一种循环流化床热风炉系统及运行方法与流程

1.本发明属于热风炉技术领域，尤其涉及一种循环流化床热风炉系统及运行方法。


背景技术：

2.热风炉是干燥设备里面最重要的热动力设备，被广泛应用于纺织漂染、橡胶涂层的热定型；印铁涂料烘房、彩钢板生产线烘房、金属表面除锈处理后的烘干及油漆烘干，造纸工业的烘干，粮食饲料；胶合板、石膏板的成型干燥，木材干燥，化工物料、动植物油脂的喷雾干燥以及工业厂房的采暖等等。目前，用于热风炉的热源主要有天然气、煤、电、油等燃料，但由于天然气、油类燃料价格高，运行成本很高，国内热风炉以燃煤炉排炉居多，由于燃煤炉排炉的炉渣含碳量高，热效率低下，而且燃料适应性差，一般需要燃用优质烟煤，运行经济性差；通常，热风炉用户在生产中使用的是一炉带一机的运行方式，即一台焚烧炉带动一台换热器（干化机）生产线。若有多个干化车间则需要建设多台焚烧炉，使得人工、维护等运行成本大大增加。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种循环流化床热风炉系统及运行方法。
4.本发明实现上述目的的技术解决方案如下：一种循环流化床热风炉系统，包括焚烧炉、设置于焚烧炉一侧的旋风分离器，所述旋风分离器的下端通过返料器与焚烧炉的炉膛联通，所述旋风分离器的下段内还设置有水冷器，所述旋风分离器的上端设置有一个以上的独立的烟道，所述烟道内均设置有空气加热换热器，所述空气加热换热器的热风出风口分别与不同的干化车间联通；所述空气加热换热器的进风口端设置有暖风器，所述水冷器与暖风器之间通过循环泵连接形成循环水的循环通路。
5.优选地，所述烟道设置有三组，各所述烟道内分别设置有第一空气加热换热器、第二空气加热换热器和第三空气加热换热器。
6.优选地，所述烟道的尾端通过换热器流量调节阀与除尘器连接，不同的烟道共享同一除尘器，每条烟道的烟气进入同一个除尘器。
7.优选地，所述除尘器的一端连接有引风机，所述引风机通过换热载气风机与焚烧炉炉膛连接。
8.优选地，所述引风机通过换热载气风机分一组或一组以上烟气通道与焚烧炉炉膛连接，每组烟气通道上设置有烟气流量控制阀，其中进入焚烧炉炉膛内的烟气通道呈上下布置以进入到炉膛的不同区域。
9.优选地，所述引风机的尾端还连接有用于排烟气的烟囱。
10.优选地，所述焚烧炉的另一侧设置有给料装置，所述给料装置与燃料仓连接。
11.优选地，以上任意一种所述的一种循环流化床热风炉系统的运行方法，包括如下
步骤：s1、原煤经破碎后通过给料装置进入到焚烧炉进行燃烧；s2、经燃烧后的高温烟气进入到旋风分离器，经气固分离后的未燃尽灰渣通过返料器再次返回焚烧炉的炉膛进行循环燃烧；s3、旋风分离器的高温烟气进入到不同的烟道的空气加热换热器进行换热，换热后的热风经过热风出口进入到不同的干化车间以提供干化车间所需热量；s4、换热冷却后的烟气进入到除尘器，经除尘后的净化烟气流经引风机进行脱硫设备脱硫处理后，通过烟囱排出，部分烟气经过换热载气风机进入到焚烧炉的炉膛。
12.优选地，所述s4中通过换热载气风机（72）进入炉膛的烟气量的控制包括如下步骤：当炉膛内床温度高于950℃或炉膛内上部烟温高于950℃时，通过相应烟气通道上的烟气控制流量阀加大开度；反之，当炉膛内床温度低于830℃或炉膛内上部烟温低于830℃时，减小或关闭相应烟气通道上的烟气控制流量阀开度。炉膛上部设置为830℃以上是为了把燃料烧干净，炉膛下部床温830℃以上是为了稳定燃烧。
13.优选地，所述系统运行时，还包括进一步的热量循环再利用步骤，在旋风分离器内的飞灰发生的二次燃烧产生热量经水冷器中的循环水进行冷却，循环水被热量加热并通过循环泵进入到暖风器，冷风进入空气加热换热器经过暖风器与循环水进行换热，经换热后的循环水再进入到水冷器，实现热量循环交换。
14.本发明的有益效果在于：本发明与锅炉相比，焚烧炉内没有水冷壁等受热面，炉内烟温容易超过灰熔点造成灰渣结焦，通过回流烟气稀释流化风氧含量及冷却炉膛上部烟温，使整个炉膛温度控制在850-900℃范围内，既能避免炉膛超温结焦，同时也能抑制产生大量的燃料型氮氧化物nox，减轻后端脱硝设备负担及运行药剂费用，提高企业效益。
15.本发明通过烟气作为换热载体，将低温除尘烟气通过换热载气风机送入焚烧炉，低温烟气在焚烧炉内吸热升温后，随燃料燃烧产生的烟气一起进入到空气加热换热器，将热量传递到需要加热的空气，温度下降后又重新回到炉膛内进行吸热，周而复始循环进行，没有能源浪费。
16.尤其，本发明采用一炉多机的拖动方式，省去了多套焚烧炉设备的建设和运维，大大的节省了人工成本，不同的干化车间都有完全独立的热量提供，彼此不受影响。除了给运行、检修带来极大的便利外，还避免了焚烧炉启停时造成的大量的人力、物力资源浪费，为企业节省了大量的运行成本。
17.本发明还通过水冷器和暖风器的交替换热，解决了热风炉在循环流化床领域应用时分离器结焦的难题，又能做到能量的充分利用，同时还预防了空气换热器低温端酸结露造成腐蚀，真正做到一举多得。
附图说明
18.图1是本发明结构示意图。
19.其中，1焚烧炉、11床上烟气控制流量阀、2燃料仓、3旋风分离器、31返料器、43水冷器、44循环泵、4第一空气加热换热器、5第二空气加热换热器、6第三空气加热换热器、41第一换热器流量调节阀、51第二换热器流量调节阀、61第三换热器流量调节阀、7除尘器、71引风机、72热载气风机、8温控装置。
具体实施方式
20.以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，从而对本发明的保护范围做出更为清晰的界定。
21.本发明揭示了一种循环流化床热风炉系统，结合图1所示，包括焚烧炉1、设置于焚烧炉1一侧的旋风分离器3，所述焚烧炉1的另一侧设置有给料装置21，所述给料装置21与燃料仓2连接。
22.所述旋风分离器3的下端通过返料器31与焚烧炉1的炉膛联通，所述旋风分离器3的下段内还设置有水冷器43，所述旋风分离器3的上端设置有一个以上的独立的烟道，所述烟道内均设置有空气加热换热器，所述空气加热换热器的热风出风口分别与不同的干化车间联通；所述空气加热换热器的进风口端设置有暖风器，所述水冷器43与暖风器之间通过循环泵44连接形成循环水的循环通路。
23.所述烟道的尾端通过换热器流量调节阀与除尘器7连接，不同的烟道共享同一除尘器7，每条烟道的烟气进入同一个除尘器7。所述除尘器7的一端连接有引风机71，所述引风机71通过换热载气风机72与焚烧炉炉膛连接。
24.所述引风机71通过换热载气风机72分一组或一组以上烟气通道与焚烧炉1炉膛连接，每组烟气通道上设置有烟气流量控制阀，其中进入焚烧炉1炉膛内的烟气通道呈上下布置以进入到炉膛的不同区域。所述引风机71的尾端还连接有用于排烟气的烟囱。
25.本实施例中，所述烟道设置有三组，分别为第一烟道，第二烟道和第三烟道。所述第一烟道、第二烟道和第三烟道内分别对应设置有第一空气加热换热器4、第二空气加热换热器5和第三空气加热换热器6。第一空气加热换热器4的冷风进风口端设置有第一暖风机42，第二空气加热换热器5的冷风进风口端设置有第二暖风机52，第三空气加热换热器6的冷风进风口端设置有第三暖风机62。所述第一烟道、第二烟道和第三烟道与除尘器7之间分别设置有第一换热器流量调节阀41、第二换热器流量调节阀51和第三换热器流量调节阀61。
26.通过换热载气风机72进入焚烧炉1炉膛的有两条主通道，其中一条通过一次风机73进入到炉膛，所述换热载气风机72与所述一次风机73之间设置有床下烟气流量控制阀。另一条进入到炉膛上部，该通道上还设置有温控装置8，进入炉膛上部时，又分流有三部分，分别对应炉膛上部的不同区域，且进入时通过床上烟气控制流量阀11进行通道的启闭。
27.本发明还揭示了以上所述的一种循环流化床热风炉系统的运行方法，以下以图1为例，进行运行方法的阐述，其具体包括如下步骤：s1、原煤经破碎后经过燃料仓2通过给料装置21进入到焚烧炉1进行燃烧；s2、经燃烧后的高温烟气进入到旋风分离器3，经气固分离后的未燃尽灰渣通过返料器31再次返回焚烧炉1的炉膛进行循环燃烧，以进一步提高燃料的燃尽率，同时，因流化床沸腾燃烧可以燃用低劣制燃料特性，降低了热风炉的运行成本。
28.s3、旋风分离器3的高温烟气进入到第一烟道、第二烟道及第三烟道内，并相应的经过第一空气加热换热器4、第二空气加热换热器5和第三空气加热换热器6进行换热，换热后的热风经过各自的热风出口进入到不同的干化车间以提供干化车间所需热量；本实施例中设置了三组，即进入到三个干化车间以给车间提供热量。三个干化车间之间相互独立，开停可控，不用设置多个焚烧炉，大大节约了人工及维护等成本。
29.s4、所有的烟道将共享一套净化系统，即换热冷却后的烟气进入到除尘器7，经除尘后的净化烟气流经引风机71经过脱硫设备脱硫处理，达标后的烟气通过烟囱排出，部分烟气经过换热载气风机72进入到焚烧炉1的炉膛，进入到炉膛的烟气可以根据炉膛内的温度的分布进行合理的控制，通常控制在850℃-900℃。
30.具体的控制方法包括如下步骤：当炉膛内床温度过高时（比如＞950℃），通过加大床下烟气流量控制阀的开度，燃烧风氧浓度降低，进而降低主燃区燃烧份额，床温下降。反之，则减小床下烟气流量控制阀的开度使床温上升。当炉膛内上部烟温较高（比如＞920℃）时，通过加大床上烟气控制流量阀11的开度，通过冷热燃气换热降低炉膛上部烟气温度。反之，当炉膛内上部烟温较低（比如＜830℃）时，减小或关闭相应烟气通道上的床上烟气控制流量阀11开度即可。以上调节是通过调整主燃区含氧浓度以控制炉膛温度，减少炉内nox的生成量。同时，通过烟气作为热载体进行吸热、放热，降低了过量空气系数，达到降低氮氧化物nox折算浓度的目的，减轻了环保投入。以上具体的高温、低温的判断标注视实际情况而定。
31.本系统运行时，还包括进一步的热量循环再利用步骤，以下以水冷器43与第一暖风器42之间的热量循环进行阐述。在旋风分离器3内的飞灰发生的二次燃烧产生热量经水冷器43中的循环水进行冷却，循环水被热量加热并通过循环泵44进入到第一暖风器42，冷风进入第一空气加热换热器4时经过第一暖风器42与水冷器43中的循环水进行换热，对干燥风进行预加热，经换热后的循环水再进入到水冷器43，实现热量的循环交换，做到了能源的充分利用。该方式也避免了空气换热器的低温端酸结露造成腐蚀。同时，也能避免旋风分离器3因二次燃烧而结焦造成停炉事故。
32.最后应说明的是：术语
ꢀ“
上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.且以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。