[發(fā)明專利]循環(huán)流化床鍋爐二次風(fēng)布風(fēng)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410516049.2
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN104279556A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鵬;蘇虎;魯佳易;鞏李明;黃敏;楊雪芬;尹莉;薛大勇;梁紅偉
• 申請（專利權(quán)）人: 東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司
• 主分類號(hào): F23C10/18
• 分類號(hào): F23C10/18;F23L9/00
• 代理公司: 泰和泰律師事務(wù)所 51219
• 代理人: 孫恩源

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及循環(huán)流化床鍋爐領(lǐng)域，尤其是一種循環(huán)流化床鍋爐二次風(fēng)布風(fēng)方法。

背景技術(shù)

隨著循環(huán)流化床鍋爐向著更高參數(shù)、更大容量和更高效率的方向發(fā)展，鍋爐爐膛截面積顯著增加，這使得布置在爐膛側(cè)壁的二次風(fēng)噴口距爐膛中心的距離可多達(dá)數(shù)米遠(yuǎn)，二次風(fēng)因此很難達(dá)到爐膛中心區(qū)域，這就造成爐膛中心存在貧氧區(qū)域使得燃燒不充分而降低燃燒效率。同時(shí)，隨著國家對電站鍋爐污染物排放要求的愈加嚴(yán)苛，使得具有環(huán)保優(yōu)勢的循環(huán)流化床鍋爐也面臨新的挑戰(zhàn)。為進(jìn)一步降低鍋爐污染物排放值，需要調(diào)節(jié)鍋爐的燃燒特性，從而力求在源頭上深度抑制污染物氣體的生成量。二次風(fēng)作為調(diào)節(jié)燃燒的重要手段之一，如何在確保穿透性的同時(shí)兼顧抑制污染物生成，便成為大型循環(huán)流化床鍋爐二次風(fēng)布置急需攻克的關(guān)鍵技術(shù)之一。

為此，于2012年8月1日公開的公告號(hào)為CN202361365的中國實(shí)用新型專利“循環(huán)流化床鍋爐二次風(fēng)管”，是通過減少一次風(fēng)量來避免將顆粒較大的粉塵被帶到換熱面上而造成的磨損，同時(shí)通過減少二次風(fēng)管數(shù)量，來增大二次風(fēng)的入爐風(fēng)速和剛度。不過由于其僅設(shè)置3～5根風(fēng)管，因此難于適應(yīng)大型電站循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展要求。

于2010年8月4日公開的公告號(hào)為CN201539856的中國實(shí)用新型專利“一種循環(huán)流化床鍋爐爐膛中心供風(fēng)裝置”，是通過在布風(fēng)板上加裝中心布風(fēng)裝置對大型循環(huán)流化床鍋爐的爐膛中心貧氧區(qū)域直接供風(fēng)。然而，由于中心布風(fēng)裝置直接穿過布風(fēng)板，其連接處的密封與膨脹有一定的實(shí)施難度。此外，由于中心布風(fēng)裝置的存在，還可造成其所在區(qū)域的流化不良等情況出現(xiàn)。

于2008年7月23日公開的公布號(hào)為CN101225954A的中國發(fā)明專利申請“內(nèi)凹式循環(huán)流化床鍋爐二次風(fēng)供風(fēng)方法及其裝置”，是將爐膛下部二次風(fēng)噴口附近的壁面向爐內(nèi)凹入，使二次風(fēng)供風(fēng)噴口由離爐膛中心更近的位置向爐內(nèi)供風(fēng)，從而改善爐膛燃燒中心區(qū)域氧濃度場分布。但該方法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)內(nèi)凹的二次風(fēng)口位置將影響爐內(nèi)氣固流動(dòng)，且實(shí)現(xiàn)起來難度較大。

于2010年6月6日公開的公布號(hào)為CN101718430A的中國發(fā)明專利申請“循環(huán)流化床鍋爐帶二次風(fēng)噴射的十字受熱屏”，是將帶二次風(fēng)噴射口的十字受熱屏布置于爐內(nèi)，并通過彎管結(jié)構(gòu)在爐膛下部區(qū)域圍城一個(gè)可容納二次風(fēng)管的空間，并通過彎管來形成二次風(fēng)噴口。然而，由于爐膛下部區(qū)域的固體顆粒濃度較高，容易造成二次風(fēng)噴口的彎管區(qū)域和十字屏彎管處的磨損，同時(shí)該結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)施起來并非易事。

可見，上述方案均未給出結(jié)構(gòu)簡單并行之有效的適合大型循環(huán)流化床鍋爐的二次風(fēng)布置方案，且未涉及抑制污染物排放內(nèi)容，從而限制了循環(huán)流化床鍋爐向著更高參數(shù)、更低能耗以及更加清潔的方向發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能降低污染物排放且易于布置的循環(huán)流化床鍋爐二次風(fēng)布風(fēng)方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：循環(huán)流化床鍋爐二次風(fēng)布風(fēng)方法，爐膛由爐底布風(fēng)板、四周水冷壁和頂棚水冷壁組成，二次風(fēng)噴管與布置在四周水冷壁上的二次風(fēng)噴口相連，二次風(fēng)噴口分為常規(guī)二次風(fēng)噴口和相對于常規(guī)二次風(fēng)噴口處于更高位置的高效二次風(fēng)噴口，二次風(fēng)噴管相應(yīng)分為常規(guī)二次風(fēng)噴管和高效二次風(fēng)噴管，高效二次風(fēng)噴口的中心與布風(fēng)板間的距離h同整個(gè)爐膛高度H之比在0.1～0.5范圍內(nèi)，且h≥6m；高效二次風(fēng)噴口通過讓管開設(shè)；高效二次風(fēng)噴管與水平方向所夾銳角在-65°～25°，高效二次風(fēng)的質(zhì)量流率M_flux在18kg/(m²﹒s)～70kg/(m²﹒s)。

循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)的氣固流動(dòng)復(fù)雜，在爐膛底部，會(huì)形成一個(gè)由粗顆粒為主，用以提供足夠床料量來維持爐膛床壓的密相區(qū)。在爐膛密相區(qū)以上至爐膛出口之間，存在著一個(gè)顆粒濃度沿爐膛高度遞減的稀相區(qū)，物料從密相區(qū)表面因氣泡破裂而被拋到該區(qū)域。

在稀相區(qū)下部，氣固兩相流體擾動(dòng)劇烈，氣固兩相混合充分，因此常規(guī)二次風(fēng)噴口和給煤口、回料口等都布置在此區(qū)域，以利于氣固兩相流體混合均勻。

就二次風(fēng)噴口位置設(shè)置而言，若入射位置太低(對應(yīng)位置的顆粒濃度便會(huì)很高)，則二次風(fēng)很難到達(dá)爐膛中心區(qū)域補(bǔ)充燃燒所需要的氧，但若二次風(fēng)噴口入射位置太高，則會(huì)抑制爐膛下部的顆粒被拋入爐膛上部并參與循環(huán)。同時(shí)為了兼顧分級燃燒而進(jìn)一步降低污染物排放，都需要設(shè)置合理的二次風(fēng)入射位置。

目前，對二次風(fēng)噴射下循環(huán)流化床鍋爐氣固混合的研究以及定量描述，仍是循環(huán)流化床開發(fā)研究中非常薄弱的環(huán)節(jié)之一。加之在測量手段和精度上的困難，關(guān)于二次風(fēng)在其噴口所在爐膛截面噴射特性的研究非常有限。