循环流化床锅炉及其快速变负荷调节方法

本发明属于循环流化床锅炉，尤其涉及一种循环流化床锅炉及其快速变负荷调节方法。

背景技术：

1、循环流化床锅炉在超低负荷(＜30％负荷)下运行时，存在各种问题，例如：炉膛底部密相区的床温高，而炉膛上部的床温低，炉膛密相区存在结焦风险；沿炉膛高度方向温度偏差大，燃烧不均匀，导致燃料在炉膛中的燃烧效率低；炉膛出口和尾部烟道的烟气温度低于选择性非催化还原(sncr)和选择性催化还原法(scr)脱硝反应所需要的温度，脱硝效率极低甚至无脱硝效果，导致锅炉nox排放浓度高；炉膛热惯性大，变负荷调节困难等等。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、有鉴于此，本发明提供了一种循环流化床锅炉及其快速变负荷调节方法，以至少部分解决上述技术问题。

3、本发明的一个方面，提供了一种循环流化床锅炉，包括：主燃室和预热室。

4、其中，主燃室上部设有燃气入口；

5、预热室，包括预热炉膛，用于预热燃料和预热风在预热炉膛内发生部分燃烧反应后生成气相物料和高温半焦，其中，预热炉膛设有气相物料出口，气相物料出口与主燃室的燃气入口直接或间接连通，以便气相物料通过气相物料出口排出后，经燃气入口通入主燃室内的上部空间。

6、根据本发明的实施例，其中：

7、主燃室底部密相区设有返料口；

8、预热炉膛还设有排料口，排料口与主燃室的返料口连通，以便高温半焦通过排料口排出后，经返料口通入主燃室底部密相区。

9、根据本发明的实施例，其中：

10、所述主燃室还设有烟气出口，循环流化床锅炉还包括：主分离器和主返料器。

11、其中，主分离器的入口和烟气出口连通；

12、主返料器的入口和主分离器的固相出口连通，主返料器设有返料腿，返料腿和主燃室底部密相区的返料口连通，返料腿和预热炉膛的排料口连通。

13、根据本发明的实施例，其中：

14、预热室还包括预热分离器、预热返料器；

15、预热炉膛的气相物料出口和预热分离器的入口连通，预热分离器的气相出口与主燃室的燃气入口连通，预热分离器的固相出口与预热返料器的入口连通。

16、根据本发明的实施例，其中：

17、预热炉膛还设有返焦口；

18、预热返料器设有返焦管，返焦管与预热炉膛的返焦口连通；

19、预热炉膛的排料口通过落料管与返料腿连通。

20、根据本发明的实施例，其中：

21、预热返料器设有返焦管，返焦管与预热炉膛的排料口连通，并且返焦管通过落焦管和主返料器的返料腿连通。

22、根据本发明的实施例，其中：

23、预热室包括多组，多组预热室设置在主燃室的单侧或两侧。

24、根据本发明的实施例，其中：

25、燃气入口设有多个，多个燃气入口分布在主燃室的不同高度处或相同高度处。

26、作为本发明的另一个方面，提供了一种用于循环流化床锅炉的快速变负荷调节方法，包括：

27、将预热燃料和预热风通入预热室的预热炉膛，以便预热燃料和预热风在预热炉膛内发生部分燃烧反应后生成气相物料和高温半焦，其中气相物料中包括可燃气；

28、将气相物料通入循环流化床锅炉的主燃室内的上部空间，以便气相物料在主燃室内的上部空间继续燃烧，以提高主燃室内上部空间的温度；

29、将高温半焦通入主燃室底部密相区。

30、根据本发明的实施例，其中：

31、预热炉膛的过量空气系数的数值范围为：0.2-0.8；

32、预热炉膛可以布置受热面，也可以不布置受热面；

33、主燃室中布置有受热面；

34、其中，在第一预设热负荷需求条件下，仅通过预热炉膛对外提供热负荷；

35、在第二预设热负荷需求条件下，通过主燃室和预热炉膛共同对外提供热负荷，或者仅通过主燃室对外提供热负荷。

36、基于上述技术方案，本公开提供的一种循环流化床锅炉及其快速变负荷调节方法，至少包括以下至少之一的有益效果：

37、(1)根据本发明的实施例，由于现有的循环流化床在超低负荷(<30％负荷)下运行时存在的技术问题，本发明通过在主燃室的外部增加一个预热室，其中，预热室包括预热炉膛。在预热炉膛内部分燃烧反应生成的气相物料经气相物料出口通入至主燃室的上部继续进行燃烧，使得主燃室上部温度升高，减少主燃室炉膛上下的温差，可以有效提高燃料在炉膛中的燃烧效率，解决了锅炉低负荷运行下燃料难以燃尽的问题。

38、(2)根据本发明的实施例，通过将预热炉膛中的还原气相燃料通入至主燃室中进行燃烧，提高了主燃烧炉膛内的温度，同时还原气可以将燃烧室内产生的nox转化成n2，从燃烧源头降低了燃烧室内的nox浓度。

39、(3)根据本发明的实施例，通过预热室将燃料改性，使得循环流化床锅炉具有燃气锅炉的特性，具有较快的变负荷调节能力。

技术特征：

1.一种循环流化床锅炉，包括：

2.根据权利要求1所述的锅炉，其中：

3.根据权利要求2所述的锅炉，其中所述主燃室还设有烟气出口，所述锅炉还包括：

4.根据权利要求3所述的锅炉，其中：

5.根据权利要求4所述的锅炉，其中：

6.根据权利要求4所述的锅炉，其中：

7.根据权利要求1所述的锅炉，其中：

8.根据权利要求1所述的锅炉，其中：

9.一种用于循环流化床锅炉的快速变负荷调节方法，包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其中：

技术总结
本发明提供了一种循环流化床锅炉及其快速变负荷调节方法，其中，循环流化床锅炉包括主燃室和预热室。其中，主燃室上部设有燃气入口；预热室包括预热炉膛，用于预热燃料和预热风在预热炉膛内发生部分燃烧反应后生成气相物料和高温半焦，其中，预热炉膛设有气相物料出口，气相物料出口与主燃室的燃气入口直接或间接连通，以便气相物料通过气相物料出口排出后，经燃气入口通入主燃室内的上部空间。

技术研发人员：宋国良,杨召,宋维健,刘敬樟
受保护的技术使用者：中国科学院工程热物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31