可实现氮氧化物和SO2超低排放的循环流化床锅炉的制作方法

本发明涉及一种燃煤锅炉，特别涉及一种可大幅度减少氮氧化物和so2排放的循环流化床锅炉。

背景技术：

燃煤的循环流化床锅炉主要是由炉膛、分离器、尾部竖井烟道中的受热面组成，这种结构的锅炉，一般在炉膛的后部对称地设置有两个出烟口，在每个出烟口上分别连接有一个旋风分离器，旋风分离器为圆柱状筒体，在圆柱状筒体的底端连接有锥形过渡体，在锥形过渡体的底端出料口上连接有沿上下方向垂直设置的返料管，在返料管的底端连通有返料箱，在返料箱上还设置有回料管，回料管的另一端与炉膛的底部连通；循环流化床锅炉的工作原理是基于燃料的循环流化过程，即，加入到炉膛中的燃煤燃烧后变成高温灰粒，高温灰粒进入到旋风分离器中，高温灰粒在旋风分离器以螺旋路径旋风式沿圆柱状筒体内腔、锥形过渡体内腔和返料管内腔螺旋式下落，当下落到返料箱后，粒度较小的灰粒被反弹后，方向沿返料管、锥形过渡体内腔、圆柱状筒体内腔上升进入到尾部竖井烟道中对受热面进行加热，粒度较大的高温灰粒则继续下落进入到锅炉炉膛中，即旋风分离器对粒度不同的灰粒进行了分离；从旋风分离器返回的被分离出的一定粒度的高温循环灰由回料管进入到炉膛后，与炉膛中的一、二次热风及燃煤进行混合后，处于悬浮流化状态，悬浮流化状态的混合物在炉膛中上升，在上升过程中燃煤燃烧，燃煤燃烧后产生新的灰粒，这些灰粒再次进入到旋风分离器中，再次被旋风分离器进行分离，如此循环往复。

旋风分离器的作用主要是将炉膛中排出的高温粒状灰分，根据粒度的大小进行分离；炉膛中排出的高温粒状灰分进入到旋风分离器的腔内顶部后，高温颗粒灰从炉膛的出烟口进入分离器后，由于惯性力的作用，高温颗粒灰会在旋风分离器的内腔中沿大螺旋状轨迹盘旋下落，依次通过圆柱状筒体内腔、锥形过渡体内腔和返料管内腔后，触及到返料箱底部，粒度在100-120μm的灰粒触底反弹后，沿反向小螺旋状上升，依次反向通过返料管、锥形过渡体和圆柱状筒体内腔，进入到尾部竖井烟道中，对尾部受热面进行加热，而粒度在120μm以上的灰粒经过返料箱和回料管下段后回到炉膛内，进行下一次的循环流化。

现有的循环流化床锅炉均设有两个出烟口，并对应地设置两个旋风分离器，旋风分离器的容积是依据炉膛的大小来配套设置的，这种设计结构主要是基于炉膛流化平衡性的考虑，两个分离器的设计结构有利于炉膛内流化物的平衡，循环流化物料的平衡，在一定程度上，是有助于燃料的燃烧；但循环流化床的综合指标并不只基于流化物料的平衡性，而物料的均匀性对燃烧的稳定性起的作用更大；现有的一个炉膛配备两个旋风分离器的结构，使旋风分离器筒体的体积受限，筒体的横截面不大，直接造成从炉膛中进入到旋风分离器中的高温灰粒的螺旋下落路径的半径较小，致使高温灰粒螺旋下降的全程路径较短，导致粒度在20-100μm的灰粒螺旋下落触底到返料箱后，动能还较大，这部分灰粒被反弹后沿反方向上升，进入到了尾部竖井烟道中，而更大粒度的灰粒才会沿返料管继续下落，进行到炉膛中参与循环流化；也就是说现有的两旋风分离器结构，存在不能将20-100μm的灰粒分离出，使它们再次进入到炉膛继续参与循环流化的缺陷，也就是说，现有循环流化床锅炉中能进入到炉膛的高温颗粒的灰粒绝大部分是粒度较大的灰粒，这些粒度较大的灰粒进入到炉膛中与一、二次热风、以及燃煤要进行混合，在此过程中，若比较燃煤被灰分包覆的包覆率，灰粒较大的高温灰粒与粒度更小的高温灰粒对燃煤的包覆率肯定要小，而较小的燃煤包覆率，直接会造成氧气与燃煤接触面大，燃煤在燃烧过程中会产生较多氮氧化物和二氧化碳，使锅炉排放的氮氧化物和二氧化碳的指标无法进一步降低。

技术实现要素：

本发明提供了一种可实现氮氧化物和so2超低排放的循环流化床锅炉，解决了现有的循环流化床锅炉所排放的氮氧化物和二氧化碳的指标无法进一步降低的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明的总体构思是：将传统的循环流化床系统中所配备的两个旋风分离器改变为一个旋风分离器，使该旋风分离器的横截面积大大增加，从而大幅增加高温灰粒螺旋下降的全程路径，使粒度在20-100μm的灰粒螺旋下落触底到返料箱后动能大大减小，不会反弹后上升，而是循环进入到炉膛中与燃煤和进风混合，提高了高温灰粒对燃煤的包覆率，从根源上减小了燃煤在燃烧过程中所产生的氮氧化物和二氧化碳。

一种可实现氮氧化物和so2超低排放的循环流化床锅炉，包括炉膛、旋风分离器和尾部竖井烟道，炉膛为膜式水冷壁炉膛，在尾部竖井烟道中设置有受热面，在炉膛的后部只设置有一个出烟口，在出烟口上连接有旋风分离器，旋风分离器是由圆柱状筒体、锥形过渡筒体、返料管和返料箱依次连通组成的，在返料箱上连接有返料管下段，返料管下段的另一端与炉膛的底端连通在一起，旋风分离器将高温灰粒中粒度在20μm以上高温灰粒通过返料管下段输送回炉膛中，旋风分离器将高温灰粒中的粒度在20μm以下高温灰粒通过返料箱的反弹输送到尾部竖井烟道中。

圆柱状筒体的直径与返料管的直径的比值为5-10；圆柱状筒体的高度与锥形过渡筒体的高度的比值为0.3-1，返料管的高度为2-9米。

出烟口设置在炉膛的后部中央处。

在炉膛中布置有屏式受热面和流化床燃烧室，在流化床燃烧室的前墙上设置有燃料进口，在流化床燃烧室的底部设置有布风板，在布风板上设置有风帽，在布风板下连接有一次风风室和排渣管，在流化床燃烧室内的高温段水冷壁上焊接有密集销钉。

本发明使燃料在炉内高效燃烧释放热量的同时，最大程度地从源头上减少了氮氧化物与二氧化硫的原始排放，使锅炉排放的氮氧化物和二氧化碳的指标进一步得到降低，做到了超低排放。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明在俯视方向上的结构示意图；

图3是本发明的炉膛中的高温灰粒12进入到旋风分离器2中后灰粒分离运行示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种可实现氮氧化物和so2超低排放的循环流化床锅炉，包括炉膛1、旋风分离器2和尾部竖井烟道3，炉膛1为膜式水冷壁炉膛，在尾部竖井烟道3中设置有受热面4，在炉膛1的后部只设置有一个出烟口15，在出烟口15上连接有旋风分离器2，旋风分离器2是由圆柱状筒体5、锥形过渡筒体6、返料管7和返料箱8依次连通组成的，在返料箱8上连接有返料管下段9，返料管下段9的另一端与炉膛1的底端连通在一起，旋风分离器2将高温灰粒12中粒度在20μm以上高温灰粒14通过返料管下段9输送回炉膛1中，旋风分离器2将高温灰粒12中的粒度在20μm以下高温灰粒13通过返料箱8的反弹输送到尾部竖井烟道3中；在相同容量及参数的锅炉上，采用单个的旋风分离器的直径要比采用两个旋风分离器的直径大得多，高温灰粒12进入旋风分离器后，螺旋下落的全程路径会长较多，使粒度较小的灰粒螺旋下落过程中的旋转势能得到充分的释放，当触底到返料箱后，失去了反向上升的能力，被分离后重新进入到炉膛中，这些粒度较小的灰粒进入到炉膛中与一、二次热风、以及燃煤要进行混合，在此过程中，粒度更小的高温灰粒对燃煤的包覆率要高一些，直接会造成氧气与燃煤接触面变小，燃煤在燃烧过程中会产生较少的氮氧化物和二氧化碳，使锅炉排放的氮氧化物和二氧化碳的指标进一步降低。

圆柱状筒体5的直径与返料管7的直径的比值为5-10；圆柱状筒体5的高度与锥形过渡筒体6的高度的比值为0.3-1，返料管7的高度为2-9米。

出烟口15设置在炉膛1的后部中央处，根据不同燃料的特性，出烟口15的面积进行调整；依据与炉膛适应性的设计原则，单旋风分离器比双旋风分离器的体积要大很多，根据燃煤粒度，调整单旋风分离器的各参数尺寸，即可实现对不同粒径灰粒的分离。

在炉膛1中布置有屏式受热面和流化床燃烧室16，在流化床燃烧室16的前墙上设置有燃料进口10，在流化床燃烧室16的底部设置有布风板，在布风板上设置有风帽，在布风板下连接有一次风风室17和排渣管11，在流化床燃烧室16内的高温段水冷壁上焊接有密集销钉，在密集销钉上涂敷有耐磨可塑料，以提高使用寿命；布风板为水冷布风板，风帽为钟罩式风帽，一次风风室17为水冷风室，排渣管11为合金钢排渣管；水平布置的一次风风室17、低阻力的钟罩式风帽及炉后的合金钢排渣管保障了锅炉在燃烧时,流化良好,排渣顺畅。

本发明的单旋风筒的循环流化床锅炉的总体结构设计，确保锅炉炉膛存在适宜的循环物料量，从而保证锅炉运行床温、炉膛出口烟温、分离器返料温度和分离器出口温度均处于最佳的反应温度之内，温度变化范围在50℃，锅炉燃烧实际产生的硫化物和氮氧化物较现有的产品大大偏低；本发明使锅炉炉膛二次风口喷入前燃烧处于还原性气氛，硫化物和氮氧化物的原始浓度通过炉内喷钙和物料中未反应的石灰石循环吸附脱除，在超低排放节能型的单旋风筒循环流化床锅炉上不增加昂贵的scr脱硝装置和昂贵的尾部湿法脱硫装置，即可配合较低成本的半干法脱硫装置，就可以达到国家的环保标准，即gb13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》和gb13271《锅炉大气污染物排放标准》。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除