半塔式中温分离生物质循环流化床锅炉制造技术

本发明专利技术涉及半塔式中温分离生物质循环流化床锅炉，由前部竖井、中间气固分离及循环物料回送单元和尾部烟道组成，前部竖井包括炉膛、对流竖井、烟气转向室，中间气固分离及循环物料回送单元包括气固分离装置、回料立管、回料装置，尾部烟道内沿烟气流向布置有过热器、省煤器和空气预热器，炉膛下部沿高度方向上布置有2-3层二次风，炉膛上部对流竖井内布置有对流受热面，炉膛、对流竖井、烟气转向室、气固分离装置、回料立管和回料装置构成主循环回路。本发明专利技术燃料适应性广、燃烧效率高、受热面磨损与腐蚀小，气固分离装置入口的烟气温度在400-750℃之间，能有效避免炉内结渣、挂渣、积灰、堵灰、床料结块和回料装置堵塞。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及循环流化床锅炉，特别是一种半塔式中温分离生物质循环流化床锅炉。
技术介绍
生物质能是利用自然界的植物、粪便以及城乡有机废物转化而成的能源，是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，具有可再生、低污染、分布广和总量大等特点，是一种优质的可再生能源。生物质尤其是农林废弃物作为燃料使用时，具有品种多样性、复杂性，以及可燃基挥发份含量高、含硫量低、含灰量少、堆积密度小、碱金属含量高、灰熔点低等特点。循环流化床锅炉燃烧技术有着良好的燃料适应性，因此，近年来在生物质燃烧发电领域得到了快速的发展。 申请号为200610088935. 5的专利技术专利“一种生物质循环流化床燃烧方法及生物质循环流化床锅炉”公开了一种炉膛内布置屏式辐射受热面，同时掺烧不超过总能量20%的煤，并在燃烧过程中添加惰性床料的生物质循环流化床锅炉及其燃烧方法；专利号为200720309013. 2的专利技术专利“生物质循环流化床锅炉”公开了一种采用高温偏心式旋风分离器的生物质循环流化床锅炉；专利号为200820108769. 5的专利技术专利“燃用秸杆类生物质循环流化床锅炉”公开了一种炉膛内设置水冷蒸发屏并采用高温旋风分离器的生物质循环流化床锅炉；专利号为200820192995.6的专利技术专利“燃用生物质多通道循环流化床锅炉”和申请号为201110229421. 8的专利技术专利“一种膜式水冷壁四烟道生物质循环流化床锅炉”公开的是一种采用高温旋风分离器、尾部烟道为多通道和四烟道结构的生物质循环流化床锅炉；申请号为201010295030. I的专利技术专利“低倍率生物质循环流化床锅炉及其燃烧方法”公开的是一种采用中温卧式汽冷旋风分离器、密相区布置埋管受热面、炉膛设有折焰角、炉膛上部设置与水平面垂直的屏式受热面和对流受热面的低倍率生物质循环流化床锅炉及其燃烧方法。对于高温分离循环流化床锅炉，由于生物质燃料的碱金属含量高、灰熔点低，而主循环回路的各个部分均处于较高的温度环境之中，从而使回路中的燃料灰呈熔融或部分熔融状态，容易造成炉膛密相区、布风装置、分离器和回料装置结渣、结块以及烟气通道或循环物料通道堵塞而导致停炉的现象，也常造成熔渣或高温粘结灰粘结在炉膛内的屏式受热面以及分离器后高温屏式或对流受热面上，出现挂渣和严重的积灰现象，影响锅炉高效、安全地运行。生物质燃料成分中含有的氯、硫和碱金属等成分，在燃烧过程中将生成硫化氢H2S、氯化氢HC1、氯Cl2和氯化钠NaCl、氯化钾KCl等碱金属氯化物，以及钾-三硫酸铁K3Fe (SO4) 3和钠-三硫酸铁Na3Fe (SO4) 3等碱性硫酸盐络合物等对金属具有腐蚀性的化合物，对锅炉受热面的安全性形成威胁。当床料中富集二氧化硅SiO2时，二氧化硅SiO2可与碳酸钠Na2CO3或碳酸钾K2CO3等发生反应，形成低温共熔混合物，将会引发床料出现粘结的问题，进而影响床层物料的流化质量，严重时将引起床层大面积结块、结渣，导致锅炉的停运。—些生物质燃料譬如谷壳等虽然可燃基挥发份含量很高，燃料着火温度低，极易着火，但是，当燃烧温度高于900°C时，燃料灰容易形成碳-硅络合物，阻碍燃烧的进行，燃料难以燃尽。为解决上述问题，需要将生物质循环流化床锅炉的炉内燃烧温度和烟气停留时间控制在一个适当的范围之内，并尽量降低燃料在炉内燃烧的峰值温度，使整个炉膛维持在一个相对比较均匀的合理温度区间，这样既不影响燃料的充分燃烧，还可以减少进入烟气的气相碱金属和氯元素的量，进而可以有效地减轻受热面的腐蚀，避免炉内结渣、挂渣、积灰、堵灰、床料结块等现象的出现。因此设计出一种燃料适应性广、燃烧效率高、受热面磨损与腐蚀小，并且能有效避免炉内结渣、挂渣、积灰、堵灰、床料结块、回料装置堵塞等现象的 半塔式中温分离生物质循环流化床锅炉十分必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种燃料适应性广、燃烧效率高、受热面磨损与腐蚀小，并且能有效避免炉内结渣、挂渣、积灰、堵灰、床料结块、回料装置堵塞等现象的半塔式中温分离生物质循环流化床锅炉。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案半塔式中温分离生物质循环流化床锅炉，由前部竖井、中间气固分离及循环物料回送单元和尾部烟道组成，其特征是所述前部竖井包括炉膛、炉膛上部对流竖井和烟气转向室，炉膛底部为布风装置，布风装置下方为一次风室，炉膛下部沿高度方向上布置有2-3层二次风，炉膛底部还设置有排渣管，炉膛上部对流竖井内布置有对流受热面；所述中间气固分离及循环物料回送单元自上而下设置气固分离装置、回料立管和回料装置；所述尾部烟道内布置有过热器、省煤器和空气预热器；炉膛、炉膛上部对流竖井、烟气转向室、气固分离装置、回料立管和回料装置构成生物质燃料循环燃烧以及固体燃烧产物和床料循环再利用的主循环回路；气固分离装置入口与烟气转向室出口相连，回料装置出口接至炉膛下部，气固分离装置与尾部烟道通过分离器出口烟道连接。进一步地，在上述方案中，所述炉膛上部对流竖井内还布置有蒸发受热面。进一步地，在上述方案中，所述对流受热面是过热器或省煤器或过热器与省煤器的组合，所述对流受热面采用工质流向与烟气流向相反的逆流布置或工质流向与烟气流向相同的顺流布置。进一步地，在上述方案中，所述对流受热面或蒸发受热面为管束或管屏结构，所述管束或管屏与水平面的夹角为0° -35°。进一步地，在上述方案中，所述对流受热面或蒸发受热面通过悬吊支撑装置吊挂在炉膛上部对流竖井内。进一步地，在上述方案中，所述悬吊支撑装置为采用水或蒸汽冷却的悬吊管，或采用由构件或构件组合而成的支撑装置。进一步地，在上述方案中，所述前部竖井由膜式水冷壁包覆而成，所述二次风沿高度方向平行设置或交错设置。进一步地，在上述方案中，所述过热器、省煤器和空气预热器沿烟气流向依次顺序布置或交叉布置。进一步地，在上述方案中，所述尾部烟道为单个或多个烟气通道，所述尾部烟道由膜式壁或轻型护板炉墙或膜式壁与轻型护板炉墙组合构成，所述尾部烟道内还布置有蒸发受热面。本专利技术通过布置在炉膛上部对流竖井内的蒸发受热面和对流受热面的换热，使前部竖井顶部烟气转向室出口、气固分离装置入口的烟气温度控制在400-750°C之间。本专利技术由于气固分离装置进口烟温较低，通常处于生物质燃料灰熔点温度以下，可以有效地避免气固分离装置、回料立管和回料装置发生结渣、结块和堵塞现象；由于循环物料返回炉膛下部密相区的温度比较低，可以有效地将床温控制在850°C以下，而无须在炉膛密相区设置埋管，既避免了锅炉低负荷或燃料变化工况下床温过低的问题，又有效防止了炉内结渣和床料结块；由于循环物料温度不高，无须对分离器、回料立管、回料装置采取特殊的冷却处理结构，从而大幅降低了锅炉的造价；由于炉膛上部对流竖井内的蒸发受热面和对流受热面布置在锅炉主循环回路之中，锅炉运行时，大量的循环物料对其进行冲刷，具有自清洁作 用，可以有效地防止炉内受热面的积灰和堵灰，此外还能够有效治理尾部烟道对流受热面的积灰和堵灰；由于进入尾部烟道的烟气温度较低，飞灰粘结性大幅降低，在合理配置吹灰装置的情况下，能够有效治理尾部烟道对流受热面的积灰和堵灰；由于炉膛上部对流竖井内布置有蒸发受热面和对流受热面，因此烟气在锅炉前部竖井沿高度方向上存在一个温度梯度，相应地存在一个烟气的速度梯度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
半塔式中温分离生物质循环流化床锅炉，由前部竖井(1)、中间气固分离及循环物料回送单元(2)和尾部烟道(3)组成，其特征在于：所述前部竖井(1)包括炉膛(1．1)、炉膛上部对流竖井(1．2)和烟气转向室(1．3)，炉膛(1．1)底部为布风装置(1．4)，布风装置(1．4)下方为一次风室(1．5)，炉膛(1．1)下部沿高度方向上布置有2？3层二次风(1．6)，炉膛(1．1)底部还设置有排渣管(1．7)，炉膛上部对流竖井(1．2)内布置有对流受热面(1．21)；所述中间气固分离及循环物料回送单元(2)自上而下设置气固分离装置(2．1)、回料立管(2．2)和回料装置(2．3)；所述尾部烟道(3)内布置有过热器(3．1)、省煤器(3．2)和空气预热器(3．3)；炉膛(1．1)、炉膛上部对流竖井(1．2)、烟气转向室(1．3)、气固分离装置(2．1)、回料立管(2．2)和回料装置(2．3)构成生物质燃料循环燃烧以及固体燃烧产物和床料循环再利用的主循环回路；气固分离装置(2．1)入口与烟气转向室(1．3)出口相连，回料装置(2．3)出口接至炉膛(1．1)下部，气固分离装置(2．1)与尾部烟道(3)通过分离器出口烟道(2．4)连接。...

【技术特征摘要】
1.半塔式中温分离生物质循环流化床锅炉，由前部竖井(I)、中间气固分离及循环物料回送单元(2)和尾部烟道(3)组成，其特征在于所述前部竖井(I)包括炉膛(I. I)、炉膛上部对流竖井(I. 2)和烟气转向室(I. 3)，炉膛(I. I)底部为布风装置(I. 4)，布风装置(I. 4)下方为一次风室(I. 5)，炉膛(I. I)下部沿高度方向上布置有2-3层二次风(I. 6)，炉膛(I. I)底部还设置有排渣管(I. 7)，炉膛上部对流竖井(I. 2)内布置有对流受热面(I. 21);所述中间气固分离及循环物料回送单元(2)自上而下设置气固分离装置(2. I)、回料立管(2. 2)和回料装置(2. 3);所述尾部烟道(3)内布置有过热器(3. I)、省煤器(3. 2)和空气预热器(3. 3);炉膛(I. I)、炉膛上部对流竖井(I. 2)、烟气转向室(I. 3)、气固分离装置(2. I)、回料立管(2. 2)和回料装置(2. 3)构成生物质燃料循环燃烧以及固体燃烧产物和床料循环再利用的主循环回路；气固分离装置(2. I)入口与烟气转向室(I. 3)出口相连，回料装置(2. 3)出口接至炉膛(I. I)下部，气固分离装置(2. I)与尾部烟道(3)通过分离器出口烟道(2. 4)连接。2.根据权利要求I所述的半塔式中温分离生物质循环流化床锅炉，其特征在于所述炉膛上部对流竖井(I. 2)内还布置有蒸发受热面(I. 22)。3.根据权利要求I或2所述的半塔式中温分离生物质循环流化床锅炉，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，
申请(专利权)人：武汉和信益科技有限公司，
类型：发明
国别省市：