[發明專利]一種純燒低熱值煤矸石的循環流化床鍋爐技術

無效

• 申請號: 201210014599.5
• 申請日: 2012-01-18
• 公開（公告）號: CN102537941A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 張建春;郭學茂;馬升;張利珍
• 申請（專利權）人: 太原鍋爐集團有限公司
• 主分類號: F23C10/00
• 分類號: F23C10/00;F23C10/18;F23C10/26;F23L9/00;F23C10/28
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 李印貴

技術領域

本發明屬于循環流化床鍋爐技術領域，具體涉及一種純燒低熱值煤矸石的循環流化床鍋爐技術。

背景技術

隨著我國煤炭產量的逐年增加,煤矸石堆積，占煤炭產量的約10%～15%。目前，累計堆有煤矸石山1500多座，約占40億噸，占地1.3萬公頃以上，而且每年約以1億噸的速度遞增。因為大量的煤矸石堆積，未能利用和處置，矸石山還會自燃發生火災，或在雨季崩塌，淤塞河流造成災害，給環境帶來了巨大的污染，因此合理利用煤矸石既可以保護環境又可以利用其富含的有價值能源和資源。

現有循環流化床鍋爐，主要包括鍋筒、膜式水冷壁爐膛、絕熱旋風分離器、返料系統和豎井煙道；所述膜式水冷壁爐膛固定在剛性梁上并與鍋爐構架連接，膜式水冷壁爐膛上部出口與絕熱旋風分離器側口相接，其上部中心出口筒與豎井煙道相通，分離器下部立管通過自平衡回料閥與返料系統相接；膜式水冷壁爐膛內下部為流化床燃燒室；所述返料系統與流化床燃燒室相通；位于流化床燃燒室底部的水冷式布風板，其上設有鐘罩式風帽，其下連有一次風室和排渣口；所述流化床燃燒室內水冷壁上均布有密集銷釘并涂敷耐磨可塑料，所述二次風箱采用單層結構，其上的方形二次風進口管布置在流化床燃燒室前墻和流化床燃燒室后墻的上部；所述豎井煙道內依次布置過熱器系統、省煤器、空氣預熱器；

使用現有循環流化床鍋爐不能純燒矸石，熱效率低，而且必須摻燒大量的煤，摻燒后熱值達到3000?kcal/kg以上才能充分燃燒；即使純燒矸石，出力也達不到規定值，而且磨損嚴重，其原因如下：

一、由于矸石比其它的煤種硬,煤中灰份較多、熱值低，鍋爐在運行時灰量約為普通循環流化床的4倍，而循環流化床受熱面的磨損主要是由于灰與管子的碰撞造成的，由于普通流化床截面尺寸、防磨結構不能滿足要求，如長期運行則使受熱面會產生非常嚴重的磨損，而導致鍋爐無法運行。

二、燃燒普通煤時床溫控制在900℃，料層控制在500～600mmm,這種床溫和料層無法保證煤矸石的燃燒穩定及碳顆料的燃燼。

三、一般循環流化床鍋爐設計一次風比例約為60%，一次風的作用主要是保證流化，燃矸石循環流化床，一方面由于矸石比重較大，另一方面矸石中揮發份也較低，在下部燃燒份額比例必定加大，60%的一次風量無法保證煤矸石的燃盡。

發明內容

本發明目的是針對現有循環流化床鍋爐的技術的不足，提供一種促進保護環境，同時又可以利用其富含的有價值能源和資源，能夠純燒矸石的循環流化床鍋爐技術。

本發明為解決上述技術問題而采取的技術方案是：

一種純燒低熱值煤矸石的循環流化床鍋爐技術，采用循環流化床鍋爐，該技術包括循環流化床鍋爐的結構改進與純燒低熱值煤矸石循環流化床鍋爐燃燒及結構設計工藝參數兩部分；

該循環流化床鍋爐的結構改進：

1）鍋爐的豎井煙道內受熱面采用被動防磨技術，加裝防磨護瓦，護瓦材質選用耐磨材質；

2）排渣口布置在靠近后墻的位置，排渣口設置在靠近返料口的位置；

3）多點排渣：冷渣機排渣量為現有技術的6～7.5倍；

4）采用絕熱型旋風分離器；

5）采用自平衡回料閥，并將負壓狀態的灰送回到正壓狀態的流化床內；

6）二次風采用前、后墻布置，且前墻的二次風量大于后墻的二次風量；

7）二次風箱采用單層設置；

該純燒低熱值煤矸石燃燒工藝參數如下：

1）所述該循環流化床鍋爐的爐內流化風速：在額定負荷狀態下選取為4.3～4.7m/s；

2）所述該循環流化床鍋爐的豎井煙道內各段煙氣流速選取如下：

a.高溫過熱器段：10～11m/s；

b.低溫過熱器段：8～9m/s；

c.省煤器段：6～7m/s；

d.空預器段：9～10m/s；

3）該循環流化床鍋爐的爐內床溫控制在910～950℃；

4）該循環流化床鍋爐的一次風與二次風比例為8：2；

5）該循環流化床鍋爐的燃燒料層厚為800～1000mm。

所述的純燒低熱值煤矸石燃燒工藝參數部分還包括：所述的純燒低熱值煤矸石循環流化床鍋爐結構設計工藝參數包括：所述純燒低熱值煤矸石與燃燒普通煤種的循環流化床鍋爐，在相同級別的條件下，各部分設計工藝參數對比取值如下：

a.?純燒低熱值煤矸石與燃燒普通煤種的流化床爐膛截面為：1.3～1.6倍；

b.?純燒低熱值煤矸石與燃燒普通煤種的流化床面積為：1.80～2.00倍；