[發明專利]一種燃燒低熱值高灰分燃料的循環流化床鍋爐

在審

• 申請號: 201711045627.9
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107606609A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 張翼;肖雨杰;楊海瑞;張縵;岳光溪
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F23C10/10
• 分類號: F23C10/10;F23C10/18;F23C10/24
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司11327
• 代理人: 邸更巖

技術領域

本發明屬于循環流化床鍋爐燃燒應用領域，公開了一種包含氣固換熱床并適用于燃燒油頁巖、油頁巖半焦和矸石等低熱值高灰分燃料的循環流化床鍋爐。

背景技術

我國低熱值高灰分燃料儲量巨大，如油頁巖，其已探明儲量在7000億噸，具有巨大的應用潛力，然而，低熱值高灰分燃料本身熱值在800-1500kcal/kg，灰分在50-70％，在一般的燃燒設備中很難實現穩定燃燒，因此其能量的高效利用一直被廣泛關注。

循環流化床鍋爐具有燃料適應性好、污染物排放水平低等優點，由于其密相區含有大量高溫固體顆粒，蓄熱能力強，因此具有燃燒高灰分低熱值的燃料的潛力。目前，國內外已建成用于燃燒低熱值高灰分燃料的循環流化床鍋爐，如約旦277MW燃燒油頁巖的循環流化床鍋爐，油頁巖熱值800kcal/kg，給料量650t/h，排渣量420t/h，配備有20臺30t/h的冷渣器。然而，由于燃料本身熱值低，其穩定燃燒較為困難，一般需采用較高的一次風溫或摻燒高熱值燃料，并且燃料灰分高，排渣量大，不僅需要多臺冷渣器，影響鍋爐整體布置，還存在巨大的排渣熱損失，極大地降低了鍋爐熱效率。因此，目前燃燒低熱值高灰分燃料的循環流化床鍋爐普遍存在難以穩定燃燒和熱效率偏低的問題。

有效回收大量熱灰渣的熱量并送回爐膛，既有利于鍋爐穩定燃燒，又可以降低排渣熱損失，提高鍋爐熱效率。因此，設計研發一種可有效回收灰渣熱量，適用于燃燒低熱值高灰分燃料的循環流化床鍋爐，對劣質燃料燃燒利用具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是針對循環流化床鍋爐燃燒低熱值高灰分燃料時，難以穩定燃燒和高灰分大量熱灰渣流失進而降低鍋爐熱效率的問題，提供一種燃燒低熱值高灰分燃料的循環流化床鍋爐，使其不僅可以滿足低熱值高灰分燃料穩定燃燒的要求，同時還能有效回收熱灰的熱量，降低排渣熱損失，提高鍋爐熱效率。

本發明的技術方案如下：

一種燃燒低熱值高灰分燃料的循環流化床鍋爐，含有爐膛、一次風室、旋風分離器、料腿、回料閥、排渣管和尾部煙道；在一次風室上部均勻布置風帽；所述尾部煙道內布置有過熱器、省煤器和空氣預熱器，其特征在于：所述循環流化床鍋爐還包括氣固換熱床，該氣固換熱床上部通過放灰管與料腿連接；所述氣固換熱床包含換熱床風室、換熱床風帽、換熱床換熱室、換熱床氣固分離裝置以及換熱床排渣管；換熱床氣固分離裝置頂部的氣體出口通過氣體管路與鍋爐的一次風室連接；換熱床風室通過氣體管路與空氣預熱器連接。

優選地，所述放灰管上設置放灰管閥門。

優選地，所述氣固換熱床內設有隔板，該隔板將氣固換熱床分成上部相連通的第一換熱室和第二換熱室，第一換熱室的上部通過放灰管和放灰管閥門與料腿連接。

優選地，氣固換熱床截面積與爐膛上部稀相區的截面積相同。

上述技術方案中，所述換熱床氣固分離裝置采用隔板式慣性分離器或旋風分離器。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：①由于增設了氣固換熱床，部分灰渣通過氣固換熱床冷卻后排出，降低了爐膛內排渣量和排渣熱損失，可以適當減少爐膛下側冷渣器的數量，方便整體布置；②空氣經空氣預熱器加熱后一般風溫大約為200℃，本發明通過氣固換熱床可將一次風溫提高到約400℃，滿足低熱值高灰分燃料穩定燃燒的要求；高溫熱灰通過一次風冷卻，傳熱溫差大，冷卻效果好，能有效回收熱灰的熱量，有效提高鍋爐熱效率；③氣固換熱床內布置隔板，增加熱灰流動路程，從而增加氣固換熱時間，實現氣固充分換熱。

附圖說明

圖1是本發明一種燃燒低熱值高灰分燃料的循環流化床鍋爐具體結構的示意圖。

圖中：1-爐膛；2-一次風室；3-風帽；4-排渣管；5-旋風分離器；6-料腿；7-回料閥；8-尾部煙道；9-過熱器；10-省煤器；11-空氣預熱器；12-放灰管；13-放灰管閥門；14-氣固換熱床；15-換熱床風室；16-換熱床風帽；17-換熱床換熱室；17a-第一換熱室；17b-第二換熱室；18-換熱床氣固分離裝置；19-換熱床排渣管；20-隔板。

具體實施方式

下面結合附圖進一步說明本發明的具體結構、原理和實施方式。