一种循环流化床锅炉两级串联返料装置的制作方法

1.本发明涉及循环流化床锅炉领域，具体来说是一种循环流化床锅炉两级串联返料装置，应用于生物质发电设备。


背景技术：

2.随着社会不断快速发展，储量有限的化石燃料已不能满足日益增长的能源需求。因此，如何实现生物质等可再生能源的高效利用已成为全世界关注的焦点。目前，燃烧发电是生物质高效利用的主要方式。然而，由于生物质含氯、含碱量高的燃料特性，采用常规循环流化床锅炉燃烧，容易出现炉内受热面高温腐蚀、积灰、结渣等现象。这不仅导致锅炉热效率降低、高温受热面需经常定期检查更换，电厂运行维护成本上升，而且是此类燃料锅炉无法高参数化的重要原因，是实现生物质高效燃烧利用的一个主要障碍。
3.目前循环流化床锅炉床温调节方法主要有两个：一是调节给料机给料量，二是调节炉底一次风量。给料量对床温调节存在巨大的滞后性，主要原因是给料口距离床层有一定的距离，燃料入炉引燃需要一定的时间。循环流化床的一次风有两个作用，一是流化用风，二是燃烧用风。所以一次风对床温的影响会呈现两个相反的趋势，风量增大，烟气从密相区带走的热量增多，床温下降；与此同时，提供给燃料颗粒的燃烧氧量也会上升，气固紊合更剧烈，燃烧放热量增加，床温上升。这两个调节床温的方法需要现场调试人员根据现场实际情况综合判断进行调节，经验性非常强，一旦调试人员判断失误，很有可能会出现爆燃现象，导致床温迅速提高，引发床层结焦等严重后果。
4.喷水减温是蒸汽温度调节方法之一，其原理是利用给水与过热蒸汽或者再热蒸汽直接混合达到调节蒸汽温度的目的。因其具有结构简单、调温幅度大和减温速度快等优点，广泛应用于现代循环流化床锅炉机组中。但是这种调温方式直接改变了工质的热力循环状态，会降低整个机组的热经济性，尤其是对压力参数较低的再热蒸汽进行喷水时，机组的热经济性降幅更加明显。相关研究表明，在300mw的机组中每增加1%份额的再热器减温水量，机组效率相对降低0.2%，标准煤耗增加0.6g/(kwh)。在锅炉长周期运行时，再热器喷水减温引起的能源损失巨大。
5.为了实现生物质循环流化床锅炉稳定高效燃烧，长周期连续运行，减少因床温调节失控的停炉风险，避免再热器喷水减温的能源浪费，亟需开发结构合理、稳定可靠的新型返料装置及再热蒸汽温度、床温调节方式。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是，提供一种循环流化床锅炉两级串联返料装置，实现循环流化床锅炉燃烧过程与换热过程的分离，从根本上解决循环流化床锅炉在燃用生物质燃料时炉内受热面高温腐蚀、积灰、结渣等问题，有助于实现生物质循环流化床锅炉高参数化。同时，通过调节进入换热室的循环灰量来调节工质温度。另外，通过调节旁通返料风量来调节床温。
7.本发明采用如下技术方案：
8.一种循环流化床锅炉两级串联返料装置，包括一级返料器、二级返料器，一级返料器和二级返料器串联连接；二级返料器包括松动室、正常返料管和旁通溢流管，松动室内部按需布置换热面，松动室内通过正常返料管和旁通溢流管连通炉膛，一级返料器入口端连通旋风分离器，一级返料器底部布置一级流化风口；所述松动室底部布置松动风口；所述正常返料管底部布置正常返料风口；所述旁通溢流管底部布置旁通返料风口。
9.作为优选，松动室分隔成多个换热室，每个换热室出口布置若干正常返料管和旁通溢流管，换热室内部按需布置换热面。
10.作为优选，换热面种类包括蒸发器、过热器和再热器。
11.作为优选，正常返料管的进口低于换热面最低下表面。
12.作为优选，旁通溢流管的进口高于换热面最高上表面。
13.该循环流化床锅炉两级串联返料装置的调温具体流程为：
14.1）烟气进入旋风分离器后，分离出的循环灰落入一级返料器。一级流化风从一级流化风口进入，使循环灰流入二级返料器；
15.2）打开二级返料器各换热室的松动风口、正常返料风口，关闭旁通返料风口，松动风使各换热室的循环灰流化，正常返料风使正常返料管内循环灰流化，循环灰与换热面换热后经正常返料管返回炉膛；
16.3）在换热面工质调温时，调整各正常返料风量，分配各换热室的循环灰进入量，进而实现各换热室内循环灰与换热面的换热量调节；
17.4）在正常返料管故障或需调节床温时，打开旁通返料风口，旁通返料风使旁通返料管内循环灰流化，循环灰不再参与换热，直接通过旁通溢流管返回炉膛。
18.本发明的有益效果是：
19.其一，本发明实现燃烧过程与换热过程的分离，燃烧过程在炉膛内进行，换热过程在换热室内进行，避免受热面与含氯、含碱量高的高温烟气直接接触，防止受热面高温腐蚀；
20.其二，换热室内循环灰流速较低，一方面起到了对管热面的冲刷作用，避免受热面管子积灰、结渣，另一方面受热面全部浸泡在循环灰里，各部分能与高温循环灰很好地接触，换热效率大大增强；
21.其三，换热室内可按需布置换热面，通过调节进入换热室的循环灰量，达到调节工质温度的目的，避免喷水减温带来的能量损失；
22.其四，通过调节进入换热室的循环灰量和控制旁通返料风的开闭状态来调节床温。在传统调节床温方法的基础上增加了一个易操作的调节方法，降低床温剧烈波动的风险，提高锅炉运行可靠性；
23.其五，循环灰可以通过旁通溢流管返回炉膛，避免正常返料管或换热面故障时循环灰循环回路中断导致的锅炉停炉。
附图说明
24.图1为本发明的一种结构示意图。
25.图中，100、一级返料器，200、二级返料器，201、松动室，202、换热面，203、正常返料
管，204、旁通溢流管，300、炉膛，400、旋风分离器，500、一级流化风口， 601、松动风口，602、正常返料风口，603、旁通返料风口。
具体实施方式
26.下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述。
27.实施例：如附图1所示，一种循环流化床锅炉两级串联返料装置，包括一级返料器100、二级返料器200。一级返料器100和二级返料器200串联连接，二级返料器200由松动室201、正常返料管203和旁通溢流管204组成。一级返料器200、松动室201与炉膛300等宽，且都由膜式水冷壁组成，四周及顶部敷设耐火可塑料。
28.松动室201用隔板分成3个等宽的换热室，两侧换热室布置高温过热器，中间换热室布置再热器。每个换热室出口布置2个正常返料管203和一个旁通溢流管204。正常返料管203和旁通溢流管204均沿锅炉中心线对称布置，各换热室正常返料管203进口低于高温过热器/再热器最低下表面，旁通溢流管204进口高于高温过热器/再热器最高上表面。
29.一级返料器100底部布置一级流化风口500，松动室201底部布置松动风口601，正常返料管203底部布置正常返料风口602，旁通溢流管204底部布置旁通返料风口603。
30.该循环流化床锅炉两级串联返料装置的具体流程为：
31.1）烟气进入旋风分离器400后，分离出的循环灰落入一级返料器100。一级流化风通过一级流化风口500从一级返料器100底部进入，使循环灰流入二级返料器200。
32.2）打开二级返料器200各换热室的松动风口601、正常返料风口602，关闭旁通返料风口603，从松动风口601进入的松动风使各换热室的循环灰流化，从正常返料风口602进入的正常返料风使正常返料管203内的循环灰流化，循环灰与换热面202换热后经正常返料管203返回炉膛300。
33.3）再热蒸汽温度调节过程：增加再热器换热室所连正常返料管203风量，使再热器换热室的循环灰进入量增多，再热器换热室内换热量增加，再热蒸汽温度升高。同理，减小再热器换热室所连正常返料管203风量，可以降低再热蒸汽温度。
34.4）床温调节过程：打开高温过热器换热室的旁通返料风口603，旁通返料风使旁通返料管204内的循环灰流化，来自一级返料器的部分循环灰未与高温过热器换热，直接通过旁通返料管204返回炉膛300。调整旁通返料风量，使得通过旁通返料管204进入炉膛300的循环灰量改变，循环灰温改变，进而实现床温调节。
35.5）当正常返料管203故障时，打开旁通返料风口603，使得循环灰通过旁通溢流管204返回炉膛300，保证本装置持续稳定返料。
36.以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。