专利名称：用于空气轮机的锅炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锅炉，特别是一种用于空气轮机的锅炉。
背景技术：
在申请号为"2007100974047"的中冷等压吸热空气轮机中，由于 是以空气作工质，锅炉内便无法设置普通电厂中构成蒸汽锅炉炉膛的水冷壁， 这样，会使锅炉的炉膛内壁温度升高，炉膛出口的烟气温度也会很高，造成在 炉膛内壁和加热器管组上的结渣
发明内容
本发明的目的是针对蒸汽锅炉不能直接作为空气轮机锅炉的这一 不足，提供一种可以有效控制炉膛内壁温度和炉膛出口烟气温度的用于空气轮 机的锅炉。
为实现上述目的，所述的用于空气轮机的锅炉包括炉膛出口、设有粉煤燃 烧器的炉膛和底部的冷灰斗，在炉膛内划分有燃烧区和燃尽区，其特征在于-炉膛的内壁大部分由布置在各层的空冷壁面构成，每层空冷壁面又由若干块板 式空冷壁围构而成，每块空冷壁均通过其背面的一侧端与炉墙和外围盖板形成 供气道，中部和另一侧面与炉墙的相对壁面形成向外逐渐变窄的冷却通气道， 冷却通气道的出气口直接通向炉膛，或者经出气道和管路通向炉膛的二次风口， 各供气道经连通管路与通向空气轮机排气口的主管路连通。在所述的空冷壁的 出气口直接通向炉膛时，构成冷却通气道的炉墙在出气口处又向外延长出适当 的长度。
在空冷壁的具体布置中，该层各空冷壁的供气道围炉膛横向布置，空冷壁 的出气口也相应的横向布置，出气口被设在向上或向下的开启方向上。还可让 该层各空冷壁的供气道竖向布置在炉膛的周围，每块空冷壁的出气口也都竖向 布置，出气口即可按统一的方向向左或向右开启，也可让两块相邻空冷壁的出 气口相对布置，或者让其中部分空冷壁的出气口不直接通向炉膛、而是经相应
的出气道和管路通向炉膛的二次风口。
在空冷壁的出气口不直接通向炉膛时，该层围在炉膛周围的各空冷壁的供气 道即可横向布置也可竖向布置，相应的空冷壁的出气口也横向或竖向布置，与
出气口相连通的出气道经管路通向炉膛相应部位的二次风口。
为安装固定空冷壁，处在与冷却通气道位置相对应的空冷壁通过若干数量 并顺冷却空气流动方向排列的连接片与所对应的外侧炉墙相连。为改善空冷壁的冷却效果，在与冷却空气流相接触的空冷壁背面，设有顺冷却气流方向排列 的散热片或起散热作用的凸起物。在冷却通气道的进口处设置相应数量的涡流 发生扭片。为尽快冷却高温烟气，在炉膛的燃尽区之上设掺混降温区，掺混降 温区的相应炉膛内壁上设有若干降温空气进口，各降温空气进口分别经通风管 路与空气轮机的中间冷却器的散热空气出口或气轮机排气口连通。
上述用于空气轮机的锅炉采用了由若干层、若干块空冷壁作为炉膛的内壁， 并用从空气轮机的气轮机所排出的空气流对空冷壁进行冷却，使空冷壁的壁面 温度得到控制，让壁面温度不会升的很高。因空冷壁吸热使烟气温度逐渐下降，
让烟气在空冷壁及炉膛出口处的温度能降至iioo'c左右，以有效防止在空冷壁
面和炉膛出口外加热器管组上的结渣。对空冷壁进行冷却的空气流被加热后又 返回锅炉参与燃烧，并不会降低空气轮机的循环效率。
在用于空气轮机的锅炉中，由于采用的是大块板材制作空冷壁，同时空冷 壁也不承受气体的压力作用，这使空气轮机的锅炉结构较为简单，所消耗的金 属材料也进一步减少。
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。 图1是本发明用于空气轮机的锅炉结构剖面图。
图2是沿图1中A-A线的剖面图。
图3是沿图1中B-B线的剖面图。
具体实施方式
在图1至图3所示的本发明空气轮机的锅炉包括炉膛出口 2、 设有粉煤燃烧器4的炉膛3和底部的冷灰斗7，这是一种为电站而设的适用于空 气轮机的粉煤燃烧锅炉。由于改用空气作工质，炉膛3的内壁大部分由用空气 进行冷却的壁面、即空冷壁构成。由于空气被加热时不像水那样能吸收大量的 热，因此炉膛的内壁由布置在各层的空冷壁面构成，并且，每层空冷壁面又由 若干块的板式空冷壁12围构而成，以便能容易的控制空冷壁的壁面温度。图1 中的锅炉设了五层空冷壁，由于在锅炉所划分的燃烧区域设有粉煤燃烧器4，在 燃烧区之上划分有燃尽区，在锅炉的底部又设有冷灰斗7，因此，为适应各层不 同的燃烧区域而设定的空冷壁12布置方式也有所不同。在空冷壁的布置中，每 块空冷壁12均通过其背面的一侧端与炉墙15和外围盖板17形成供气道18，中 部和另一侧面与炉墙15的相对壁面16形成向外逐渐变窄的冷却通气道20，冷 却通气道的出气口 21呈窄长的形状、直接通向炉膛3，如图1中五层和二层空 冷壁12的出气口 21所示。或者如处在炉膛底部冷灰斗7位置的空冷壁12所示， 让冷却通气道20的出气口 21经出气道22和管路23通向炉膛3的二次风口 6。 炉墙15采用耐火材料制成，在炉墙的外围设有绝热层29。上述空冷壁12的各
供气道18经连通管路11与通向空气轮机(未画)排气口的主管路10连通。
为加强对空冷壁的冷却效果，可在冷却通气道20的进口处设置相应数量的 涡流发生扭片(未画)，使冷却气流能翻滚的流过冷却通气道。
在上述锅炉二层、三层和五层空冷壁的布置中，每层各空冷壁12的出气口 21直接通向了炉膛3的内部，构成冷却通气道20的炉墙15在出气口 21处又向 外延长出适当的长度，这部分不被空冷壁遮挡的炉墙，因直接受到从出气口 21 排出气流的相应冷却，其表面温度不会升到非常高的温度。图中的炉墙15在出 气口 21处平整的向外延伸，也可以边向外延伸，边向炉内适当弯曲，让炉墙在 出气口处形成一个弯曲的延伸面。设在各层空冷壁12的供气道根据需要既可以 横向布置，也可以竖向布置。其中，二、五层空冷壁12的供气道18采用了围 炉膛3横向布置的方式，相应的空冷壁的出气口21也横向布置，五层空冷壁的 出气口 21向上开启，二层空冷壁的出气口 21向下开启。三和四层空冷壁的供 气道釆用了竖向布置方式，如图2和图3中所示，各层空冷壁12的供气道18 竖向布置在炉膛3的周围，每块空冷壁12的出气口 21也都竖向布置，各空冷 壁的出气口即可按统一的方面向左或向右开启，也可让两块相邻空冷壁的出气 口相对布置，或者让其中部分空冷壁的出气口不直接通向炉膛、而是经相应的 出气道和管道通向炉膛的二次风口。在图2锅炉的第四层空冷壁布置中，每面 炉膛内壁的左侧空冷壁12的出气口21向右开启；靠右侧的空冷壁12为避免其 出气口 21的气流直接冲到相邻的空冷壁面，该侧空冷壁12的出气口 21经相应 的出气道22和管路通向炉膛的二次风口 (未画)。在图3所示的空冷壁布置中， 每面炉膛内壁的相邻空冷壁12的出气口 21相对布置，使两出气口排出的气流 能喷在两粉煤燃烧器4所形成的火焰之间。
在空冷壁的出气口采用不直接通向炉膛的布置方式时，该层围在炉膛周围 各空冷壁12的供气道18即可横向布置也可竖向布置，相应的空冷壁的出气口 21也随之横向或竖向布置，与出气口相连通的出气道22经管路通向炉膛相应部 位的二次风口。设在冷灰斗7位置的一层空冷壁12的供气道18已经縮短并横 向布置，与出气口 21相连通的出气道22经管路23通向炉膛3的二次风口 6。
上述空冷壁无论如何布置，都是采用较大面积的金属板材制作而成，为了 使这种板式空冷壁能保持在固定的位置，处在与冷却通气道20位置相对应的空 冷壁12通过若干数量并顺冷却空气流动方向排列的连接片13与所对应的外侧 炉墙15相连。另外，为加强空冷壁12与冷却空气的换热能力，在与冷却空气 流相接触的空冷壁背面，设有顺冷却气流方向排列的散热片或起散热作用的凸 起物(未画)。 在空气轮机的锅炉采用上述空冷壁结构后，是能够让流出炉膛出口 2的烟 气温度保持在不让加热器管组1结渣的120(TC以下。为让锅炉的烟气能迅速降 温，如图1中所示，也可在炉膛3的燃尽区(第四和第五层空冷壁所在区域) 之上设置掺混降温区25，掺混降温区的相应炉膛内壁26上设有若干个降温空气 进口 27，各降温空气进口分别经通风管路28与空气轮机的中间冷却器的散热空 气出口或气轮机排气口连通(未画)。在把中间冷却器的部分散热空气引入炉膛 来降低烟气的温度时，是不会降低空气轮机循环效率的，因为即使让流过加热 器管组之后的烟气温度保持在高于烟气酸露点的120—14(TC，而从中间冷却器 排出的散热空气温度通常会高于15(TC，使散热空气中的少部分热量仍会被加热 器管组吸收。
在实际锅炉内的各层空冷壁布置中，首先要有利于更好组织锅炉内煤粉的 充分燃烧，其次要有效的对烟气温度进行降温，使其达到炉膛出口的充许温度。 由于这种空气轮机的空冷壁锅炉不再设置普通蒸汽电厂锅炉内能大量吸热的水 冷壁(水冷壁所吸收的热量最后由冷却塔散至外界)，空冷壁式锅炉所需喷入的 燃料便可大量节省，并让锅炉内所设的粉煤燃烧器数量也相应减少，同时也可 进一步减小锅炉的体积和节省制造锅炉所需的耐热、绝热和金属材料。
权利要求
1、一种用于空气轮机的锅炉，所述的锅炉包括炉膛出口(2)、设有粉煤燃烧器(4)的炉膛(3)和底部的冷灰斗(7)，在炉膛(3)内划分有燃烧区和燃尽区，其特征在于炉膛(3)的内壁大部分由布置在各层的空冷壁面构成，每层空冷壁面又由若干块板式空冷壁(12)围构而成，每块空冷壁(12)均通过其背面的一侧端与炉墙(15)和外围盖板(17)形成供气道(18)，中部和另一侧面与炉墙(15)的相对壁面(16)形成向外逐渐变窄的冷却通气道(20)，冷却通气道的出气口(21)直接通向炉膛(3)，或者经出气道(22)和管路(23)通向炉膛(3)的二次风口(6)，各供气道(18)经连通管路(11)与通向空气轮机排气口的主管路(10)连通。
2、 根据权利要求l所述的锅炉，其特征在于在所述的空冷壁(12)的出 气口 (21)直接通向炉膛时，构成冷却通气道的炉墙(15)在出气口 (21)处 又向外延长出适当的长度。
3、 根据权利要求2所述的锅炉，其特征在于该层各空冷壁(12)的供气 道(18)围炉膛(3)横向布置，空冷壁的出气口 (21)也相应的横向布置，出 气口 (21)被设在向上或向下的开启方向上。
4、 根据权利要求2所述的锅炉，其特征在于该层各空冷壁(12)的供气 道(18)竖向布置在炉膛(3)的周围，每块空冷壁的出气口 (21)也都竖向布 置，出气口即可按统一的方向向左或向右开启，也可让两块相邻空冷壁的出气 口 (21)相对布置，或者让其中部分空冷壁的出气口 (21)不直接通向炉膛、 而是经相应的出气道(22)和管路(23)通向炉膛(3)的二次风口 (6)。
5、 根据权利要求1所述的锅炉，其特征在于在空冷壁(12)的出气口 (21) 不直接通向炉膛时，该层围在炉膛周围的各空冷壁(12)的供气道(18)即可 横向布置也可竖向布置，相应的空冷壁的出气口 (21)也横向或竖向布置，与 出气口相连通的出气道(22)经管路通向炉膛相应部位的二次风口。
6、 根据权利要求2、 3、 4或5所述的锅炉，其特征在于处在与冷却通气 道(20)位置相对应的空冷壁(12)通过若干数量并顺冷却空气流动方向排列 的连接片(13)与所对应的外侧炉墙(15)相连。
7、 根据权利要求2、 3、 4或5所述的锅炉，其特征在于在与冷却空气流 相接触的空冷壁背面，设有顺冷却气流方向排列的散热片或起散热作用的凸起 物。
8、 根据权利要求2、 3、 4或5所述的锅炉，其特征在于在冷却通气道(20) 的进口处设置相应数量的涡流发生扭片。
9、 根据权利要求2、 3、 4或5所述的锅炉，其特征在于在炉膛(3)的 燃尽区之上设掺混降温区(25)，掺混降温区的相应炉膛内壁(26)上设有若干 降温空气进口 (27)，各降温空气进口分别经通风管路(28)与空气轮机的中间 冷却器的散热空气出口或气轮机排气口连通。
全文摘要
一种用于空气轮机的锅炉，它包括炉膛出口(2)、设有粉煤燃烧器(4)的炉膛(3)和底部的冷灰斗(7)，炉膛(3)的内壁大部分由布置在各层的若干块板式空冷壁(12)围构而成，通过冷却空气对空冷壁的冷却作用，使炉膛(3)的内壁温度得到控制，同时也让炉膛出口(2)的烟气温度保持在许可的限度内，从而有效的防止了在炉膛内壁和加热器管组上的结渣。由于冷却空冷壁而被加热的空气又进入锅炉参与燃烧，使空气轮机的循环热效率并不降低，让这种采用空气轮机和空冷壁式锅炉的燃煤电厂能达到最高的发电效率。
文档编号F24H3/00GK101178252SQ200710198570
公开日2008年5月14日 申请日期2007年12月13日 优先权日2007年12月13日
发明者韩培洲 申请人:韩培洲