专利名称：一种带缓冲床的大型循环流化床锅炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种循环流化床锅炉，特别是一种分离器两侧对称布置的大型循环流化床锅炉。
背景技术：
随着循环流化床燃烧技术的不断发展，循环流化床锅炉容量也在不断增大，炉膛放热容积较炉内受热面积增加得更快，炉膛内需要布置更多的受热面。并且随锅炉容量的增大，炉膛截面积也在增大，而二次风穿透能力有限，炉膛中心易形成贫氧区；另外布风板面积也随之增大，床内物料的均匀流化难度加大，密相区床层易出现局部的超温结焦。 为解决以上问题，在大型循环流化床锅炉中，广泛采用裤衩腿分体炉膛设计。炉膛下部分成两个密相区，相应地，布风板也被分成两个部分，缩小了单个布风板的面积，可保证床内物料的均匀流化；裤衩腿内墙布置二次风口，保证二次风对物料良好的穿透性。裤衩腿分体炉膛在两支腿结构型式上完全对称，但两支腿的布风板和运行中料层阻力特性的差异，再加上一次风量、给煤量等原因，造成两支腿出现床压差。床压越大，炉膛上部压力越低，在没有外界干预下，床料从上部朝压力小的支腿流动，使床压差进一步增大，最终造成一侧支腿内的床料全部吹至另一侧支腿内，也就是产生所谓的“翻床”现象。“翻床”使一侧支腿内的床料失去流化，造成炉膛结焦，严重威胁锅炉安全稳定运行。在锅炉运行中，投入精细的自动控制可以较好地防止“翻床”现象的出现，但不能从根本上消除“翻床”现象。
发明内容
本发明的目的就在于从根本上解决目前大型循环流化床锅炉存在的“翻床”问题，提供一种结构合理的大型循环流化床锅炉。本发明的技术方案如下一种带缓冲床的大型循环流化床锅炉包括相邻平行布置的第一炉膛、第二炉膛、旋风分离器和至少一个缓冲床，缓冲床在第一炉膛和第二炉膛中间沿深度方向均匀设置；旋风分离器对称布置在两个炉膛的外侧，第一炉膛和第二炉膛上部完全分隔，下部密相区通过缓冲床相连通；所述缓冲床是由缓冲床顶、缓冲床前墙和缓冲床前后墙以及缓冲床布风板构成的物料通道；所述的缓冲床布风板、缓冲床顶、缓冲床前墙和缓冲床后墙均为膜式水冷壁结构；所述的缓冲床的内壁敷设有耐火材料。所述的缓冲床底部设有缓冲床前墙联箱和缓冲床后墙联箱，缓冲床前墙联箱与缓冲床前墙相连，缓冲床后墙联箱与缓冲床后墙相连。所述的缓冲床布风板和第一炉膛或第二炉膛的布风板处于同一高度；所述的缓冲床布风板由第一炉膛布风板和第二炉膛布风板分别延伸而成，或是由所述的缓冲床前墙或缓冲床后墙弯折成水平面形成。所述的缓冲床前墙和缓冲床后墙均平行于第一炉膛前墙；靠近第一炉膛内侧墙的缓冲床前墙水冷壁管和缓冲床后墙水冷壁管顺着第一炉膛内侧墙水冷壁管方向弯折至缓冲床顶高度，靠近第二炉膛内侧墙的缓冲床前墙水冷壁管和缓冲床后墙水冷壁管顺着第二炉膛内侧墙水冷壁管方向弯折至缓冲床顶高度，在同一高度，缓冲床前墙水冷壁管间距相等，缓冲床后墙水冷壁管间距相等；在缓冲床顶高度，缓冲床前墙水冷壁管再弯折成水平方向，并保持每根水冷壁管与缓冲床前墙的夹角均为Θ，延伸至第一炉膛内侧墙所在平面形成缓冲床顶的一部分，延伸至第一炉膛内侧墙所在平面的水冷壁管，再顺着第一炉膛内侧墙水冷壁管方向弯折上行，形成第一炉膛内侧墙的一部分，其中tan Θ = b/a，a为缓冲床顶高度上第一炉膛内侧墙和第二炉膛内侧墙的间距，b为冲床顶高度上缓冲床前后墙之间的距离；缓冲床后墙水冷壁管弯折方式与缓冲床前墙水冷壁管的弯折方式相同，缓冲床后墙水冷壁管弯折后形成缓冲床顶的另一部分，之后再形成第二炉膛内侧墙的一部分。本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果本发明在炉膛下部密相区设置缓冲床连接两个炉膛，当锅炉两侧炉膛内存在床压差时，流化的床料通过缓冲床从压力较小的一侧炉膛流入压力较大的一侧，重新建立起压力平衡，从根本上消除了“翻床”现 象，提高锅炉运行的安全性。缓冲床下部布置的风帽使缓冲床内物料很好地流化，增强两侧炉膛下部物料的横向流动，提高了两侧炉膛内物料浓度分布、温度分布的均匀性。两侧炉膛上部完全分隔，并相隔一定距离，与裤衩腿分体炉膛中间带水冷隔墙设计的锅炉相比，炉膛四周水冷壁受热状况更为一致，水冷壁内工质受热更为均匀，有利于提高超临界循环流化床锅炉水动力安全性。两侧炉膛上部完全分隔也便于在炉膛内布置翼型墙等扩展受热面。
图I为本发明提供的带缓冲床的大型循环流化床锅炉的结构示意图(带有两个缓冲床的实施例)。图2为图I的A-A视图。图3为图I的B-B视图。图4为图I的C向视图，即缓冲床顶结构示意图。图5为图2的D向视图，即缓冲床前墙结构示意图。图中1_第一炉膛；2_第二炉膛；3_缓冲床；4_旋风分离器；5_第一炉膛布风板；6-第二炉腔布风板；7_缓冲床布风板；8_缓冲床顶；9_第一炉腔风室；10-缓冲床风室；11-第二炉膛风室；12_第一炉膛外侧墙；13_第一炉膛后墙；14_第二炉膛后墙；15_第二炉膛外侧墙；16_第二炉膛前墙；17_第一炉膛前墙；18_第一炉膛内侧墙；19_第二炉膛内侧墙；20_缓冲床如墙；21_缓冲床后墙；22_缓冲床如墙联箱；22_缓冲床后墙联箱。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的原理、结构及具体实施方式
做进一步的说明。附图中自始自终相同的标号表示相同的元件或者具有相同功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的。图I、图2和图3为本发明提供的带缓冲床的大型循环流化床锅炉实施例的结构示意图。该大型循环流化床锅炉包括相邻平行布置的第一炉膛I、第二炉膛2、旋风分离器4和至少一个缓冲床3，缓冲床在第一炉膛和第二炉膛中间沿深度方向均匀设置；旋风分离器对称布置在两个炉膛的外侧，第一炉膛I和第二炉膛2上部完全分隔，下部密相区通过缓冲床3相连通。缓冲床3是由缓冲床顶8、缓冲床前墙20和缓冲床前后墙21以及缓冲床布风板7构成的物料通道；缓冲床布风板7、缓冲床顶8、缓冲床前墙20和缓冲床后墙21均为膜式水冷壁结构，内壁敷设有耐火材料。当锅炉两侧炉膛内存在床压差时，流化的床料通过缓冲床3从压力较小的一侧炉膛流入压力较大的一侧，实现压力自平衡，从根本上消除“翻床”现象；同时床料通过缓冲床3进行横向流动，提高了两侧炉膛内物料浓度分布、温度分布的均匀性。缓冲床底部设有缓冲床前墙联箱22和缓冲床后墙联箱23，缓冲床前墙联箱22与缓冲床前墙20相连，缓冲床后墙联箱23与缓冲床后墙21相连。
缓冲床布风板7与第一炉膛I或第二炉膛2的布风板处于同一高度；缓冲床布风板由第一炉膛布风板5和第二炉膛布风板6分别延伸而成，或是由缓冲床前墙20或缓冲床后墙21弯折成水平面形成，如图3所示。图4和图5分别是缓冲床顶结构示意图和缓冲床前墙结构示意图。缓冲床前墙20和缓冲床后墙21均平行于第一炉膛前墙17。靠近第一炉膛内侧墙18的缓冲床前墙水冷壁管和缓冲床后墙水冷壁管顺着第一炉膛内侧墙水冷壁管方向弯折至缓冲床顶高度，靠近第二炉膛内侧墙19的缓冲床前墙水冷壁管和缓冲床后墙水冷壁管顺着第二炉膛内侧墙水冷壁管方向弯折至缓冲床顶高度，在同一高度，缓冲床前墙水冷壁管间距相等，缓冲床后墙水冷壁管间距相等；在缓冲床顶8高度，缓冲床前墙20水冷壁管再弯折成水平方向，并保持每根水冷壁管与缓冲床前墙20的夹角均为Θ，延伸至第一炉膛内侧墙18所在平面形成缓冲床顶8的一部分，延伸至第一炉膛内侧墙18所在平面的水冷壁管，再顺着第一炉膛内侧墙水冷壁管方向弯折上行，形成第一炉膛内侧墙18的一部分，其中tan Θ = b/a，a为缓冲床顶8高度上第一炉膛内侧墙和第二炉膛内侧墙的间距，b为冲床顶8高度上缓冲床前后墙之间的距离。在缓冲床顶8高度，缓冲床后墙21水冷壁管再弯折成水平方向，并保持每根水冷壁管与缓冲床后墙21的夹角均为Θ，延伸至第二炉膛内侧墙19所在平面形成缓冲床顶8的另一部分，延伸至第二炉膛内侧墙19所在平面的水冷壁管，再顺着第二炉膛内侧墙水冷壁管方向弯折上行，形成第二炉膛内侧墙19的一部分，其中Θ定义和前文一致。由此形成的缓冲床前墙20、缓冲床后墙21以及缓冲床顶8可以看成是第一炉膛内侧墙18和第二炉膛内侧墙19的延伸和扩展，形成方式合理，结构简单。
权利要求
1.一种带缓冲床的大型循环流化床锅炉，其特征在于所述大型循环流化床锅炉包括相邻平行布置的第一炉膛(I)、第二炉膛(2)、旋风分离器(4)和至少一个缓冲床(3)，缓冲床在第一炉膛和第二炉膛中间沿深度方向均匀设置；所述的旋风分离器对称布置在两个炉膛的外侧，所述的第一炉膛(I)和第二炉膛(2)上部完全分隔，下部密相区通过缓冲床(3)相连通，所述缓冲床(3)是由缓冲床顶(8)、缓冲床前墙(20)和缓冲床前后墙(21)以及缓冲床布风板(7)构成的物料通道；所述的缓冲床布风板(7)、缓冲床顶(8)、缓冲床前墙(20)和缓冲床后墙(21)均为膜式水冷壁结构。
2.按照权利要求I所述的一种带缓冲床的大型循环流化床锅炉，其特征在于缓冲床底部设有缓冲床前墙联箱(22)和缓冲床后墙联箱(23)，所述的缓冲床前墙联箱(22)与缓冲床前墙(20)相连，缓冲床后墙联箱(23)与缓冲床后墙(21)相连。
3.按照权利要求I或2所述的一种带缓冲床的大型循环流化床锅炉，其特征在于所述的缓冲床布风板(7)与第一炉膛(5)或第二炉膛(6)的布风板处于同一高度；所述的缓 冲床布风板由第一炉膛布风板(5)和第二炉膛布风板(6)分别延伸而成，或是由所述的缓冲床前墙(20)或缓冲床后墙(21)弯折成水平面形成。
4.按照权利要求3所述的一种带缓冲床的大型循环流化床锅炉，其特征在于所述的缓冲床前墙(20)和缓冲床后墙(21)均平行于第一炉膛前墙(17);靠近第一炉膛内侧墙(18)的缓冲床前墙水冷壁管和缓冲床后墙水冷壁管顺着第一炉膛内侧墙水冷壁管方向弯折至缓冲床顶高度，靠近第二炉膛内侧墙(19)的缓冲床前墙水冷壁管和缓冲床后墙水冷壁管顺着第二炉膛内侧墙水冷壁管方向弯折至缓冲床顶高度，在同一高度，缓冲床前墙水冷壁管间距相等，缓冲床后墙水冷壁管间距相等；在缓冲床顶高度，缓冲床前墙(20)的水冷壁管再弯折成水平方向，并保持每根水冷壁管与缓冲床前墙(20)的夹角均为e，延伸至第一炉膛内侧墙(18)所在平面形成缓冲床顶(8)的一部分，延伸至第一炉膛内侧墙(18)所在平面的水冷壁管，再顺着第一炉膛内侧墙水冷壁管方向弯折上行，形成第一炉膛内侧墙(18)的一部分，其中tan 9 = b/a，a为缓冲床顶(8)高度上第一炉膛内侧墙(18)和第二炉膛内侧墙(19)的间距，b为冲床顶(8)高度上缓冲床前后墙之间的距离；缓冲床后墙(21)水冷壁管弯折方式与缓冲床前墙(20)水冷壁管的弯折方式相同，缓冲床后墙(21)水冷壁管弯折后形成缓冲床顶(8)的另一部分，之后再形成第二炉膛内侧墙(19)的一部分。
5.按权利要求I所述的一种带缓冲床的大型循环流化床锅炉，其特征在于所述的缓冲床(3)的内壁敷设有耐火材料。
全文摘要
一种带缓冲床的大型循环流化床锅炉，涉及一种循环流化床锅炉的结构设计。本发明提供的循环流化床锅炉具有相邻平行布置的两个炉膛，两个炉上部完全分隔，下部密相区通过缓冲床相连通。缓冲床是由缓冲床顶、缓冲床前墙和缓冲床前后墙以及缓冲床布风板构成的物料通道，缓冲床是由两侧炉膛延伸扩展而成，结构简单，均为膜式水冷壁结构。两侧炉膛下部物料通过缓冲床横向流动，提高了两侧炉膛内物料浓度分布、温度分布的均匀性；上部完全分离，便于在炉膛内布置翼型墙等扩展受热面，炉膛四周水冷壁受热状况更为一致，利于提高锅炉水动力安全性。锅炉两侧炉膛的床压通过缓冲床自平衡，从根本上消除了“翻床”现象，提高了锅炉运行的安全性。
文档编号F23C10/18GK102635854SQ20121012386
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者仇晓龙, 吕俊复, 吴玉新, 张海, 杨海瑞 申请人:清华大学