一种用于循环流化床锅炉的飞灰再循环装置的制作方法

本实用新型属于燃煤循环流化床锅炉节能环保技术领域，涉及一种用于循环流化床锅炉的飞灰再循环装置。

背景技术：

随着我国经济和生活水平的日益提高，人们将会对环境给予越来越大的关注。为加强环境保护、实现节能减排目标，国家相关部委对煤电行业提出了更为严格的环保标准和节能改造目标。到2020年，全国具备条件的机组都将达到超低排放，现役机组平均供电煤耗低于310克标煤/千瓦时。

循环流化床(CFB)锅炉技术燃烧技术是20世纪70年代末发展起来的清洁煤燃烧技术。与常规燃烧方式相比，CFB锅炉具有一定的优势。CFB锅炉采用较低的燃烧温度(850～920℃)和空气分及燃烧，NOx生成量较低(一般＜250mg/m³)，并具有一定的自脱硫能力(SO2的实际生成量低于按照全硫计算的SO2理论生成量)；CFB锅炉通过炉内干法脱硫(向炉内添加一定量的石灰石颗粒)可有效脱除90％甚至更多的SO2；CFB锅炉具有极佳的燃料适应性，几乎可以设计燃用任何化石燃料；CFB锅炉具有良好的调峰能力，可以再30％额定负荷下不投油稳定燃烧。因此，近二十年间CFB锅炉技术在我国得到迅速发展，CFB锅炉机组发电容量近1亿kW，总循环流化床锅炉台数大于3000台，其工程应用已发展到600MW超临界等级。

由于循环流化床设计的燃烧温度一般在850～920℃之间，对于挥发分含量较低的难燃煤种，存在燃烧效率低，飞灰含碳量高导致的锅炉热效率低的问题。该问题在我国燃用无烟煤的循环流化床锅炉机组普遍存在，近年来由于国家对于煤电机组节能降耗要求越来越高，循环流化床锅炉燃用难燃煤种时提高燃烧效率和热效率的研究逐步深入。

近几年由于煤炭市场的不确定性，许多循环流化床锅炉机组实际燃用的煤质特性偏离设计值较大，当燃用灰分含量低的煤种时由于锅炉内外循环物料量减少，会造成锅炉运行温度高，带负荷能力受限，NOx和SO2生成量提高的问题。

飞灰再循环装置对于循环流化床锅炉的影响可概括为以下几个方面：(1)将一部分经除尘器收集下来的飞灰部分或者全部回送到炉膛。一方面提高了飞灰中可燃物的燃烧时间，有利于可燃物的燃尽，从而降低了锅炉的机械不完全燃烧热损失，提高了锅炉燃烧效率和热效率。另一方面，循环流化床锅炉炉内干法脱硫后未完全利用的石灰石颗粒被更多的回送到炉膛，延长了石灰石颗粒在锅炉主循环回路的停留时间，增加了石灰石与烟气中SO2的接触反应几率，从而提高了脱硫效率和石灰石的利用率。(2)循环流化床锅炉炉膛温度对于锅炉的污染物排放特性有着重要影响。在循环流化床锅炉一般运行温度范围内(850～920℃)SO2和NOx的生成量随着炉膛温度的上升而提高。飞灰再循环装置回送到锅炉炉膛的物料量能够起到调节炉膛温度的作用，将锅炉运行温度控制在合理范围内，既能保证锅炉具有较高的燃烧效率，同时抑制SO2和NOx等污染物的生成量。(3)对于燃用低灰分的煤种的循环流化床锅炉，由于锅炉主循环回路物料量和物料浓度是影响锅炉带负荷能力的重要因素，飞灰再循环装置能够有效提高锅炉燃用低灰分煤种时的带负荷能力和运行的稳定性。

飞灰再循环技术应用于循环流化床锅炉领域的时间较短，现阶段所采用的飞灰再循环装置存在管路磨损严重，装置运行不稳定，易堵塞和维护工作量大的问题。另外，现阶段该项技术的控制策略不完善，运行中多为人工操作，未实现自动控制。由于上述因素，限制了该项技术在循环流化床锅炉领域的应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于循环流化床锅炉的飞灰再循环装置，该装置能够有效的解决传统飞灰再循环过程中运行不稳定、易堵塞及维护工作量大的问题，同时能够实现自动控制。

为达到上述目的，本实用新型所述的用于循环流化床锅炉的飞灰再循环装置包括仓泵、压缩空气管、除尘器、耐磨三通、控制器、飞灰再循环管、吹堵气源管、灰库输灰管及若干入炉支管；

仓泵的入口与压缩空气管及除尘器底部的灰斗出口相连通，仓泵的出口与耐磨三通的第一个开口相连通，耐磨三通的第二个开口与飞灰再循环管的一端相连通，耐磨三通的第三个开口与灰库输灰管的一端相连通，灰库输灰管的另一端与外部的灰库相连通，飞灰再循环管的另一端经若干入炉支管与外部的炉膛相连通，飞灰再循环管上沿飞灰流动的方向依次设置有第一气动耐磨闸阀、压力变送器、第二气动耐磨闸阀及手动耐磨闸阀，灰库输灰管上设置有第三气动耐磨闸阀，吹堵气源管的一端与压缩空气管相连通，吹堵气源管的另一端与飞灰再循环管相连通；

控制器的输入端与压力变送器的输出端相连通，控制器的输出端与吹堵阀的控制端、第一气动耐磨闸阀的控制端、第二气动耐磨闸阀的控制端及第三气动耐磨闸阀的控制端相连通。

各入炉支管上均设置有膨胀节。

还包括用于检测炉膛悬浮段差压值的检测器，其中，检测器的输出端与控制器的输入端相连接。

入炉支管的数目为2-4根。

仓泵的出口与耐磨三通的第一个开口之间设置有第四气动耐磨闸阀，其中，第四气动耐磨闸阀的控制端与控制器相连接。

飞灰再循环管上走向发生变化的位置处设置有耐磨弯头，耐磨弯头为内衬陶瓷结构。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的用于循环流化床锅炉的飞灰再循环装置在具体操作时，控制器通过压力变送器实时检测飞灰再循环管内的气压，当飞灰再循环管内的气压大于等于预设值时，则说明飞灰再循环管内出现堵塞现象，此时开启吹堵阀，通过吹堵气源管向飞灰再循环管内通入压缩气体，以实现对飞灰循环管的吹扫，从而有效的解决传统飞灰再循环过程中运行不稳定、易堵塞及维护工作量大的问题，并实现自动控制。另外，本实用新型在工作时，通过控制器控制第一气动耐磨闸阀、第二气动耐磨闸阀及第三气动耐磨闸阀的开度，以调节炉膛中上部的物料浓度，改善炉膛的温度，有效的降低SO2和NOx的生成量及炉内干法脱硫用石灰石的消耗量，对于燃用低灰分煤种的循环流化床锅炉可以改善锅炉的带负荷能力，提高锅炉运行的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1为仓泵、2为压缩空气管、3为吹堵气源管、4为吹堵阀、5为第四气动耐磨闸阀、6为耐磨三通、7为第三气动耐磨闸阀、8为灰库输灰管、9为第一气动耐磨闸阀、10为压力变送器、11为飞灰再循环管、12为耐磨弯头、13为第二气动耐磨闸阀、14为手动耐磨闸阀、15为膨胀节、16为入炉支管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参考图1，本实用新型所述的用于循环流化床锅炉的飞灰再循环装置包括仓泵1、压缩空气管2、除尘器、耐磨三通6、控制器、飞灰再循环管11、吹堵气源管3、灰库输灰管8及若干入炉支管16；仓泵1的入口与压缩空气管2及除尘器底部的灰斗出口相连通，仓泵1的出口与耐磨三通6的第一个开口相连通，耐磨三通6的第二个开口与飞灰再循环管11的一端相连通，耐磨三通6的第三个开口与灰库输灰管8的一端相连通，灰库输灰管8的另一端与外部的灰库相连通，飞灰再循环管11的另一端经若干入炉支管16与外部的炉膛相连通，飞灰再循环管11上沿飞灰流动的方向依次设置有第一气动耐磨闸阀9、压力变送器10、第二气动耐磨闸阀13及手动耐磨闸阀14，灰库输灰管8上设置有第三气动耐磨闸阀7，吹堵气源管3的一端与压缩空气管2相连通，吹堵气源管3的另一端与飞灰再循环管11相连通；控制器的输入端与压力变送器10的输出端相连通，控制器的输出端与吹堵阀4的控制端、第一气动耐磨闸阀9的控制端、第二气动耐磨闸阀13的控制端及第三气动耐磨闸阀7的控制端相连通，其中，入炉支管16的数目为2-4根。

各入炉支管16上均设置有膨胀节15；本实用新型还包括用于检测炉膛悬浮段差压值的检测器，其中，检测器的输出端与控制器的输入端相连接。

仓泵1的出口与耐磨三通6的第一个开口之间设置有第四气动耐磨闸阀5，其中，第四气动耐磨闸阀5的控制端与控制器相连接；飞灰再循环管11上走向发生变化的位置处设置有耐磨弯头12，耐磨弯头12为内衬陶瓷结构。

当飞灰再循环管11发生严重堵塞，吹扫无法疏通时，可通过耐磨弯头12实现人工疏通，入炉支管16采用耐高温耐磨不锈钢材质，每个入炉支管16均设置膨胀节15，以吸收锅炉在热态运行时产生的位移。

工作原理：本实用新型的作用在于将锅炉飞灰重新回送到炉膛中，由除尘器灰斗收集的飞灰通过仓泵1以一定的出料速度流出仓泵1，再被压缩空气输送回锅炉炉膛。

控制器根据锅炉炉膛悬浮段差压值控制第一气动耐磨闸阀9、第二气动耐磨闸阀13及第三气动耐磨闸阀7的开关，以调节飞灰再循环管11的投运时间和频率，当炉膛悬浮段差压值低于预设值△PL时，投运飞灰再循环管11，将飞灰回送至炉膛，当炉膛悬浮段差压值达到预设压力△PH时，则停运飞灰再循环管11，此时锅炉产生的飞灰通过灰库输灰管8送至灰库中。

另外，控制器通过压力变送器10实时检测飞灰再循环管11中的压力，飞灰再循环管11中的压力高于堵管预设报警压力值Pg时，则关闭第一气动耐磨闸阀9，开启吹堵阀4，通过向飞灰再循环管11中通入压缩空气，对飞灰再循环管11进行吹扫，当飞灰再循环管11中的压力低于预设压力值Pd时，关闭吹堵阀4，重新启用第一气动耐磨闸阀9进行飞灰的回送。

综上所述，本实用新型一方面可提高循环流化床锅炉的燃烬率，提高锅炉燃烧效率和热效率；另一方面，可以调节炉膛中上部的物料浓度，改善锅炉的炉膛温度，降低SO2和NOx的生成量和炉内干法脱硫用石灰石的消耗量，对于燃用低灰分煤种的循环流化床锅炉可以改善锅炉的带负荷能力，提高锅炉运行的稳定性和可靠性，适用于燃煤循环流化床锅炉节能环保技术领域。