一種可以穩(wěn)定燃燒低熱值煤矸石的循環(huán)流化床鍋爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可以穩(wěn)定燃燒低熱值煤矸石的循環(huán)流化床鍋爐，其包括鍋爐支架，鍋爐支架上裝有鍋筒、膜式水冷壁爐膛、旋風分離器以及排煙井道，膜式水冷壁爐膛內(nèi)下部為流化床燃燒室，流化床燃燒室的下部連接有一次進風管，排煙井道上設有與旋風分離器連接的過熱器、省煤器以及空氣預熱器，膜式水冷壁爐膛設有水冷壁稀密相結(jié)合區(qū)，水冷壁稀密相結(jié)合區(qū)處的水冷管具有上弧段、過渡段和下弧段，鍋爐支架上連接有二次風箱，二次風箱上裝有多根二次風管，每一根二次風管上連接有多個二次進風噴嘴，多個二次進風噴嘴沿二次風管自上而下間隔分布且分別裝有蝶形風門。本鍋爐可以有效解決爐內(nèi)受熱面磨損和燃燒不穩(wěn)定的問題。
【專利說明】 一種可以穩(wěn)定燃燒低熱值煤矸石的循環(huán)流化床鍋爐

【技術領域】
[0001]本實用新型具體涉及一種可以穩(wěn)定燃燒低熱值煤矸石的循環(huán)流化床鍋爐。

【背景技術】
[0002]據(jù)統(tǒng)計，我國煤礦現(xiàn)有矸石山1600余座，堆積量約45億噸，每年矸石產(chǎn)量約1.5?2億噸。這些矸石不僅占用了大量耕地，也對環(huán)境造成了一定程度的污染。煤矸石中用于發(fā)電的約占到總量的15%左右。這是因為一般只有碳含量〉20%的煤矸石適合于作為鍋爐燃料，其低位發(fā)熱量在6.27?12.54MJ/kg。目前燃用低熱值煤矸石的鍋爐，其包括鍋筒、膜式水冷壁爐膛、旋風分離器以及排煙井道，膜式水冷壁爐膛固定在剛性梁上且與鍋爐構架連接，膜式水冷壁爐膛的上部出煙口與旋風分離器連接，膜式水冷壁爐膛內(nèi)下部為流化床燃燒室，排煙井道上設有與旋風分離器連接的過熱器、省煤器以及空氣預熱器。其結(jié)構存在以下缺點:1.由于膜式水冷壁爐膛中下部的水冷壁稀密相結(jié)合區(qū)(流化床燃燒室的上方)存在一個擴大段，直接形成彎折的擴大段容易使水冷壁受損，即膜式水冷壁磨損嚴重，從而造成使用壽命大大降低以及維修維護成本增高；2.旋風分離器的作用是將大量高溫高濃度的固體物料從氣流中分離出來，送回燃燒室，從而維持流化床燃燒室一定的顆粒濃度，保持良好的流態(tài)化狀態(tài)，從而保證燃料和脫硫劑在多次循環(huán)、反復燃燒和反應后使鍋爐達到理想的燃燒效率和脫硫效率，現(xiàn)有的旋風分離器分離效率低且分離器阻力大，因而造成燃燒效率低下和脫硫效果不理想；3.流化床燃燒室上存在著爐膛中心區(qū)缺氧的問題，并且高密度物料顆粒群存在貼壁垂直下瀉覆蓋水冷壁、每個層面顆粒水平移動不夠均勻、各轉(zhuǎn)彎變化區(qū)域渦流干擾和垂直上移速度的不均勻影響，從而造成燃燒不充分且容易形成氮氧化物的現(xiàn)象。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型針對上述問題提供一種有效減少水冷壁磨損且保證充分燃燒的可以穩(wěn)定燃燒低熱值煤矸石的循環(huán)流化床鍋爐。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種如下結(jié)構特點的可以穩(wěn)定燃燒低熱值煤矸石的循環(huán)流化床鍋爐，其包括鍋爐支架，鍋爐支架上裝有鍋筒、膜式水冷壁爐膛、旋風分離器以及排煙井道，膜式水冷壁爐膛的上部出煙口與旋風分離器連接，膜式水冷壁爐膛內(nèi)下部為流化床燃燒室，流化床燃燒室的下部連接有一次進風管，排煙井道上設有與旋風分離器連接的過熱器、省煤器以及空氣預熱器，一次進風管通過空氣預熱器與供風系統(tǒng)連接，其結(jié)構特點是:所述膜式水冷壁爐膛的中下部設有水冷壁稀密相結(jié)合區(qū)，水冷壁稀密相結(jié)合區(qū)處的水冷管自上而下具有向外漸擴的上弧段、豎直的過渡段和向內(nèi)漸收的下弧段，鍋爐支架上連接有位于過渡段下部外側(cè)的二次風箱，二次風箱上裝有沿膜式水冷壁爐膛環(huán)布的多根二次風管，每一根二次風管上連接有自膜式水冷壁爐膛的下弧段穿入且傾斜向下設置的多個二次進風噴嘴，多個二次進風噴嘴沿二次風管自上而下間隔分布且分別裝有蝶形風門。
[0005]旋風分離器包括進煙管、分離器筒體和排煙管，進煙管一端連接在膜式水冷壁爐膛上部、另一端沿分離器筒體的切線方向連接在分離器筒體的上部，排煙管連接在分離器筒體的頂部且排煙管具有伸入分離器筒體內(nèi)腔的伸入段，伸入段的內(nèi)伸端位于進煙管的中心線下方，伸入段的軸線偏離分離器筒體的軸線設置，分離器筒體的下部具有自上而下的漸縮段，漸縮段的下部連接有排灰管。
[0006]旋風分離器還包括連接在排灰管下方的分離室，分離室內(nèi)設有傾斜設置的分離擋板，分離擋板上均布有多個小孔，分離擋板將分離室內(nèi)腔分隔成回渣區(qū)和排放區(qū)，分離室上連接有伸入回渣區(qū)且與分離擋板配合控制回渣的回渣擋板，分離室的側(cè)部裝有與排放區(qū)連通的氣體排放管、底部裝有與排放區(qū)連通的灰塵排放管，分離室的底部還裝有與回渣區(qū)連通的回渣管。
[0007]分離室上螺接有調(diào)整螺栓，所述回渣擋板連接在調(diào)整螺栓上，回渣擋板上連接有傾斜伸向分離擋板的彈性擋渣板，彈性擋渣板與分離擋板之間的空間為回渣通道。
[0008]省煤器包括連接在排煙井道中的省煤器支撐架，省煤器支撐架上裝有上伸的多根管排支撐架，多根管排支撐架上裝有迂回彎曲設置的多根省煤器管，省煤器管的直線段上裝有螺旋葉片，省煤器管的端部為彎曲段，多根省煤器管的彎曲段內(nèi)側(cè)裝有側(cè)護板，排煙井道上裝有位于省煤器管上方的上護板，所述側(cè)護板的頂部連接在上護板上，上護板與排煙井道內(nèi)壁之間裝有罩在省煤器管的彎曲段上方的導流板。
[0009]管排支撐架包括連接在省煤器支撐架上且相對設置的兩側(cè)板，兩側(cè)板之間裝有至少一個安裝架，安裝架上設有供省煤器管穿過且中間膨大、上下兩端收緊的紡錘形通過孔。
[0010]采用上述結(jié)構后，通過膜式水冷壁爐膛的中下部的設置，水冷壁稀密相結(jié)合區(qū)具有向外漸擴的上弧段、豎直的過渡段和向內(nèi)漸收的下弧段，增大了流化床床面的同時，貼壁的循環(huán)灰經(jīng)過這豎直的過渡段后不會再做斜向擴散，而是繼續(xù)豎直向上流動，可以有效減輕此處水冷壁的磨損，二次風起到調(diào)節(jié)燃燒的作用，通過蝶形風門控制每個噴嘴的風量，二次風由二次風噴嘴進入爐膛進行燃燒，降低一次風率、提高二次風率，增進分級送風，即降低爐膛下部煙氣溫度，還能強化氧化區(qū)燃盡，利用噴嘴的結(jié)構，使得二次風具有足夠的穿透能力，在補充燃料燃燒所需的空氣量的同時并加強物料的返混，充分調(diào)整爐內(nèi)溫度場的分布，使煙氣溫度分布更均勻，在一定程度上抑制了熱力型氮氧化物的生成，同時，使更多溫度低的循環(huán)物料返回密相區(qū)，在密相區(qū)吸收熱量，帶走燃燒釋放的熱量，在爐膛中上部與水冷壁進行換熱。
[0011]旋風分離器的改造將大量高溫高濃度的固體物料從氣流中分離出來，送回燃燒室，從而維持流化床燃燒室一定的顆粒濃度，保持良好的流態(tài)化狀態(tài)，從而保證燃料和脫硫劑在多次循環(huán)、反復燃燒和反應后使鍋爐達到理想的燃燒效率和脫硫效率；通過煙氣配入二次進風，使煙氣混合空氣后將其吹入火床上方，降低了吹入風流中的含氧量，從而有效防止氮氧化物的生成，有效降低氮氧化物的最終排放；省煤器管排的彎管部安裝有側(cè)護板，側(cè)護板對管排起到支撐的作用，使管排更加牢固，不易發(fā)生變形，延長省煤器的使用壽命，同時設置了導流板，可防止煙氣對彎管處的沖刷，避免彎管處的磨損，設置的管排支撐架起到柔性支撐的作用，避免煙氣與其剛性沖擊，有效保護了省煤器管排。
[0012]綜上所述，本鍋爐可以有效解決爐內(nèi)受熱面磨損和燃燒不穩(wěn)定的問題，從而可以穩(wěn)定燃燒低熱值煤矸石，尤其適合于將原先燃燒其他各種煤質(zhì)的普通循環(huán)流化床鍋爐改造為燃燒低熱值煤矸石的鍋爐，其改造簡單，施工周期短，投資費用低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結(jié)構示意圖；
[0014]圖2是膜式水冷壁爐膛與一次進風管以及二次風箱連接的結(jié)構示意圖；
[0015]圖3是旋風分離器的結(jié)構示意圖；
[0016]圖4是沿圖3中A-A線剖視的結(jié)構示意圖；
[0017]圖5是省煤器的結(jié)構示意圖；
[0018]圖6是沿圖5中B-B線剖視的結(jié)構示意圖；
[0019]圖7是沿圖5中C-C線剖視的結(jié)構示意圖。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步的詳細說明:
[0021]如圖1和圖2所示，本實用新型所提供的可以穩(wěn)定燃燒低熱值煤矸石的循環(huán)流化床鍋爐包括鍋爐支架1，鍋爐支架I上裝有鍋筒2、膜式水冷壁爐膛3、旋風分離器4以及排煙井道5，膜式水冷壁爐膛3的上部出煙口與旋風分離器4連接，膜式水冷壁爐膛3內(nèi)下部為流化床燃燒室，流化床燃燒室的下部連接有一次進風管9，一次進風管9上也裝有風門，從而控制一次進風管9的進風量，排煙井道5上設有與旋風分離器4連接的過熱器6、省煤器7以及空氣預熱器8，一次進風管9通過空氣預熱器8與供風系統(tǒng)10連接，供風系統(tǒng)10包括風機以及相應管道，其具體連接結(jié)構為現(xiàn)有技術，膜式水冷壁爐膛3的中下部設有水冷壁稀密相結(jié)合區(qū)31，水冷壁稀密相結(jié)合區(qū)31處的水冷管自上而下具有向外漸擴的上弧段、豎直的過渡段和向內(nèi)漸收的下弧段，鍋爐支架I上連接有位于過渡段下部外側(cè)的二次風箱11，二次風箱11上裝有沿膜式水冷壁爐膛8環(huán)布的多根二次風管12，每一根二次風管12上連接有自膜式水冷壁爐膛3的下弧段穿入且傾斜向下設置的多個二次進風噴嘴13，多個二次進風噴嘴13沿二次風管12自上而下間隔分布且分別裝有蝶形風門14，在本實施例中設置了兩個二次進風噴嘴，其軸線與水平線夾角約為15-20度，即形成向斜下方的二次風流，將物料返混，使煙氣溫度分布更均勻，低熱值煤矸石的燃燒更加充分。
[0022]如圖3和圖4所示，旋風分離器4包括進煙管41、分離器筒體42和排煙管43，進煙管41 一端連接在膜式水冷壁爐膛3上部、另一端沿分離器筒體的切線方向連接在分離器筒體42的上部，排煙管43連接在分離器筒體42的頂部且排煙管43具有伸入分離器筒體42內(nèi)腔的伸入段431，伸入段431的內(nèi)伸端位于進煙管41的中心線下方，伸入段431的軸線偏離分離器筒體42的軸線設置，即伸入段431的軸線靠近進煙管41設置，分離器筒體42的下部具有自上而下的漸縮段421，漸縮段421的下部連接有排灰管44，旋風分離器4還包括連接在排灰管44下方的分離室45，分離室45內(nèi)設有傾斜設置的分離擋板46，分離擋板46上均布有多個小孔，小孔可將粉灰以及其他氣體排出，分離擋板46將分離室45內(nèi)腔分隔成回渣區(qū)和排放區(qū)，分離室45上連接有伸入回渣區(qū)且與分離擋板46配合控制回渣的回渣擋板47，分離室45的側(cè)部裝有與排放區(qū)連通的氣體排放管48、底部裝有與排放區(qū)連通的灰塵排放管49，分離室45的底部還裝有與回渣區(qū)連通的回渣管50，回渣管50的底部連接在流化床燃燒室內(nèi)。分離室45上螺接有調(diào)整螺栓15，所述回渣擋板47連接在調(diào)整螺栓15上，回渣擋板47上連接有傾斜伸向分離擋板46的彈性擋渣板471，彈性擋渣板471與分離擋板46之間的空間為回渣通道，通過旋擰調(diào)整螺栓15，可使彈性擋渣板471靠近或遠離分離擋板46，從而控制回渣通道的大小以及速度，維持流化床燃燒室一定的顆粒濃度，保持良好的流態(tài)化狀態(tài)。
[0023]如圖5、圖6和圖7所示，省煤器7包括連接在排煙井道5中的省煤器支撐架71，省煤器支撐架71上裝有上伸的多根管排支撐架72，多根管排支撐架72上裝有迂回彎曲設置的多根省煤器管73，省煤器管73的兩端分別連接在進、出液管上，多根省煤器管73形成管排，管排的中部為直線段、端部為彎曲段，省煤器管73的直線段上裝有螺旋葉片，省煤器管73的端部為彎曲段，多根省煤器管73的彎曲段內(nèi)側(cè)裝有側(cè)護板74，排煙井道5上裝有位于省煤器管73上方的上護板75，所述側(cè)護板74的頂部連接在上護板75上，上護板75與排煙井道5內(nèi)壁之間裝有罩在省煤器管73的彎曲段上方的導流板76。上述管排支撐架72包括連接在省煤器支撐架71上且相對設置的兩側(cè)板721，兩側(cè)板721之間裝有至少一個安裝架722，在本實施例中兩側(cè)板721上裝有兩個安裝架722，并且兩個安裝架722安裝在側(cè)板的相對兩側(cè)，整個管排支撐架71形成盒式結(jié)構，支撐更加穩(wěn)定，安裝架722上設有供省煤器管73穿過且中間膨大、上下兩端收緊的紡錘形通過孔，安裝架可由兩塊薄板焊接而成并由模具形成上述通過孔，也可以由板材機加工形成，上述安裝架對上述管排起到柔性支撐的作用。
[0024]以上所述為本實用新型的具體結(jié)構形式，本實用新型不受上述實施例的限制，在本【技術領域】人員來說，基于本實用新型上具體結(jié)構的等同變化以及部件替換皆在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種可以穩(wěn)定燃燒低熱值煤矸石的循環(huán)流化床鍋爐，包括鍋爐支架(1)，鍋爐支架(I)上裝有鍋筒(2)、膜式水冷壁爐膛(3)、旋風分離器(4)以及排煙井道(5)，膜式水冷壁爐膛(3)的上部出煙口與旋風分離器(4)連接，膜式水冷壁爐膛(3)內(nèi)下部為流化床燃燒室，流化床燃燒室的下部連接有一次進風管(9 )，排煙井道(5 )上設有與旋風分離器(4 )連接的過熱器(6)、省煤器(7)以及空氣預熱器(8)，一次進風管(9)通過空氣預熱器(8)與供風系統(tǒng)(10)連接，其特征是:所述膜式水冷壁爐膛(3)的中下部設有水冷壁稀密相結(jié)合區(qū)(31)，水冷壁稀密相結(jié)合區(qū)(31)處的水冷管自上而下具有向外漸擴的上弧段、豎直的過渡段和向內(nèi)漸收的下弧段，鍋爐支架(I)上連接有位于過渡段下部外側(cè)的二次風箱(11)，二次風箱(II)上裝有沿膜式水冷壁爐膛(8)環(huán)布的多根二次風管(12)，每一根二次風管(12)上連接有自膜式水冷壁爐膛(3)的下弧段穿入且傾斜向下設置的多個二次進風噴嘴(13)，多個二次進風噴嘴(13)沿二次風管(12)自上而下間隔分布且分別裝有蝶形風門(14)。
2.如權利要求1所述的可以穩(wěn)定燃燒低熱值煤矸石的循環(huán)流化床鍋爐，其特征是:所述旋風分離器(4)包括進煙管(41)、分離器筒體(42)和排煙管(43)，進煙管(41) 一端連接在膜式水冷壁爐膛(3)上部、另一端沿分離器筒體的切線方向連接在分離器筒體(42)的上部，排煙管(43 )連接在分離器筒體(42 )的頂部且排煙管(43 )具有伸入分離器筒體(42 )內(nèi)腔的伸入段(431)，伸入段(431)的內(nèi)伸端位于進煙管(41)的中心線下方，伸入段(431)的軸線偏離分離器筒體(42)的軸線設置，分離器筒體(42)的下部具有自上而下的漸縮段(421)，漸縮段(421)的下部連接有排灰管(44)。
3.如權利要求2所述的可以穩(wěn)定燃燒低熱值煤矸石的循環(huán)流化床鍋爐，其特征是:所述旋風分離器(4)還包括連接在排灰管(44)下方的分離室(45)，分離室(45)內(nèi)設有傾斜設置的分離擋板(46 )，分離擋板(46 )上均布有多個小孔，分離擋板(46 )將分離室(45 )內(nèi)腔分隔成回渣區(qū)和排放區(qū)，分離室(45)上連接有伸入回渣區(qū)且與分離擋板(46)配合控制回渣的回渣擋板(47)，分離室(45)的側(cè)部裝有與排放區(qū)連通的氣體排放管(48)、底部裝有與排放區(qū)連通的灰塵排放管(49)，分離室(45)的底部還裝有與回渣區(qū)連通的回渣管(50)。
4.如權利要求3所述的可以穩(wěn)定燃燒低熱值煤矸石的循環(huán)流化床鍋爐，其特征是:所述分離室(45)上螺接有調(diào)整螺栓(15)，所述回渣擋板(47)連接在調(diào)整螺栓(15)上，回渣擋板(47)上連接有傾斜伸向分離擋板(46)的彈性擋渣板(471)，彈性擋渣板(471)與分離擋板(46)之間的空間為回渣通道。
5.如權利要求1-4中任一項所述的可以穩(wěn)定燃燒低熱值煤矸石的循環(huán)流化床鍋爐，其特征是:所述省煤器(7)包括連接在排煙井道(5)中的省煤器支撐架(71)，省煤器支撐架(71)上裝有上伸的多根管排支撐架(72)，多根管排支撐架(72)上裝有迂回彎曲設置的多根省煤器管(73)，省煤器管(73)的直線段上裝有螺旋葉片，省煤器管(73)的端部為彎曲段，多根省煤器管(73)的彎曲段內(nèi)側(cè)裝有側(cè)護板(74)，排煙井道(5)上裝有位于省煤器管(73)上方的上護板(75)，所述側(cè)護板(74)的頂部連接在上護板(75)上，上護板(75)與排煙井道(5)內(nèi)壁之間裝有罩在省煤器管(73)的彎曲段上方的導流板(76)。
6.如權利要求5所述的可以穩(wěn)定燃燒低熱值煤矸石的循環(huán)流化床鍋爐，其特征是:所述管排支撐架(72)包括連接在省煤器支撐架(71)上且相對設置的兩側(cè)板(721)，兩側(cè)板(721)之間裝有至少一個安裝架(722 )，安裝架(722 )上設有供省煤器管(73 )穿過且中間膨大、上下兩端收緊的紡錘形通過孔。
【文檔編號】F23C10/10GK204042876SQ201420533538
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權日:2014年9月17日
【發(fā)明者】高健, 劉欽 申請人:山東瑞博節(jié)能環(huán)保有限公司