[發明專利]循環流化床鍋爐

有效

• 申請號: 200980144366.3
• 申請日: 2009-11-06
• 公開（公告）號: CN102215949A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: K.考皮南;P.金努南
• 申請（專利權）人: 福斯特韋勒能源股份公司
• 主分類號: B01J8/38
• 分類號: B01J8/38;F22B31/00;F23C10/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周春梅;譚祐祥

技術領域

本發明涉及根據獨立權利要求的前序部分的循環流化床鍋爐。因此本發明涉及一種循環流化床鍋爐，其包括：爐，其用于燃燒含碳燃料；至少一個出口通道，其連接到爐的上部用于從爐移除燃料燃燒生成的煙氣和固體顆粒，每個出口通道設有顆粒分離器，顆粒分離器與煙氣管道附連用于傳遞清除了固體顆粒的煙氣從鍋爐出去；以及返回管，返回管用于傳遞分離的固體顆粒到爐的下部，所述返回管設有氣體密封件、熱交換室、升降通道和溢流管道，其中離開氣體密封件的固體顆粒被引導到熱交換室的上部且從熱交換室的下部通過升降通道引導到爐或直接從熱交換室的上部通過溢流管道引導到爐。

本發明的循環流化床鍋爐可優選地為大型自然循環鍋爐或直流鍋爐，例如，用于發電或工業蒸汽生產。隨著鍋爐尺寸增加，壁表面積與爐體積的關系通常會變得不利，這可能產生問題，例如在控制鍋爐，定位與爐相關的不同設備和管道以及進給和混合不同材料方面的問題。本發明特別地涉及解決與大型循環流化床鍋爐相關的問題。

背景技術

美國專利No.7,240,639公開了一種循環流化床鍋爐，其中，由固體分離器分離的熱固體顆粒從返回管的氣體密封件引導到與爐的下部整合的熱交換室的上部，且進一步從熱交換室的下部通過立管引導到爐或從熱交換室的上部通過單獨溢流管道直接引導到爐。熱交換室為流化室，這意味著在該室下部中設有裝置，特別是用于流化氣體的噴嘴和入口管路，通過它們可使形成于該室中的固體顆粒床流化。

流化熱交換室的熱交換效率可在某種程度上通過改變流化速度(換言之，引入到該室的流化氣體的流動速度)來調整。然而，溢流通道通過改變作為溢流從熱交換室移除的固體顆粒的份額(share)提供了另一種很有效的調整熱交換效率的方式。

在美國專利No.7,240,639中公開的布置中的問題在于用于冷卻和未冷卻的顆粒的返回管及單獨的燃料進給通道使得該布置變得復雜且爐的下部的壁占據空間。根據在美國專利No.7,240,639中公開的優選實施例，存在連接到熱交換室的兩個單獨的升降通道，這改進了冷卻固體顆粒的均勻分配且由此促進了燃料的高效、低排放燃燒。

美國專利No.5,682,828公開了一種所謂的分開的氣體密封件，其形成到顆粒分離器的返回管上，在該氣體密封件中，顆粒分離器的豎直返回管連接到短流化水平管的一端，該管的另一端連接到上流支腿的下部。上流支腿為流化的、至少大部分為豎直的通道，其中固體顆粒由足夠強烈的流化氣流從通道的底部傳遞到其上部。根據美國專利No.5,682,828，橫向管連接到上流通道的上部，具有從其兩端直接通往爐的傾斜的下流通道。在該專利中公開的解決方案的問題在于待返回的固體顆粒可(例如)由于局部阻塞而漂流不對稱地返回使得一個分支的質量流量大于另一分支的質量流量。

美國專利No.6,923,128公開了一種分開的氣體密封件，其與美國專利No.5,682,828公開的氣體密封件類似，除了連接到上流通道的上部的管路在中部彎曲且其指向下的分支為傾斜的且朝向爐傾斜。此外，連接到分支的豎直部分的上端與燃料的豎直入口管道連接。與氣體密封件整合的返回管布置的常見問題在于不能布置包括溢流管與其相連的熱交換室。

發明內容

本發明的一目的在于提供一種循環流化床鍋爐，其中上文討論的現有技術的問題被最小化。

本發明的一特殊目的在于提供一種緊湊的且高效的循環流化床鍋爐，其具有設在顆粒分離器的返回管中的熱交換器室，可調整熱交換器室的熱交換效率且固體顆粒在所有條件下從熱交換器室均勻地分配在整個爐區域中。

為了解決現有技術的上述問題，提供了一種循環流化床鍋爐，其特征在獨立權利要求的特征部分中公開。由此，根據本發明的循環流化床鍋爐的特征在于至少一個降落管路被布置成與升降通道連接，該降落管路在其上部連接成與升降通道的上部流動連通且在其下部連接成與爐的下部流動連通，且溢流管道與降落管路的上部直接流動連通。

降落管路是指大部分豎直或幾乎豎直的管路或通道，材料通過其下部直接流到爐的下部。降落管路的尺寸優選地使得在正常操作期間，僅在連接到爐的降落管路的端部存在短流動材料柱且材料從大部分通道快速降落通過，由此通道大部分幾乎為空的。