[實用新型]塔型復合床式循環流化床熱水鍋爐

有效

• 申請號: 200920099181.2
• 申請日: 2009-02-26
• 公開（公告）號: CN201382551Y
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 董芃
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工大格瑞環保能源科技有限公司
• 主分類號: F24H1/40
• 分類號: F24H1/40;F23C10/00;F23C10/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及到鍋爐技術領域，具體為塔型復合床式循環流化床熱水鍋爐。

背景技術

我國城市集中供熱事業的發展推動著熱水鍋爐的大型化進程，循環流化床熱水鍋爐以其適宜于在燃燒過程中高效率地脫除二氧化硫和有效地燃燒劣質煤等優點，已經在集中供熱領域得到了相當廣泛的應用。

然而，隨著循環流化床熱水鍋爐的大型化，在設計上均不得不采用大幅度提高的爐內飛灰物料循環倍率，通過顆粒對流傳熱的形式增加爐膛稀相區受熱面的吸熱量來彌補由于取消埋管受熱面所導致的爐膛密相區內吸熱量減少的方法來提高爐膛截面熱負荷，以解決鍋爐容量增大后流化床燃燒室截面過大的問題，同時采用高溫旋風分離器來保證飛灰物料的再循環。目前，大型循環流化床熱水鍋爐的爐膛截面熱負荷已經提高到3～5MW/m2，其相應的流化風速也提高到5～8m/s。運行實踐表明，采用較高的流化風速將會帶來了一些難以解決的技術問題，影響了集中供熱系統的正常運行。

目前運行的大型循環流化床熱水鍋爐中存在的主要問題如下：

(1)現有大型循環流化床熱水鍋爐均由采用較高的流化風速，導致爐膛水冷壁和耐火層、高溫旋風分離器耐火層的磨損速度很高，這不僅使得鍋爐的維修量增大，更主要的是致使爐膛內水冷壁等受熱面的使用壽命大為降低；

(2)循環床鍋爐爐內具有布風裝置和氣固分離器等部件，并且，爐膛內具有大量循環的飛灰床料。由于采用較高的流化風速，現有大型循環流化床熱水鍋爐的運行電耗很高，同時也導致運行費用很高；

(3)在額定負荷下，現有大型循環流化床熱水鍋爐的循環飛灰物料的溫度在設計上僅比密相區床料的溫度低20～50℃。當循環飛灰物料中存在的未燃盡炭粒在通過高溫旋風分離器下部立管進入回料閥時，如果送入回料閥的返料風量控制不好或高溫煙氣的反串會造成未燃盡的炭粒再燃，導致結渣，造成回料系統堵塞，使系統循環停止，被迫停爐。此外，若循環物料量過大，返料不暢也會形成非結渣性的堵塞現象。因此，目前運行的大型循環流化床熱水鍋爐回料裝置內結渣堵塞事故發生頻率高。

(4)現有大型循環流化床熱水鍋爐為了保證具有較高的飛灰物料循環倍率，其要求燃煤及其產生的飛灰具有較小的粒徑，而其高溫旋風分離器由于直徑較大，對細顆粒飛灰的分離效率較低，導致鍋爐的初始排塵濃度往往偏高。從目前已投入運行的大型循環流化床熱水鍋爐的測試數據來看，一些鍋爐的初始排塵濃度遠高于15000mg/Nm3的國家標準。

(5)為保證不能被高溫旋風分離器所分離的細煤顆粒在爐膛內能夠燃盡，必須使細煤顆粒在爐膛內有足夠的燃燒時間，因此，流化風速較高的現有大型循環流化床熱水鍋爐在設計上的不得不采用較高的爐膛的高度。其鋼架也必須相應地增高，導致其鋼材耗量很大，鍋爐制造成本很高。

綜上可以看出，為了發展大型循環流化床熱水鍋爐，必須研制開發出運行穩定可靠、熱效率高、能耗低的更加高效可靠的新型循環流化床熱水鍋爐。

發明內容

針對現有大型循環流化床熱水鍋爐的上述問題，本實用新型提供了塔型復合床式循環流化床熱水鍋爐。

本實用新型的技術方案是：

(1)根據不同的鍋爐容量，沿爐膛高度分別設置有多層流化床燃燒室，燃燒室內設置有埋管受熱面，采用低流化風速來減少耐火層和受熱面的磨損和降低鍋爐的運行電耗。同時，在各層流化床燃燒室的上部懸浮段設置有組合式二次風，保證揮發分和細小碳粒及時燃盡。由于采用多層流化床燃燒室，每層燃燒室可以獨立運行，使啟動和運行負荷調節更加靈活，負荷調節范圍更廣。

(2)采用塔型結構，在爐膛內除設置有埋管受熱面外，還在爐膛空間內設置有用于加熱工質的爐膛內熱輻射和對流復合受熱面。

(3)鍋爐爐膛出口上部設置有臥式空氣預熱器，在空氣預熱器入口處可以采用慣性分離的方式將煙氣中攜帶的、較大粒徑的未燃盡碳粒和灰粒分離出來，并通過其下部設置的沉降灰斗和沉降灰回送料腿將分離下來的碳粒和灰粒回送入流化床燃燒室。

(4)由于現有大型循環流化床熱水鍋爐爐膛內的床料處于湍流或快速流態化的狀態，因此其流化風所消耗的功率應接近正比于風速的平方。塔型復合床式循環流化床熱水鍋爐可將流化風速從現有的循環流化床鍋爐的5～8m/s降低到1.5～2.5m/s，其流化風所消耗的功率則會大大下降，解決了大型循環流化床熱水鍋爐的運行電耗過高的問題。