外循環物料提升分配系統及應用的多流程循環流化床鍋爐的製作方法

2023-12-07 09:34:01

本發明涉及循環流化床鍋爐技術領域，尤其涉及一種外循環物料提升分配系統及其應用的多流程循環流化床鍋爐。

背景技術：

物料循環是循環流化床鍋爐高效運行的前提條件，物料通過循環系統反覆在鍋爐內部循環燃燒，以提高物料的燃燒效率。物料循環亦可增加鍋爐爐膛內部的物料濃度，增加傳熱效率，可使鍋爐穩定、高效經濟運行。

目前常見的物料循環方式有如下三種方式：第一種物料循環方式：爐膛排出的大量含塵煙氣通過旋風分離器或慣性分離器將煙氣中的灰塵分離下來，再通過返料器、返料管等送至鍋爐的主燃室密相區，實現物料的回送及再利用。

該技術雖然能夠在一定程度上提高物料的燃燒效率及灰分濃度，但當鍋爐燃燒劣質煤、固體廢棄物、汙泥或生物質等低灰分劣質物料時，物料本身的灰分很少，導致鍋爐內部燃燒的物料循環灰分很少，不能完全滿足鍋爐正常運行所需的灰分。

第二種物料循環方式：在給料裝置中摻入底渣灰或河沙等物料。

第二種物料循環方式在給料裝置中摻入物料時會影響給料量，影響鍋爐的出力。

第三種物料循環方式：將從爐膛內排出的底渣篩分後得到的細渣等回料，通過床料外循環機構分別輸送至主燃室或返料器中。

由於主燃室或返料器這些部位為正壓區域，所以需要非常高的風壓壓頭才能將回料送入此區域，且送入返料器時還會影響灰鬥及旋風筒正常回料量，破壞物料循環系統的正常回料。

技術實現要素：

本發明針對以上問題，提供了一種外循環物料提升分配系統及應用的多流程循環流化床鍋爐，該發明在燃燒劣質煤、固體廢棄物、汙泥或生物質等低灰分劣質物料時，或者鍋爐運行時需補充床料又缺少合格床料的情況下，及時通過外部系統補充物料，能夠完全滿足鍋爐正常運行所需的灰分，又不破壞現有給料系統的給料量，不會破壞物料循環系統的正常回料，且不需要非常高的風壓壓頭即可送至鍋爐所需點。

本發明通過如下技術方案實現：

本發明提供一種外循環物料提升分配系統，其包括：

風機，調節控制閥，文丘裡裝置，灰鬥，錐形自鎖裝置，星型撥料器，分配母管，多向旋轉閥和分配管；

風機提供物料提升所需的高壓風，並通過調節控制閥調節風量和風速後送至文丘裡裝置；

灰鬥內的物料通過錐形自鎖裝置分散下落、通過星型撥料器控制下落速度後進入文丘裡裝置中；

文丘裡裝置依靠高壓風產生較高的流速，將物料吸入管道內，並將引入的物料噴入到分配母管；

物料在分配母管中達到氣力輸送狀態，由多向旋轉閥調節到相關的分配管中輸送到鍋爐所需點。

更優選地，所述錐形自鎖裝置包括：

倉體和錐形自鎖體；

倉體為中空結構的殼體，且倉體的上開口向內收斂，與灰鬥的物料出口對接；倉體的下開口向內收斂，收斂後的倉體的下開口與星型撥料器的物料入口對接；

所述錐形自鎖體為錐體結構，設置在倉體的內部。

更優選地，所述倉體的下開口收斂後的殼體外壁與水平線之間的夾角為а，該夾角滿足：45°≤а≤60°。

更優選地，所述錐形自鎖體的錐體結構為實心結構；或者，所述錐形自鎖體的錐體結構為中空結構，且上部錐頂是封閉端。

更優選地，所述錐形自鎖體為一個，其中錐形自鎖體的中心線與倉體的中心線重合，所述錐形自鎖體的殼體左右外壁與對應的倉體的殼體內壁面平行；且滿足條件：2*L2≥L1，其中L1為灰鬥下料口的寬度；L2為錐形自鎖體的外壁到倉體的殼體內壁的距離；

或者，

更優選地，所述錐形自鎖體為N個，其中1＜N≤6，其中第一個錐形自鎖體的中心線與倉體的中心線重合，其餘的錐形自鎖體依次向下一排布置，且當前排布置的錐形自鎖體的數量比上一排布置的錐形自鎖體數量多一個；所述錐形自鎖體的殼體左右外壁與對應的倉體殼體內壁面平行；且滿足條件：2*L2≥L1，其中L1為灰鬥下料口的寬度；L2為錐形自鎖體的外壁到倉體殼體內壁的距離；同一排中相鄰錐形自鎖體的中心線之間的距離L3滿足：L3≥A，其中A為上一排錐形自鎖體縱截面的下底邊寬度。

更優選地，所述的外循環物料提升分配系統還包括：

設置在鍋爐所需點的壓力感應器；

所述壓力感應器的信號輸出端通過線路連接到多向旋轉閥的控制端。

更優選地，所述多向旋轉閥設置在所述分配母管和分配管之間。

更優選地，所述分配管中還設置有多向旋轉閥。

更優選地，所述多向旋轉閥包括：

可旋轉的內套筒和外套筒，以及設置在內套筒內部的進料管；

所述內套筒上開有多個第一通孔，外套筒上開有多個第二通孔，當調整到第一通孔和第二通孔的中心線重合時，多向旋轉閥閥芯的開度最大。

本發明還提供一種多流程循環流化床鍋爐，其包括：

上述的一種外循環物料提升分配系統；所述外循環物料提升分配系統接入高灰分物料，並輸送到所述多流程循環流化床鍋爐的所需點。

由上述本發明的技術方案可以看出，本發明具有如下技術效果：

本發明通過錐形自鎖裝置、星型撥料器和文丘裡裝置將底渣、外部爐渣等高灰分物料順利導出，並通過多向旋轉閥控制物料的流向和量，使物料被合理分配到鍋爐內部所需點，能夠在不破壞現有給料系統的給料量及現有物料循環系統的正常回料的情況下，為鍋爐內部循環系統補充灰分，因此能夠增加鍋爐運行的穩定性，使得鍋爐安全、高效運行。

本發明的物料回送點為灰鬥或旋風筒等負壓區，因此不需要很高的風壓壓頭即可為鍋爐內部循環系統補充灰分。

本發明可廣泛應用於鍋爐燃燒灰分較少的燃料、循環灰少的場合，或者鍋爐運行時需補充床料又缺少合格床料的情況。

附圖說明

圖1為本發明的外循環物料提升分配系統的結構示意圖；

圖2為本發明中的錐形自鎖裝置的結構示意圖；

圖3為本發明中的多向旋轉閥的結構示意圖。

附圖中：

風機1，調節控制閥2，文丘裡裝置3，灰鬥4，錐形自鎖裝置5，星型撥料器6，分配母管7，多向旋轉閥8、分配管9；倉體51、錐形自鎖體52；內套筒81、外套筒82、進料管83。

具體實施方式

為了使本領域的技術人員更好地理解本申請的技術方案，以下將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

本申請文件中的上、下、左、右、前和後等方位用語是基於附圖所示的位置關係而建立的。附圖不同，則相應的位置關係也有可能隨之發生變化，故不能以此理解為對保護範圍的限定。

在本發明的描述中，需要理解的是，屬於「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此限定有「第一」或者「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是指兩個或者兩個以上，除非另有明確具體的限定。

本發明中，屬於「安裝」、「相接」、「連接」、「固定」等應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，也可以是一體地連接，也可以是機械連接，也可以是電連接或可以相互通信，也可以是直接連接，也可以是通過中間媒介間接連接，可以是兩個元器件內部的聯通，也可以是兩個元器件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

本發明提供一種外循環物料提升分配系統，其應用於多流程循環流化床鍋爐，其結構如圖1所示，包括：

風機1，調節控制閥2，文丘裡裝置3，灰鬥4，錐形自鎖裝置5，星型撥料器6，分配母管7，多向旋轉閥8和分配管9。

風機1用於為整個系統提供高壓風作為物料提升所需的動力，其可以為高壓變頻風機，也可以為其它風機。其位於系統最前端，其出口通過法蘭與調節控制閥2相連。

調節控制閥2用於調節風量和風壓，可控制物料的給入量。其前端與風機1的出口相連，尾端直接或者通過過渡管間接與文丘裡裝置3相連。

文丘裡裝置3位於灰鬥4的下方，其包括三個埠，其中一個物料埠用於引入灰鬥4內的物料；氣流埠直接或間接地與調節控制閥2相連接；物料出口接分配母管7。文丘裡裝置3將灰鬥4內的物料吸入管道內，並通過氣流埠進入的高壓風產生較高的流速，將引入的物料噴入到分配母管7。

文丘裡裝置3與灰鬥4之間還設置有錐形自鎖裝置5和星型撥料器6；其中的星型撥料器6位於文丘裡裝置上方；錐形自鎖裝置5位於星型撥料器6的上方以及灰鬥4的下方。

上述錐形自鎖裝置5為本發明中一個關鍵物料分配部件，其結構如圖2所示，包括：倉體51和錐形自鎖體52。

倉體51為中空結構的殼體，且倉體51的上開口向內收斂，與灰鬥4的物料出口對接；倉體51的下開口向內收斂，收斂後的殼體外壁與水平線之間的夾角為а(45°≤а≤60°)，收斂後的倉體51的下開口與星型撥料器6的物料入口對接。

錐形自鎖體52為N個(1≤N≤6)，其為錐體結構，其中第一個錐形自鎖體52的中心線與倉體51的中心線重合，其餘的錐形自鎖體52依次向下一排布置，且當前排布置的錐形自鎖體52的數量比上一排布置的錐形自鎖體52數量多一個。如圖2所示為布置六個錐形自鎖體52的實施例，在第一排布置一個，在第二排布置兩個，在第三排布置三個；且每一排的錐形自鎖體52以倉體51的中心線為基準對稱布置。

錐形自鎖體52的殼體左右外壁與對應的倉體51的殼體內壁面平行，設錐形自鎖體52的外壁到倉體51的殼體內壁的距離為L2，布置一個錐形自鎖體52時，需滿足：2*L2≥L1(其中L1為灰鬥4下料口的寬度)；當布置多個錐形自鎖體52時，同一排中相鄰錐形自鎖體52的中心線之間的距離需要滿足：L3≥A(其中A為上一排錐形自鎖體52縱截面的下底邊寬度)，以便進一步前後分別落料。

上述錐形自鎖體52的錐體結構可以為實心結構。為了減輕重量，該錐體結構也可以為中空結構，且上部錐頂是封閉端。

上述錐形自鎖裝置5的結構，有利於從灰鬥4下來的物料分散下落，避免堆積卡死在錐形自鎖裝置5倉體內，比灰鬥4出口略粗的錐形自鎖裝置5倉體也避免大量物料堆積在下降管內。

上述星型撥料器6，用於控制物料的下降速度，也有助於使堆積在其上面的物料通過葉片攪動變得鬆散，利於下料。通過葉片的剛度及密封性，也可以阻止高壓風機的風通過管道反竄到灰鬥4內。

上述多向旋轉閥8位於分配母管7與多路分配管9之間，所述分配管9連接到循環流化床鍋爐所需點。多向旋轉閥8可控制物料通過N(1≤N≤6)路分配管9進入循環流化床鍋爐所需點。

上述多向旋轉閥8的結構如圖3所示，包括內套筒81、外套筒82，以及設置在內套筒81內部的進料管83。內套筒81上開有多個第一通孔，外套筒82上開有多個第二通孔，內套筒81以及外套筒82可以分別旋轉，也可以單獨旋轉，當調整到第一通孔和第二通孔的中心線重合時，表明多向旋轉閥8閥芯的開度開到最大。

通過調整多向旋轉閥8，可以調整某一路分配管單獨進料，亦可以調整多路分配管同時進料；通過調整多向旋轉閥8閥芯的角度控制開度，進而控制分配管9的進料量。

上述分配管9的各管路中也可單獨設計閥門控制進料量，該閥門可以為多向旋轉閥8，也可以為其它形式的閥門。

物料在分配母管7中達到氣力輸送狀態，由多向旋轉閥8調節到相關的分配管9中輸送到所需點。

上述的外循環物料提升分配系統還包括：設置在鍋爐所需點的壓力感應器；該壓力感應器的信號輸出端通過線路連接到多向旋轉閥8的控制端。壓力感應器檢測到鍋爐所需點的壓力降低時，則控制多向旋轉閥8調整方向和控制開度，將物料通過分配管9輸送到該所需點。

本發明的工作原理如下：

由灰鬥4下來的物料通過錐形自鎖裝置5時可前後分散下落，避免堆積卡死在錐形自鎖裝置5倉體內，然後通過星型撥料器6控制物料的下降速度。

文丘裡裝置2藉助風機1提供的動力，將灰鬥4內的物料吸入自身管道內，並產生較高的流速噴入分配母管7，物料在分配母管7中達到氣力輸送狀態。當檢測到鍋爐所需點的壓力降低時，則將物料通過多向旋轉閥8調整方向和控制開度，通過分配管9輸送到多流程循環流化床鍋爐的所需點。

本發明還提供一種多流程循環流化床鍋爐，該多流程循環流化床鍋爐包括上述實施例一中的多流程循環流化床鍋爐的外循環物料提升分配系統；該外循環物料提升分配系統接入高灰分物料，並輸送到所述多流程循環流化床鍋爐的所需點。該外循環物料提升分配系統的結構以及各個部件的功能與實施例一中的描述相同，這裡不再詳細闡述。

雖然本發明已以較佳實施例公開如上，但實施例並不限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所做的任何等效變化或潤飾，同樣屬於本發明之保護範圍。因此本發明的保護範圍應當以本申請的權利要求所界定的內容為標準。