帶有多功能旋風分離器的流化床鍋爐的製作方法

2023-08-09 16:14:41

專利名稱：帶有多功能旋風分離器的流化床鍋爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種流化床鍋爐，尤其涉及一種燃燒低熱值高揮發份燃料的流化床燃燒設備，屬能源環保技術領域。
為了讓高揮發份燃料中的氣體成分在燃燒室中燃盡，現有的流化床通常採取增加爐高的方法。這種方法可以增加煙氣高溫流程，對氣體成分燃盡有著直接的效果，但是其代價是巨大的。一臺燃用生活垃圾的蒸汽出力為10噸的流化床鍋爐，其建設金屬耗量相當於一臺蒸汽出力為35噸的燃煤鍋爐。此外，增加爐高需要更大的通風機來維持燃燒室內的氣力輸送狀態，對流化床鍋爐的動力提出更高的要求，大幅提高了鍋爐電耗。
本發明的目的和任務是通過以下技術方案實現的一種帶有多功能旋風分離器的流化床鍋爐，包括流化床鍋爐燃燒室和設置在流化床燃燒室出口外的旋風分離器，所述的鍋爐燃燒室包括燃燒室底部的布風板、布風板以上的高速流化區和燃燒室上部的氣相燃燒區，所述的旋風分離器包括入口段、與入口段相通的外旋風筒，設置在外旋風筒內的排氣筒和錐形灰倉，其特徵在於所述的入口段上安裝有一個氣體燃盡風口；在所述的外旋風筒和排氣筒之間設有一個氣體燃盡風套筒，該套筒和排氣筒之間形成環形狹縫，在氣體燃盡風套筒的頂部設有熱空氣入口。
本發明的技術特徵還在於所述的燃燒室內的氣相燃燒區佔整個燃燒室高度的1/3～1/2，其爐膛橫截面為高速流化區爐膛橫截面的2倍。這種燃燒室結構一方面可以在流化床密相區保持較高床速，保證密相區良好的流動性，另一方面可以在流化床上部保持較低的煙氣流速，並在燃燒室截面突擴位置形成煙氣渦流，為煙氣中的氣相可燃成分提供更大的燃燒空間和更長的煙氣停留時間，以進一步提高燃燒效率。
本發明所提供的帶有多功能旋風分離器的流化床鍋爐具有以下優點將流化床鍋爐的燃燒空間從傳統的燃燒室擴展到分離器，使流化床鍋爐的分離器具有分離固體顆粒和燃盡揮發份的雙重作用。利用燃燒室出口外包括分離器入口和分離器中的空間作為氣體燃燒空間，一方面延長了煙氣高溫富氧流程，同時又不需要過度增加鍋爐高度，便於將現有的流化床直接改造成燃用高揮發份燃料的鍋爐，充分滿足高揮發份燃料的燃燒要求，提高燃燒效率，降低有機類可燃成分的汙染排放。
圖2為多功能旋風分離器的結構示意圖。
圖3為圖2的俯視圖。
圖中1-分離器入口段，2-外旋風筒，3-排氣筒，4-錐形灰倉，5-氣體燃盡風口，6-排氣筒套筒，7-布風板，8-高速流化區，9-氣相燃燒區，10-熱空氣入口。
所述鍋爐燃燒室包括燃燒室底部的布風板7、布風板以上的高速流化區8和燃燒室上部的氣相燃燒區9，在高速流化區以上佔燃燒室高度1/3～1/2的氣相燃燒區爐膛橫截面發生突擴，其爐膛橫截面為高速流化區爐膛橫截面的2倍。這種燃燒室結構一方面可以在流化床密相區保持較高床速，保證密相區良好的流動性，另一方面可以在流化床上部保持較低的煙氣流速，並在燃燒室截面突擴位置形成煙氣渦流，為煙氣中的氣相可燃成分提供更大的燃燒空間和更長的煙氣停留時間，以進一步提高燃燒效率。
上述帶有多功能旋風分離器的流化床鍋爐運行方式如下高揮發份燃料進入流化床燃燒室後懸浮在布風板7上高速流化區8中燃燒，燃燒過程中燃料揮發份受熱析出，和煙氣以及爐內蓄熱介質在燃燒室中共同上升並發生氣相燃燒，產生空間火焰，火焰可持續延伸至燃燒室出口和分離器入口1。在分離器入口處燃燒煙氣被文丘裡縮口加速，縮口處的氣體燃盡風口5沿煙氣流動的垂直方向吹入來自鍋爐尾部空氣預熱器的氣體燃盡風，將煙氣流動區充分吹透，保證煙氣的整個流動空間處在富氧狀態。煙氣夾帶固體顆粒流入旋風筒2後沿旋風筒壁面旋轉，其中的固體顆粒撞擊在壁面上落入旋風筒下部的錐形灰鬥4，而煙氣向上翻轉進入中心排氣筒3排出。來自鍋爐尾部空氣預熱器的氣體燃盡風從排氣筒套筒頂部的熱空氣入口10進入排氣筒套筒6後再通過套筒和排氣筒之間的狹縫吹出，與旋風筒中的旋轉氣流混合併燃燒，將煙氣中的可燃氣體燃盡，最終通過排氣筒排出。
權利要求
1.一種帶有多功能旋風分離器的流化床鍋爐，包括流化床鍋爐燃燒室和設置在流化床燃燒室出口外的旋風分離器，所述的鍋爐燃燒室包括燃燒室底部的布風板、布風板以上的高速流化區和燃燒室上部的氣相燃燒區，所述的旋風分離器包括入口段、與入口段相通的外旋風筒，設置在外旋風筒內的排氣筒和錐形灰倉，其特徵在於在所述的入口段上安裝有一個氣體燃盡風口；在所述的外旋風筒和排氣筒之間設有一個氣體燃盡風套筒，該套筒和排氣筒之間形成環形狹縫，在氣體燃盡風套筒的頂部設有熱空氣入口。
2.按照權利要求1所述的流化床鍋爐，其特徵在於所述的氣相燃燒區佔整個燃燒室高度的1/3～1/2，其爐膛橫截面為高速流化區爐膛橫截面的2倍。
3.按照權利要求1或2所述的流化床鍋爐，其特徵在於所述分離器入口段的內壁形狀為文丘裡縮口。
全文摘要
帶有多功能旋風分離器的流化床鍋爐，涉及一種燃燒低熱值高揮發份燃料的流化床燃燒設備。本發明採用了具分離和燃盡揮發份雙重功能的旋風分離器，該分離器包括一個其內壁形狀為文丘裡縮口的入口段，外旋風筒、排氣筒以及設置在外旋風筒和排氣筒之間的氣體燃盡風套筒；在入口段上設有氣體燃盡風口，在氣體燃盡風套筒的頂部設有熱空氣入口。本發明將流化床鍋爐的燃燒空間從傳統的燃燒室擴展到分離器，既延長了煙氣高溫富氧流程，同時又不需要過度增加鍋爐高度，便於將現有的流化床鍋爐直接改造成燃用高揮發份燃料的鍋爐。能夠充分滿足高揮發份燃料的燃燒要求，提高燃燒效率，降低鍋爐煙氣中有機類可燃成分的汙染排放。
文檔編號F23C10/10GK1477329SQ03146389
公開日2004年2月25日 申請日期2003年7月11日 優先權日2003年7月11日
發明者吳佔松, 李福金, 王英彪, 郭亮, 鄭洽餘 申請人:清華紫光環保有限公司, 清華大學