燃烧形成的高温烟气以及未彻底燃烧的粉末燃料通过顶部连接的分离器的分离，将分离出的媒体物料重新输入炉膛底部的床面，形成循环燃烧，以便更好控制炉内燃烧温度。该设计充分满足了细颗粒干粉状态的煤粉燃烧设计，由于燃料的供料位置靠近炉膛床面，因此能够有效避免采用传统设计中入料口在炉膛顶部时，下料如采用细颗粒干粉容易直接被进风吹入分离器难以形成有效燃烧的问题，令煤粉燃烧更加充分的进行，并通过分离器的循环作用，提升燃烧的彻底性，以及炉内燃烧环境的可控性，减少废气排放中的有害物的含量。综上所述，本发明提供的循环流化床锅炉系统有效地解决了现有的循环流化床锅炉难以满足低排放高效燃烧的新型技术要求等的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的循环流化床锅炉系统的结构示意图。
附图中标记如下：
炉膛1、高温旋风分离器2、过热屏3、排空口4、圆锥状结构5、竖直管6、返料器7、料灰通道8、炉膛床面9、一次风风室10、二次风进口12、燃料入口11。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种循环流化床锅炉系统，以解决现有的循环流化床锅炉难以满足低排放高效燃烧的新型技术要求等的技术问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的循环流化床锅炉系统的结构示意图，其中图中非指引线的箭头表示气流方向。
本实施例提供的循环流化床锅炉系统，包括炉膛1及设置于所述炉膛1底部的炉膛床面9，所述炉膛床面9连通有用于鼓风的一次风风室10，所述炉膛1的顶部连通有用于分离高温烟气的分离器装置，所述分离器装置的底部与炉膛1底部连通；所述炉膛1侧壁的下部设置有二次风进口12，所述二次进风口与炉膛床面9之间的炉膛1侧壁上设置有用于补充燃料粉料的燃料入口11。
本发明的实施例提供的这种循环流化床锅炉系统，在炉膛的底部设置一次进风室，在炉膛侧壁的下部设置二次进风口，并将燃料入口设置在二次进风口与炉膛床面之间，以适应颗粒更细的粉状燃料，煤粉通过燃料入口直接落在床面上堆积形成燃烧的密相区，在还原性气氛下产生各种可燃成分，并通过从下向上的一次风将煤粉及其他产生的可燃成分吹至炉膛上部，在充分的空气供应下形成燃烧的稀相区，之后燃烧形成的高温烟气以及未彻底燃烧的粉末燃料通过顶部连接的分离器的分离，将分离出的媒体物料重新输入炉膛底部的床面，形成循环燃烧，以便更好控制炉内燃烧温度。该设计充分满足了细颗粒干粉状态的煤粉燃烧设计，由于燃料的供料位置靠近炉膛床面，因此能够有效避免采用传统设计中入料口在炉膛顶部时，下料如采用细颗粒干粉容易直接被进风吹入分离器难以形成有效燃烧的问题，令煤粉燃烧更加充分的进行，并通过分离器的循环作用，提升燃烧的彻底性，以及炉内燃烧环境的可控性，减少废气排放中的有害物的含量。综上所述，本发明提供的循环流化床锅炉系统有效地解决了现有的循环流化床锅炉难以满足低排放高效燃烧的新型技术要求等的技术问题。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述循环流化床锅炉系统中，所述分离器装置包括高温旋风分离器2及返料器7，所述高温旋风分离器2的顶部设置有排空口4、用于将不能被分离的细小媒体物料排出，所述高温旋风分离器2的底部与所述返料器7连通，所述返料器7与所述炉膛1的底部连通用于将分离出的媒体物料返回炉膛1。
本实施例技术方案，分离器装置包括高温旋风分离器，实现150-250μm的飞灰再循环，通过分离下来的媒体循环物料有效地控制炉膛1的燃烧温度。既实现了细颗粒燃料的循环燃烧，还有效降低了床温，实现燃烧温度保持在850-920℃，从而获得很高的锅炉燃烧效率和低温燃烧环境。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述循环流化床锅炉系统中，所述返料器7的上部连通有料灰通道8，所述料灰通道8内壁具有向下倾斜的斜度，料灰通道8的底部与所述炉膛床面9上方预设距离的炉膛1侧壁位置连通。
细颗粒燃料的燃烧在炉膛中进行，燃料燃烧后产生的高温烟气携带媒体物料通过炉膛顶部出口进入高温旋风分离器进行分离，分离下来的媒体物料通过返料器、料灰通道返回炉膛，继续参与热量传递、炉内脱硫等作用，不能被分离的少量细小媒体物料被烟气带出分离器而离开本媒体物料循环燃烧系统。
炉膛床面上方在锅炉启动前铺设一定厚度的媒体物料，细颗粒燃料燃烧送风分一次风和二次风送入炉膛，一次风经过风室由下向上送入炉膛，二次风在炉膛密相区的上侧位置送入。
在操作时，炉膛床面上铺设粒径为0～2mm的媒体物料；将细颗粒燃煤送入燃烧室下部炽热的处于流化状态的媒体物料中，其燃烧温度控制在850-920℃左右。细颗粒燃煤在炽热的流化床料的加热下迅速完成水份蒸发、挥发份析出、着火燃烧过程，并在流化状态下被热烟气带出密相区进入稀相区继续燃烧。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述循环流化床锅炉系统中，所述高温旋风分离器2的下部呈内径渐缩的圆锥状结构5，所述圆锥状结构5的底部连通有竖直管6，通过所述竖直管6与所述返料器7连通。通过该设计充分保证了分离出的能够继续使用的媒体物料能够被充分的回收利用，并顺利的重新通入炉膛内，防止在分离器底部堆积的情况出现，造成分离器的堵塞。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述循环流化床锅炉系统中，所述二次风进口12位置连通有粉末补充结构，用于通过二次进风向所述炉膛1内通入粉末脱硫剂。
通过本实施例的设计，在向炉膛内补充燃料时，进一步的同步通过二次进风出入粉末脱硫剂，具体的可采用石灰等物料作为脱硫剂。媒体物料中含有采用气力输送连续添加的0-1mm的石灰石，在烟气850-920℃左右(炉内cao最佳脱硫温度)和细颗粒燃料燃烧生成的so2反应，生成caso4，由于高温旋风分离器的分离效率很高，大量没参与反应的石灰石颗粒返回炉膛继续参与脱硫反应，从而达到很高的脱硫效率。在ca/s＝2-2.5左右时，脱硫效率可以达到95％，大大降低了so2的原始排放。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述循环流化床锅炉系统中，所述循环流化床锅炉系统还包括风量控制模块，所述一次风风室10及二次进风口各自连接的鼓风结构均与所述风量控制模块控制连接，用于根据实际燃烧需要控制各自进风量的大小及比例。
本实施例的技术方案，通过风量控制模块对一次风风室及二次进风口鼓风量的控制调整一、二次风的比例，确保一次风满足流化和创造密相区缺氧燃烧环境，二次风满足稀相区富氧燃烧和消除缺氧区，使细颗粒燃煤在密相区还原性气氛下产生各种可燃成份，在进入稀相区后，在富氧燃烧环境条件下，根据其与氧气结合的先后顺序进行燃烧，从而最大限度降低燃料型nox的生成；同时富氧燃烧环境可保证飞灰颗粒的充分燃烬。
优选的方案是，炉膛中一次风与二次风的比例为5:5左右。采用一次风与二次风分级送风，合理调节一、二次风的比例和二次风的送入位置，一次风从床面以下送入，二次风从密相区的上部送入；并通过细颗粒燃料的合理送入位置组织燃料燃烧。在密相区采用缺氧燃烧技术，产生燃烧的还原气氛环境，并能保证合理的床温；在稀相区采用富氧燃烧技术，并采用大孔径大动量的二次风消除炉膛中上部炉膛缺氧区，使细颗粒燃料在密相区更容易在缺氧燃烧状态下产生的各种可燃成分，根据其和氧气结合的先后顺序组织富氧燃烧，从而抑制燃料型nox的生成。
由于以上各个实施例提供的锅炉系统适合细颗粒燃料，因此对应的其所具有的优点是，其颗粒表面积增加，和氧接触面积增加，燃烧速度更快，辅以分级送风和二次风的合理布置，消除炉内缺氧区，具有很高的燃烬率。
在上述任一技术及其相互组合的基础上，实现了细颗粒的循环燃烧，床层压降降低，风室压降维持在6kpa左右，实现了低床压运行，比常规循环流化床锅炉8.5-10kpa的风室风压，大大节约了一次风的电耗。
传统的循环流化床锅炉的燃烧组织不合理，密相区的温度通常在850～950℃之间，甚至达到1000℃，而燃烧温度在920℃以上时产生的热力型和燃料型nox较多。本发明通过控制媒体物料的循环量和合理组织配风技术使炉膛内燃烧温度控制在850～920℃之间，减少了热力型和燃料型nox的产生。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述循环流化床锅炉系统中，所述炉膛1内的上部设置有水冷屏或过热屏3，用于控制炉膛1内的温度场在适合的反应温度范围内。并由于本身采用粒度更细的干粉，实现了水冷壁的磨损大幅降低，大大延长水冷壁的使用寿命和锅炉连续运行时间。
由于采用细颗粒干粉燃料作为系统的燃料，因此优选采用炉膛内温控的设备，如本实施例所采取的炉膛的中上部布置水冷屏或过热屏，控制温度场在符合设计要求的范围内，具体为850～920℃左右，对应的令炉膛烟气流速控制在4.5～5.5m/s。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述循环流化床锅炉系统中，所述燃料入口11与所述炉膛床面9之间的距离范围是1.5m-3m，不包括端点值；所述二次风进口12与所述炉膛床面9之间的距离范围是3m-5m，不包括端点值。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。