一种可以稳定燃烧低热值煤矸石的循环流化床锅炉的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种可以稳定燃烧低热值煤矸石的循环流化床锅炉，其包括锅炉支架，锅炉支架上装有锅筒、膜式水冷壁炉膛、旋风分离器以及排烟井道，膜式水冷壁炉膛内下部为流化床燃烧室，流化床燃烧室的下部连接有一次进风管，排烟井道上设有与旋风分离器连接的过热器、省煤器以及空气预热器，膜式水冷壁炉膛设有水冷壁稀密相结合区，水冷壁稀密相结合区处的水冷管具有上弧段、过渡段和下弧段，锅炉支架上连接有二次风箱，二次风箱上装有多根二次风管，每一根二次风管上连接有多个二次进风喷嘴，多个二次进风喷嘴沿二次风管自上而下间隔分布且分别装有蝶形风门。本锅炉可以有效解决炉内受热面磨损和燃烧不稳定的问题。
【专利说明】 一种可以稳定燃烧低热值煤矸石的循环流化床锅炉
【技术领域】
[0001 ] 本发明具体涉及一种可以稳定燃烧低热值煤矸石的循环流化床锅炉。
【背景技术】
[0002]据统计，我国煤矿现有矸石山1600余座，堆积量约45亿吨，每年矸石产量约1.5?2亿吨。这些矸石不仅占用了大量耕地，也对环境造成了一定程度的污染。煤矸石中用于发电的约占到总量的15%左右。这是因为一般只有碳含量〉20%的煤矸石适合于作为锅炉燃料，其低位发热量在6.27?12.54MJ/kg。目前燃用低热值煤矸石的锅炉，其包括锅筒、膜式水冷壁炉膛、旋风分离器以及排烟井道，膜式水冷壁炉膛固定在刚性梁上且与锅炉构架连接，膜式水冷壁炉膛的上部出烟口与旋风分离器连接，膜式水冷壁炉膛内下部为流化床燃烧室，排烟井道上设有与旋风分离器连接的过热器、省煤器以及空气预热器。其结构存在以下缺点:1.由于膜式水冷壁炉膛中下部的水冷壁稀密相结合区(流化床燃烧室的上方)存在一个扩大段，直接形成弯折的扩大段容易使水冷壁受损，即膜式水冷壁磨损严重，从而造成使用寿命大大降低以及维修维护成本增高；2.旋风分离器的作用是将大量高温高浓度的固体物料从气流中分离出来，送回燃烧室，从而维持流化床燃烧室一定的颗粒浓度，保持良好的流态化状态，从而保证燃料和脱硫剂在多次循环、反复燃烧和反应后使锅炉达到理想的燃烧效率和脱硫效率，现有的旋风分离器分离效率低且分离器阻力大，因而造成燃烧效率低下和脱硫效果不理想；3.流化床燃烧室上存在着炉膛中心区缺氧的问题，并且高密度物料颗粒群存在贴壁垂直下泻覆盖水冷壁、每个层面颗粒水平移动不够均匀、各转弯变化区域涡流干扰和垂直上移速度的不均匀影响，从而造成燃烧不充分且容易形成氮氧化物的现象。
【发明内容】
[0003]本发明针对上述问题提供一种有效减少水冷壁磨损且保证充分燃烧的可以稳定燃烧低热值煤矸石的循环流化床锅炉。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种如下结构特点的可以稳定燃烧低热值煤矸石的循环流化床锅炉，其包括锅炉支架，锅炉支架上装有锅筒、膜式水冷壁炉膛、旋风分离器以及排烟井道，膜式水冷壁炉膛的上部出烟口与旋风分离器连接，膜式水冷壁炉膛内下部为流化床燃烧室，流化床燃烧室的下部连接有一次进风管，排烟井道上设有与旋风分离器连接的过热器、省煤器以及空气预热器，一次进风管通过空气预热器与供风系统连接，其结构特点是:所述膜式水冷壁炉膛的中下部设有水冷壁稀密相结合区，水冷壁稀密相结合区处的水冷管自上而下具有向外渐扩的上弧段、竖直的过渡段和向内渐收的下弧段，锅炉支架上连接有位于过渡段下部外侧的二次风箱，二次风箱上装有沿膜式水冷壁炉膛环布的多根二次风管，每一根二次风管上连接有自膜式水冷壁炉膛的下弧段穿入且倾斜向下设置的多个二次进风喷嘴，多个二次进风喷嘴沿二次风管自上而下间隔分布且分别装有蝶形风门。
[0005]旋风分离器包括进烟管、分离器筒体和排烟管，进烟管一端连接在膜式水冷壁炉膛上部、另一端沿分离器筒体的切线方向连接在分离器筒体的上部，排烟管连接在分离器筒体的顶部且排烟管具有伸入分离器筒体内腔的伸入段，伸入段的内伸端位于进烟管的中心线下方，伸入段的轴线偏离分离器筒体的轴线设置，分离器筒体的下部具有自上而下的渐缩段，渐缩段的下部连接有排灰管。
[0006]旋风分离器还包括连接在排灰管下方的分离室，分离室内设有倾斜设置的分离挡板，分离挡板上均布有多个小孔，分离挡板将分离室内腔分隔成回渣区和排放区，分离室上连接有伸入回渣区且与分离挡板配合控制回渣的回渣挡板，分离室的侧部装有与排放区连通的气体排放管、底部装有与排放区连通的灰尘排放管，分离室的底部还装有与回渣区连通的回渣管。
[0007]分离室上螺接有调整螺栓，所述回渣挡板连接在调整螺栓上，回渣挡板上连接有倾斜伸向分离挡板的弹性挡渣板，弹性挡渣板与分离挡板之间的空间为回渣通道。
[0008]省煤器包括连接在排烟井道中的省煤器支撑架，省煤器支撑架上装有上伸的多根管排支撑架，多根管排支撑架上装有迂回弯曲设置的多根省煤器管，省煤器管的直线段上装有螺旋叶片，省煤器管的端部为弯曲段，多根省煤器管的弯曲段内侧装有侧护板，排烟井道上装有位于省煤器管上方的上护板，所述侧护板的顶部连接在上护板上，上护板与排烟井道内壁之间装有罩在省煤器管的弯曲段上方的导流板。
[0009]管排支撑架包括连接在省煤器支撑架上且相对设置的两侧板，两侧板之间装有至少一个安装架，安装架上设有供省煤器管穿过且中间膨大、上下两端收紧的纺锤形通过孔。
[0010]采用上述结构后，通过膜式水冷壁炉膛的中下部的设置，水冷壁稀密相结合区具有向外渐扩的上弧段、竖直的过渡段和向内渐收的下弧段，增大了流化床床面的同时，贴壁的循环灰经过这竖直的过渡段后不会再做斜向扩散，而是继续竖直向上流动，可以有效减轻此处水冷壁的磨损，二次风起到调节燃烧的作用，通过蝶形风门控制每个喷嘴的风量，二次风由二次风喷嘴进入炉膛进行燃烧，降低一次风率、提高二次风率，增进分级送风，即降低炉膛下部烟气温度，还能强化氧化区燃尽，利用喷嘴的结构，使得二次风具有足够的穿透能力，在补充燃料燃烧所需的空气量的同时并加强物料的返混，充分调整炉内温度场的分布，使烟气温度分布更均匀，在一定程度上抑制了热力型氮氧化物的生成，同时，使更多温度低的循环物料返回密相区，在密相区吸收热量，带走燃烧释放的热量，在炉膛中上部与水冷壁进行换热。
[0011]旋风分离器的改造将大量高温高浓度的固体物料从气流中分离出来，送回燃烧室，从而维持流化床燃烧室一定的颗粒浓度，保持良好的流态化状态，从而保证燃料和脱硫剂在多次循环、反复燃烧和反应后使锅炉达到理想的燃烧效率和脱硫效率；通过烟气配入二次进风，使烟气混合空气后将其吹入火床上方，降低了吹入风流中的含氧量，从而有效防止氮氧化物的生成，有效降低氮氧化物的最终排放；省煤器管排的弯管部安装有侧护板，侧护板对管排起到支撑的作用，使管排更加牢固，不易发生变形，延长省煤器的使用寿命，同时设置了导流板，可防止烟气对弯管处的冲刷，避免弯管处的磨损，设置的管排支撑架起到柔性支撑的作用，避免烟气与其刚性冲击，有效保护了省煤器管排。
[0012]综上所述，本锅炉可以有效解决炉内受热面磨损和燃烧不稳定的问题，从而可以稳定燃烧低热值煤矸石，尤其适合于将原先燃烧其他各种煤质的普通循环流化床锅炉改造为燃烧低热值煤矸石的锅炉，其改造简单，施工周期短，投资费用低。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明的结构示意图；
图2是膜式水冷壁炉膛与一次进风管以及二次风箱连接的结构示意图；
图3是旋风分离器的结构示意图；
图4是沿图3中A-A线剖视的结构示意图；
图5是省煤器的结构示意图；
图6是沿图5中B-B线剖视的结构示意图；
图7是沿图5中C-C线剖视的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明:
如图1和图2所示，本发明所提供的可以稳定燃烧低热值煤矸石的循环流化床锅炉包括锅炉支架1，锅炉支架I上装有锅筒2、膜式水冷壁炉膛3、旋风分离器4以及排烟井道5，膜式水冷壁炉膛3的上部出烟口与旋风分离器4连接，膜式水冷壁炉膛3内下部为流化床燃烧室，流化床燃烧室的下部连接有一次进风管9，一次进风管9上也装有风门，从而控制一次进风管9的进风量，排烟井道5上设有与旋风分离器4连接的过热器6、省煤器7以及空气预热器8，一次进风管9通过空气预热器8与供风系统10连接，供风系统10包括风机以及相应管道，其具体连接结构为现有技术，膜式水冷壁炉膛3的中下部设有水冷壁稀密相结合区31，水冷壁稀密相结合区31处的水冷管自上而下具有向外渐扩的上弧段、竖直的过渡段和向内渐收的下弧段，锅炉支架I上连接有位于过渡段下部外侧的二次风箱11，二次风箱11上装有沿膜式水冷壁炉膛8环布的多根二次风管12，每一根二次风管12上连接有自膜式水冷壁炉膛3的下弧段穿入且倾斜向下设置的多个二次进风喷嘴13，多个二次进风喷嘴13沿二次风管12自上而下间隔分布且分别装有蝶形风门14，在本实施例中设置了两个二次进风喷嘴，其轴线与水平线夹角约为15-20度，即形成向斜下方的二次风流，将物料返混，使烟气温度分布更均匀，低热值煤矸石的燃烧更加充分。
[0015]如图3和图4所示，旋风分离器4包括进烟管41、分离器筒体42和排烟管43，进烟管41 一端连接在膜式水冷壁炉膛3上部、另一端沿分离器筒体的切线方向连接在分离器筒体42的上部，排烟管43连接在分离器筒体42的顶部且排烟管43具有伸入分离器筒体42内腔的伸入段431，伸入段431的内伸端位于进烟管41的中心线下方，伸入段431的轴线偏离分离器筒体42的轴线设置，即伸入段431的轴线靠近进烟管41设置，分离器筒体42的下部具有自上而下的渐缩段421，渐缩段421的下部连接有排灰管44，旋风分离器4还包括连接在排灰管44下方的分离室45，分离室45内设有倾斜设置的分离挡板46，分离挡板46上均布有多个小孔，小孔可将粉灰以及其他气体排出，分离挡板46将分离室45内腔分隔成回渣区和排放区，分离室45上连接有伸入回渣区且与分离挡板46配合控制回渣的回渣挡板47，分离室45的侧部装有与排放区连通的气体排放管48、底部装有与排放区连通的灰尘排放管49，分离室45的底部还装有与回渣区连通的回渣管50，回渣管50的底部连接在流化床燃烧室内。分离室45上螺接有调整螺栓15，所述回渣挡板47连接在调整螺栓15上，回渣挡板47上连接有倾斜伸向分离挡板46的弹性挡渣板471，弹性挡渣板471与分离挡板46之间的空间为回渣通道，通过旋拧调整螺栓15，可使弹性挡渣板471靠近或远离分离挡板46，从而控制回渣通道的大小以及速度，维持流化床燃烧室一定的颗粒浓度，保持良好的流态化状态。
[0016]如图5、图6和图7所示，省煤器7包括连接在排烟井道5中的省煤器支撑架71，省煤器支撑架71上装有上伸的多根管排支撑架72，多根管排支撑架72上装有迂回弯曲设置的多根省煤器管73，省煤器管73的两端分别连接在进、出液管上，多根省煤器管73形成管排，管排的中部为直线段、端部为弯曲段，省煤器管73的直线段上装有螺旋叶片，省煤器管73的端部为弯曲段，多根省煤器管73的弯曲段内侧装有侧护板74，排烟井道5上装有位于省煤器管73上方的上护板75，所述侧护板74的顶部连接在上护板75上，上护板75与排烟井道5内壁之间装有罩在省煤器管73的弯曲段上方的导流板76。上述管排支撑架72包括连接在省煤器支撑架71上且相对设置的两侧板721，两侧板721之间装有至少一个安装架722，在本实施例中两侧板721上装有两个安装架722，并且两个安装架722安装在侧板的相对两侧，整个管排支撑架71形成盒式结构，支撑更加稳定，安装架722上设有供省煤器管73穿过且中间膨大、上下两端收紧的纺锤形通过孔，安装架可由两块薄板焊接而成并由模具形成上述通过孔，也可以由板材机加工形成，上述安装架对上述管排起到柔性支撑的作用。
[0017]以上所述为本发明的具体结构形式，本发明不受上述实施例的限制，在本【技术领域】人员来说，基于本发明上具体结构的等同变化以及部件替换皆在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种可以稳定燃烧低热值煤矸石的循环流化床锅炉，包括锅炉支架(1)，锅炉支架(I)上装有锅筒(2)、膜式水冷壁炉膛(3)、旋风分离器(4)以及排烟井道(5)，膜式水冷壁炉膛(3)的上部出烟口与旋风分离器(4)连接，膜式水冷壁炉膛(3)内下部为流化床燃烧室，流化床燃烧室的下部连接有一次进风管(9 )，排烟井道(5 )上设有与旋风分离器(4 )连接的过热器(6)、省煤器(7)以及空气预热器(8)，一次进风管(9)通过空气预热器(8)与供风系统(10)连接，其特征是:所述膜式水冷壁炉膛(3)的中下部设有水冷壁稀密相结合区(31)，水冷壁稀密相结合区(31)处的水冷管自上而下具有向外渐扩的上弧段、竖直的过渡段和向内渐收的下弧段，锅炉支架(I)上连接有位于过渡段下部外侧的二次风箱(11)，二次风箱(II)上装有沿膜式水冷壁炉膛(8)环布的多根二次风管(12)，每一根二次风管(12)上连接有自膜式水冷壁炉膛(3)的下弧段穿入且倾斜向下设置的多个二次进风喷嘴(13)，多个二次进风喷嘴(13)沿二次风管(12)自上而下间隔分布且分别装有蝶形风门(14)。
2.如权利要求1所述的可以稳定燃烧低热值煤矸石的循环流化床锅炉，其特征是:所述旋风分离器(4)包括进烟管(41)、分离器筒体(42)和排烟管(43)，进烟管(41) 一端连接在膜式水冷壁炉膛(3)上部、另一端沿分离器筒体的切线方向连接在分离器筒体(42)的上部，排烟管(43 )连接在分离器筒体(42 )的顶部且排烟管(43 )具有伸入分离器筒体(42 )内腔的伸入段(431)，伸入段(431)的内伸端位于进烟管(41)的中心线下方，伸入段(431)的轴线偏离分离器筒体(42)的轴线设置，分离器筒体(42)的下部具有自上而下的渐缩段(421)，渐缩段(421)的下部连接有排灰管(44)。
3.如权利要求2所述的可以稳定燃烧低热值煤矸石的循环流化床锅炉，其特征是:所述旋风分离器(4)还包括连接在排灰管(44)下方的分离室(45)，分离室(45)内设有倾斜设置的分离挡板(46 )，分离挡板(46 )上均布有多个小孔，分离挡板(46 )将分离室(45 )内腔分隔成回渣区和排放区，分离室(45)上连接有伸入回渣区且与分离挡板(46)配合控制回渣的回渣挡板(47)，分离室(45)的侧部装有与排放区连通的气体排放管(48)、底部装有与排放区连通的灰尘排放管(49)，分离室(45)的底部还装有与回渣区连通的回渣管(50)。
4.如权利要求3所述的可以稳定燃烧低热值煤矸石的循环流化床锅炉，其特征是:所述分离室(45)上螺接有调整螺栓(15)，所述回渣挡板(47)连接在调整螺栓(15)上，回渣挡板(47)上连接有倾斜伸向分离挡板(46)的弹性挡渣板(471)，弹性挡渣板(471)与分离挡板(46)之间的空间为回渣通道。
5.如权利要求1-4中任一项所述的可以稳定燃烧低热值煤矸石的循环流化床锅炉，其特征是:所述省煤器(7)包括连接在排烟井道(5)中的省煤器支撑架(71)，省煤器支撑架(71)上装有上伸的多根管排支撑架(72)，多根管排支撑架(72)上装有迂回弯曲设置的多根省煤器管(73)，省煤器管(73)的直线段上装有螺旋叶片，省煤器管(73)的端部为弯曲段，多根省煤器管(73)的弯曲段内侧装有侧护板(74)，排烟井道(5)上装有位于省煤器管(73)上方的上护板(75)，所述侧护板(74)的顶部连接在上护板(75)上，上护板(75)与排烟井道(5)内壁之间装有罩在省煤器管(73)的弯曲段上方的导流板(76)。
6.如权利要求5所述的可以稳定燃烧低热值煤矸石的循环流化床锅炉，其特征是:所述管排支撑架(72)包括连接在省煤器支撑架(71)上且相对设置的两侧板(721)，两侧板(721)之间装有至少一个安装架(722 )，安装架(722 )上设有供省煤器管(73 )穿过且中间膨大、上下两端收紧的纺锤形通过孔。
【文档编号】F22B21/04GK104214771SQ201410473720
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】高健, 刘钦 申请人:山东瑞博节能环保有限公司