一種可清潔燃燒高鈉煤的緊湊型循環(huán)流化床鍋爐的制作方法
【專利摘要】一種可清潔燃燒高鈉煤的緊湊型循環(huán)流化床鍋爐，包括爐膛，所述爐膛分為下部的爐膛密相區(qū)和上部的爐膛稀相區(qū)，爐膛稀相區(qū)通過分離器入口煙道接布置在鍋爐爐前的旋風(fēng)分離器的煙氣出口，旋風(fēng)分離器的排塵口通過立管連接返料器，返料器通過回料管接爐膛密相區(qū)，爐膛燃燒生成的高溫?zé)煔饨?jīng)爐膛稀相區(qū)內(nèi)的爐內(nèi)屏式受熱面快速冷卻，熔融飛灰得到有效凝結(jié)，從而有效減輕了尾部對(duì)流受熱面的灰沉積；同時(shí)，爐內(nèi)屏式受熱面布置間距較大，并設(shè)置吹灰器使得積灰得到有效清理，大幅提高了鍋爐運(yùn)行周期，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊、便于模塊化設(shè)計(jì)和放大的特點(diǎn)，合理利用了鍋爐的鋼架結(jié)構(gòu)，適合于作為高鈉煤的大規(guī)模利用技術(shù)。
【專利說明】一種可清潔燃燒高鈉煤的緊湊型循環(huán)流化床鍋爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于清潔煤燃燒利用【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種可清潔燃燒高鈉煤的緊湊型循環(huán)流化床鍋爐。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是煤炭資源豐富的國家，探明儲(chǔ)量10997億噸，預(yù)測煤炭總資源量超過5萬億噸，但我國大多數(shù)的煤炭資源位于西部地區(qū)，這些地區(qū)降水少，屬于干旱、半干旱和沙漠化地區(qū)，生態(tài)環(huán)境脆弱、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)。如果單純將煤炭資源外運(yùn)，運(yùn)輸量大、距離遠(yuǎn)，這是西部煤炭資源大規(guī)模利用的主要瓶頸，而在西部地區(qū)采用煤炭資源燃燒發(fā)電并外送則是解決目前利用瓶頸問題的最好辦法。
[0003]新疆在西部地區(qū)中煤炭儲(chǔ)量最為豐富，新疆煤的水分和揮發(fā)分含量較高，灰分、熱值較低，煤灰中的鈉和鉀含量較高，灰熔點(diǎn)較低，在燃燒過程中其煤灰沾污性極強(qiáng)，屬于強(qiáng)積灰結(jié)渣型灰，屬于高鈉煤范疇。在燃用高鈉煤的過程中發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)數(shù)量的鍋爐爐膛內(nèi)、過熱器和再熱器區(qū)域在短期內(nèi)會(huì)形成了大片粘結(jié)性很強(qiáng)的積灰，并伴有嚴(yán)重的高溫腐蝕，最終導(dǎo)致鍋爐大面積爆管，直接影響了鍋爐運(yùn)行的可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)手段中，一般通過增加爐膛截面積、優(yōu)化燃燒及配風(fēng)、增加吹灰頻次、使用添加劑、配煤摻燒等手段加以延緩，但始終難以根治。國內(nèi)外燃用高鈉煤的均屬一大難題，因此高鈉煤僅在美國、澳大利亞和我國少數(shù)電廠進(jìn)行摻燒利用。摻燒過程中，煤粉鍋爐容易在爐內(nèi)燃燒器區(qū)域結(jié)渣和高溫過熱器、高溫再熱器出現(xiàn)沾污堵塞問題，循環(huán)流化床鍋爐容易在床面出現(xiàn)結(jié)焦和尾部煙道受熱面沾污堵塞問題。雖然整體而言燃用高鈉煤的循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行周期要長于煤粉鍋爐，且循環(huán)流化床鍋爐的摻燒比例要高于煤粉鍋爐(一般為40%?50%)，但由于所摻燒煤種價(jià)格較高，機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性受到了顯著地影響。
[0005]因此，要想實(shí)現(xiàn)我國煤炭資源的大規(guī)模利用，迫切需要尋求一種直接燃燒高鈉煤的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可清潔燃燒高鈉煤的緊湊型循環(huán)流化床鍋爐，能夠清潔高效地燃用高鈉煤，避免積灰和結(jié)渣。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種可清潔燃燒高鈉煤的緊湊型循環(huán)流化床鍋爐，包括爐膛，所述爐膛分為下部的爐膛密相區(qū)I和上部的爐膛稀相區(qū)2，爐膛稀相區(qū)2通過分離器入口煙道3接布置在鍋爐爐前的旋風(fēng)分離器4的煙氣出口，旋風(fēng)分離器4的排塵口通過立管5連接返料器6，返料器6通過回料管7接爐膛密相區(qū)I。
[0009]所述爐膛稀相區(qū)2內(nèi)設(shè)有多片布置的爐內(nèi)屏式受熱面A。
[0010]所述爐內(nèi)屏式受熱面A布置在前后墻或左右側(cè)墻，屏之間的間距在200?IOOOmm之間。[0011 ] 所述旋風(fēng)分離器4除塵后的潔凈煙氣由分離器中心筒8進(jìn)入連接冷卻煙道9，連接冷卻煙道9接縱向的尾部煙道10，尾部煙道10底部設(shè)置有尾部煙道出口 13和帶灰斗排灰口 12的灰斗11。
[0012]所述連接冷卻煙道9內(nèi)設(shè)置有多級(jí)屏式煙氣冷卻受熱面C，所述多級(jí)屏式煙氣冷卻受熱面C為對(duì)流式受熱面，各級(jí)之間串連布置。
[0013]所述尾部煙道10內(nèi)布置有尾部煙道受熱面B。
[0014]所述分離器入口煙道3、連接冷卻煙道9和尾部煙道10中均設(shè)置有吹灰器16，吹灰器16沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向布置在不同受熱面之間或相同受熱面的不同區(qū)域之間，吹灰介質(zhì)為蒸汽、空氣、燃?xì)饣蛩?，同時(shí)吹灰器16周邊設(shè)置清灰孔，以供人力或機(jī)械進(jìn)行補(bǔ)充清灰。
[0015]所述返料器6設(shè)置有循環(huán)灰排放口 15，用于定期或連續(xù)排放返料器6內(nèi)的循環(huán)灰。
[0016]所述回料管7連接物料添加管14，燃燒所需的煤、脫硫劑和補(bǔ)充床料可通過物料添加管14與回料管7內(nèi)的循環(huán)灰混合后送入爐膛密相區(qū)I或單獨(dú)送入爐膛密相區(qū)I?；以徊糠钟蔁煔鈹y帶走，一部分由爐膛密相區(qū)I設(shè)置的排渣口 17和返料器6設(shè)置的循環(huán)灰排放系統(tǒng)15定期或連續(xù)排出。凝結(jié)固化在飛灰、底渣和床料中氣態(tài)堿金屬及其化合物也可通過排渣口 17和循環(huán)灰排放系統(tǒng)15進(jìn)行置換和富集排出。
[0017]本實(shí)用新型使用的脫硫劑包括石灰石、消石灰、電石渣或可以充當(dāng)脫硫劑的物質(zhì)。使用的補(bǔ)充床料包括沙子、爐渣、循環(huán)灰等可以充當(dāng)床料的惰性補(bǔ)充物質(zhì)，這些物質(zhì)可以定期或連續(xù)補(bǔ)充。
[0018]在分離器入口煙道3中設(shè)置有用于定期或連續(xù)添加脫硝劑的脫硝還原劑噴入口18，為了降低NOX排放濃度，通過脫硝還原劑噴入口可以定期或連續(xù)噴入脫硝劑的物質(zhì)。脫硝劑包括尿素水溶液、氨水、液氨或可以充當(dāng)脫硝劑的物質(zhì)。
[0019]所述爐膛密相區(qū)I和爐膛稀相區(qū)2氣流流動(dòng)速度為3?5m/s，同時(shí)溫度控制在600?850°C之間。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0021]1.由于將旋風(fēng)分離器前置，結(jié)構(gòu)緊湊，高效利用了鋼架結(jié)構(gòu)，節(jié)約了鍋爐占地，SP使增加爐膛容積的也不會(huì)造成鍋爐總體體積的增加。
[0022]2.分離器前置，延長了連接冷卻煙道的長度，便于布置多級(jí)屏式煙氣冷卻受熱面，充分冷卻煙氣。
[0023]3.發(fā)揮了循環(huán)流化床鍋爐的燃燒溫度低的優(yōu)勢，降低了堿金屬及其化合物的釋放量。
[0024]4.高密度吹灰器使得積灰易于清理，避免了沉積。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為圖1的俯視圖。
[0027]圖3為本實(shí)用新型一種連接冷卻煙道布置在爐膛側(cè)面應(yīng)用實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖4為圖3的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】[0029]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。但本領(lǐng)域技術(shù)人員了解，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于下述實(shí)施例的內(nèi)容，任何在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上做出的改進(jìn)和變化，都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0030]實(shí)施例1:
[0031]參見圖1和圖2，該鍋爐包括爐膛密相區(qū)I和爐膛稀相區(qū)2，爐膛稀相區(qū)2內(nèi)設(shè)有8片爐內(nèi)屏式受熱面A (左右側(cè)墻各4片)。爐膛稀相區(qū)2與旋風(fēng)分離器4通過分離器入口煙道3相連接，旋風(fēng)分離器4共2臺(tái)，緊湊布置在鍋爐前側(cè)。經(jīng)旋風(fēng)分離器4除塵后的煙氣由分離器中心筒8進(jìn)入連接冷卻煙道9連接冷卻煙道9內(nèi)設(shè)置了兩級(jí)煙氣冷卻受熱面C為對(duì)流式受熱面，通過該受熱面可以降低煙氣溫度，連接冷卻煙道9布置在鍋爐爐膛的上部。尾部煙道10內(nèi)布置有尾部煙道受熱面B，冷卻后的煙氣最終由尾部煙道出口 13排出。
[0032]爐膛密相區(qū)I和爐膛稀相區(qū)2的溫度控制在600?850°C之間，氣流流動(dòng)速度為
4.2m/s?；以募?xì)顆粒由煙氣攜帶走，一部分由爐膛密相區(qū)I設(shè)置的排渣口 17和返料器6設(shè)置的循環(huán)灰排放口 15定期排出。由于燃燒溫度低，凝結(jié)固化在飛灰、底渣和床料中氣態(tài)堿金屬及其化合物也可通過排渣口 17和循環(huán)灰排放口 15進(jìn)行置換和富集排出。
[0033]由于堿金屬及其氧化物會(huì)在受熱面形成一層附著物，進(jìn)而粘結(jié)在受熱面上，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長，逐步加厚，直至堵塞。為此，在分離器入口煙道3、連接冷卻煙道9、尾部煙道10內(nèi)設(shè)置了高密度吹灰器16，沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向進(jìn)行強(qiáng)化吹灰，吹灰介質(zhì)選用蒸汽和燃?xì)?，吹灰器布置密度為每米I臺(tái)。此外，在高密度吹灰器16周邊還設(shè)置有清灰孔，特殊情況下可以由人力進(jìn)行補(bǔ)充清灰。尾部煙道10下部設(shè)置的灰斗11和灰斗排灰口 12，可定期排放尾部煙道內(nèi)的積灰。
[0034]為了降低NOX排放濃度，鍋爐還設(shè)置有脫硝還原劑噴入口 18，運(yùn)行期間連續(xù)噴入尿素水溶液充當(dāng)脫硝劑，進(jìn)行煙氣脫硝。
[0035]實(shí)施例2:
[0036]參見圖3和圖4，一種用于蒸汽供應(yīng)的小型鍋爐，主要燃燒高鈉煤。爐膛稀相區(qū)2內(nèi)設(shè)有4片布置的屏式受熱面A (前后側(cè)墻各2片)，2臺(tái)旋風(fēng)分離器4布置在爐前。2個(gè)連接冷卻煙道9份布置在爐膛左側(cè)和右側(cè)，鍋爐總高度較低，每個(gè)內(nèi)連接冷卻煙道9設(shè)置三級(jí)煙氣冷卻受熱面C。
【權(quán)利要求】
1.一種可清潔燃燒高鈉煤的緊湊型循環(huán)流化床鍋爐，包括爐膛，其特征在于，所述爐膛分為下部的爐膛密相區(qū)(I)和上部的爐膛稀相區(qū)(2)，爐膛稀相區(qū)(2)通過分離器入口煙道(3)接布置在鍋爐爐前的旋風(fēng)分離器(4)的煙氣出口，旋風(fēng)分離器(4)的排塵口通過立管(5 )連接返料器(6 )，返料器(6 )通過回料管(7 )接爐膛密相區(qū)(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可清潔燃燒高鈉煤的緊湊型循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于，所述爐膛稀相區(qū)(2)內(nèi)設(shè)有多片布置的爐內(nèi)屏式受熱面(A)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可清潔燃燒高鈉煤的緊湊型循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于，所述爐內(nèi)屏式受熱面(A)布置在前后墻或左右側(cè)墻，屏之間的間距在200?IOOOmm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可清潔燃燒高鈉煤的緊湊型循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于，所述旋風(fēng)分離器(4)除塵后的潔凈煙氣由分離器中心筒(8)進(jìn)入連接冷卻煙道(9)，連接冷卻煙道(9)接縱向的尾部煙道(10)，尾部煙道(10)底部設(shè)置有尾部煙道出口(13)和帶灰斗排灰口(12)的灰斗(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可清潔燃燒高鈉煤的緊湊型循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于，所述連接冷卻煙道(9)內(nèi)設(shè)置有多級(jí)屏式煙氣冷卻受熱面(C)，所述多級(jí)屏式煙氣冷卻受熱面(C)為對(duì)流式受熱面，各級(jí)之間串連布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可清潔燃燒高鈉煤的緊湊型循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于，所述尾部煙道(10)內(nèi)布置有尾部煙道受熱面(B)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可清潔燃燒高鈉煤的緊湊型循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于，所述分離器入口煙道(3)、連接冷卻煙道(9)和尾部煙道(10)中均設(shè)置有吹灰器(16)，吹灰器(16)沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向布置在不同受熱面之間或相同受熱面的不同區(qū)域之間，吹灰介質(zhì)為蒸汽、空氣、燃?xì)饣蛩?，同時(shí)吹灰器(16)周邊設(shè)置清灰孔，以供人力或機(jī)械進(jìn)行補(bǔ)充清灰。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可清潔燃燒高鈉煤的緊湊型循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于，所述返料器(6 )設(shè)置有循環(huán)灰排放口( 15 )，用于定期或連續(xù)排放返料器(6 )內(nèi)的循環(huán)灰。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可清潔燃燒高鈉煤的緊湊型循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于，所述回料管(7)連接物料添加管(14)。
【文檔編號(hào)】F23C10/18GK203478218SQ201320386849
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月1日
【發(fā)明者】江建忠, 黃中, 肖平, 徐正泉 申請(qǐng)人:中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司