[发明专利]半塔式中温分离生物质循环流化床锅炉

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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的发明专利“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的发明专利“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的发明专利“燃用秸秆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的发明专利“燃用生物质多通道循环流化床锅炉”和申请号为201110229421.8的发明专利“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201010295030.1的发明专利“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HCl、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。

一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℃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。

发明内容

本发明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。