[发明专利]壁面－中心复合供给二次风的流化床燃烧装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃烧装置，具体涉及一种二次风复合供给的流化床燃烧装置。

背景技术

随着流化床技术特别是循环流化床技术的不断发展，流化床锅炉二次风射程和扩散的问题一直受到重点关注，因为它直接影响到锅炉的燃烧效率。目前循环流化床二次风存在的最为普遍的问题就是二次风在炉膛内的穿透能力不足，二次风不能到达炉膛的中心，而炉膛中心强烈的气固两相作用又需要较多的氧气来满足燃烧反应的需要，所以二次风的穿透性不足引起炉膛内氧气径向分布很不均匀，炉膛中心区域的氧气浓度低于周围的氧气浓度，在炉内形成一个中央贫氧区，炉内核心区燃料的燃烧将会很不充分。此外，随着循环流化床大型化的发展，炉膛横截面的不断增大，对二次风穿透能力要求更高。为此，申请人福斯特韦勒能源股份公司提出一种“裤衩”式炉膛布置结构(中国专利CN1270664A，美国专利US6699444)，以缩小二次风口横向间距，达到均匀分布二次风的目的，该结构利用中间隔板壁形成二次风室供风，同时在炉膛底部形成两个燃烧室，燃烧室之间或者独立，或者利用通道进行连接。这种结构得到了广泛的应用。但也存在着两燃烧室之间的物质流通较差，温度的控制较为困难的缺点。另外这种分隔开的炉膛还可能会因为两侧气体流量不均，而出现一侧物料被吹往另一侧的翻床现象，造成一层被吹空，另一侧又造成床层塌陷，使得机组的安全运行受到威胁。申请人McDermott Technology，Inc.提出一种带整体式二次风室循环流化床炉膛/反应器(美国专利US 5836257)，利用在炉膛中部的拉稀水冷壁在炉内形成二次风室，布置提供中央二次风。这种结构有利于炉内床料穿过拉稀水冷壁间的空隙进行物料的流通交换。但炉内密相区布置水冷壁也带来了较大的磨损问题，给运行的稳定性造成较大的影响。芬兰发明人Ahonen Heikki提出一种用于流化床中心布置的二次风(世界专利WO0144719)，其主要作用是将炉内中央区域物料输往壁面区域，促进炉内物料的内循环。但该专利存在供风形式单一和炉内压力波动时物料倒返入二次风管中的弊端。上述现有技术虽然不同程度上解决了炉内中央区域缺氧而无法充分燃烧的问题，但仍存在炉膛局部区域供风效果不理想、物料倒返入二次风输送管、燃烧装置运行稳定性差等问题，以致影响锅炉的燃烧效率。

发明内容

本发明为了解决现有的流化床燃烧装置的二次给风存在锅炉中央区域供风效果不理想、二次风穿透能力较弱、物料倒返入二次风输送管、燃烧装置运行稳定性差，以致影响锅炉的燃烧效率的问题，进而提供了一种壁面-中心复合供给二次风的流化床燃烧装置。

本发明的技术方案是：一种壁面-中心复合供给二次风的流化床燃烧装置，它包括流化床燃烧室、布风板、若干个下倾式二次风管、至少一根逆流型二次风柱和二次风箱，所述若干个下倾式二次风管安装在流化床燃烧室的壁面上，布风板水平设置在流化床燃烧室的底端，所述逆流型二次风柱布置在流化床燃烧室内的中心区域，所述逆流型二次风柱主要由二次风输送管、逆流型柱头组成，逆流型柱头的侧壁上设有二次风喷口，二次风输送管的上端穿过逆流型柱头的下端面装在逆流型柱头内并与逆流型柱头固接，所述二次风箱通过二次风输送管与逆流型柱头内的空腔连通。

本发明具有以下有益效果：本发明为壁面-中心复合供给二次风的流化床燃烧装置。本发明解决了锅炉中央区域供风效果不理想以及大型流化床燃烧装置二次风穿透性不足的问题，充分补充了锅炉的炉膛中央区域燃烧所需要的空气，促进锅炉内气固两相的充分混合与反应，实现较高的燃烧效率。此外，本发明还具有以下优点：1、本发明将中心二次风与壁面二次风进行配合供风，有利于解决大型流化床燃烧装置二次风穿透性不足的缺点，补充炉膛中央区域燃烧所需要的空气，促进炉内气固两相的混合与反应，较大程度的减少炉内燃烧空气的分布不均匀性，实现较高的燃烧效率。2、本发明具有能够在炉内压力波动时防止物料倒返入中心二次风管中的特点。其原理为当炉内压力出现瞬时波动，炉内气体可能夹带颗粒反窜入二次风喷口，进入导流风道；由于导流风道具有一定的高度和压力，使反窜的气体在导流风道中无法继续夹带颗粒向上流动，颗粒滞留在导流风道中或风道底部；当瞬时压力波动消失，二次风输送管中的流动恢复正常时，二次风气体将滞留的颗粒吹灰炉内。这种方式避免了颗粒倒返进入二次风输送管甚至二次风箱中。3、本发明通过不同的喷嘴方式实现炉内不同方向的直射流和不同形式的旋转射流。

附图说明