[實用新型]一種基于模塊放大設計的多爐膛循環流化床鍋爐

有效

• 申請號: 201220168341.6
• 申請日: 2012-04-19
• 公開（公告）號: CN202546741U
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 程樂鳴;方夢祥;王勤輝;施正倫;周勁松;余春江;王樹榮;高翔;駱仲泱;倪明江;岑可法
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F23C10/02
• 分類號: F23C10/02;F23C10/18;F23C10/20
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本實用新型涉及一種大型循環流化床鍋爐，尤其涉及一種基于模塊放大設計的多爐膛循環流化床鍋爐。

背景技術

隨著循環流化床鍋爐技術的發展，鍋爐容量不斷增大，對鍋爐蒸發量和蒸汽參數要求不斷提高，需要在燃燒室內布置越來越多的受熱面。對于傳統單爐膛的循環流化床鍋爐，雖然通過增加爐膛高度和截面積可以增加爐膛蒸發受熱面面積，但是由于放大效應，爐膛放熱容積的增加速度始終快于水冷壁面積的增加速度，因此大型循環流化床爐膛通常需要布置額外的受熱面以使熱量平衡。同時，大截面單爐膛的循環流化床存在床料混合不充分和二次風射程不夠的問題。

目前循環流化床鍋爐技術領域有不同的技術方案解決大截面爐膛存在的問題。申請人阿爾斯通公司提出在爐膛下部設置分隔件的方法(專利公開號CN?1643302A)，將床面分為兩個部分，分隔件上垂直爐膛縱向設置熱交換管面板，作為水冷壁的擴展受熱面。申請人西安熱工研究院有限公司提出帶隔墻結構的循環流化床鍋爐(專利公開號CN?1621740A)，可以采用一個全隔墻受熱面將爐膛分成兩個獨立部分，或者采用多個半隔墻受熱面錯排布置，爐膛仍為一體的方式。同時還提出在全隔墻下部倒V型部位設置二次風口對爐膛中心供風的方案。申請人中國科學院工程熱物理研究所提出一種環形爐膛的大型循環流化床鍋爐結構(專利公開號CN102226518A)，利用環形爐膛結構降低對二次風射程的要求，同時多邊形的水冷壁則適應大型循環流化床鍋爐的多分離器布置。

綜合現有的各種技術方案，為解決大型循環流化床鍋爐爐膛受熱面布置、二次風穿透和床料混合問題，一般采取在爐膛中設置受熱面分隔件的方法，如采用底部褲衩腿結構降低對二次風射程的要求，但是實踐發現該方案存在床料翻床的現象，即爐膛的一側支腿的床料全部翻到另一側支腿，使鍋爐運行困難。另一種方法，在爐膛內設置隔墻受熱面的方法雖然為爐膛提供了更多受熱面，但是隔墻在不同程度上導致爐膛內的物料濃度、溫度分布均勻性變差，同時隔墻受熱面在高濃度的氣固流沖刷下存在磨損問題并且二次風的穿透也受到影響。對于多邊形環形爐膛結構，雖然環形爐膛能解決二次風的穿透問題，但是其床料的均勻混合和多分離器的氣固均勻分配問題有待考察。這些方式對于循環流化床鍋爐擴容的方式均基于在增加單個爐膛尺寸基礎上再在爐膛中設法設置受熱面思路進行。

實用新型內容

針對現有技術存在的上述不足，本實用新型提供了一種基于模塊放大設計的大型多爐膛循環流化床鍋爐。本實用新型設計思路是在一定容量成熟循環流化床鍋爐基礎上，采用模塊放大方式擴展循環流化床鍋爐容量，滿足循環流化床鍋爐的大型化和高參數化發展。

一種基于模塊放大設計的多爐膛循環流化床鍋爐，包括鍋爐燃燒室，所述的燃燒室由至少兩個平行排列的爐膛組成，相鄰的兩個爐膛之間的頂部設有連通空間。

所述爐膛的高度相等。采用高度相等的爐膛，能減少各爐膛燃燒室內的物質成分的差異，從而保證多爐膛之間具有相同的燃燒環境。

相鄰的兩個爐膛頂部相互連通形成所述的連通空間，所述的連通空間的高度不大于所述燃燒室高度的1/3。相鄰兩個爐膛內的煙氣和循環床料顆粒在爐膛頂部的連通空間內可以相互交換、均勻混合，以避免由于各爐膛的配風和給煤量的偏差或者燃燒狀況的偏差引起的分離器氣固分配偏差。選擇連通空間的高度為不大于燃燒室高度的1/3是為了保證爐膛頂部氣固混合均勻的同時，限制爐膛下部較粗顆粒的相互交換，避免了類似于褲衩腿爐膛鍋爐的床料翻床問題。

所述爐膛頂部相對應的連通空間內設有1～2個出口煙窗，所述出口煙窗連接有旋風分離器。旋風分離器主要作用是將大量的高溫固體物料從爐膛出口的氣流中分離出來，通過返料裝置送回爐膛，以維持燃燒室快速流態化狀態，燃料劑和脫硫劑多次循環，反復燃燒和反應。

所述爐膛內設有若干懸吊屏，懸吊屏為從水冷壁和爐頂引出的L型懸吊屏或者為從爐頂引出的U型懸吊屏。隨著循環流化床鍋爐容量的增大，爐膛的放熱容積較爐內的蒸發受熱面增加得更快，導致放熱大于吸熱的熱量不平衡問題。大容量鍋爐需在主循環回路中布置額外受熱面來吸收一部分熱量，以保證最佳的爐膛溫度和過量空氣系數。在爐膛上部布置懸吊屏是一種有效的受熱面布置方式，除了可以簡化系統以外，還有利于鍋爐低負荷運行時的蒸汽溫度達到額定參數。