[发明专利]煤矸石燃料低速鼓泡流化床锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矸石燃料低速鼓泡流化床锅炉，属锅炉燃烧改进技术领域。

背景技术

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al₂O₃、SiO₂。 

目前，我国对煤矸石的利用还处于发展和研究阶段。大量的煤矸石弃置不用，不仅占用大片土地，而且煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体；矸石山还会自燃发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害。据统计，中国积存煤矸石达 10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨。

开发和利用煤矸石和炭质页岩作火力发电燃料，不仅对废弃资源得到综合利用，发电所产生的炉渣可全部用作水泥混合材料，符合绿色、环保、节能的基本国策和循环经济的运行模式，而且对克服燃煤资源枯谒，弱化燃料因素对火电生产的制约，降低生产成本将起到积极、重要的作用。

为了消除污染，对煤矸石废料的有效利用，也有企业开始将煤矸石用于发电，但现有方法主要是采用沸腾炉，使用洗中煤和洗矸混烧发电，不能单独以煤矸石废料为燃烧原料，而普通电厂的循环流化床锅炉则更无法用煤矸石废料为燃烧原料。其原因在于，1、循环流化床锅炉负荷仅能达到80～90T/h，且流化床温度难以稳定；2、煤矸石、碳质页岩因灰份重、含碳量低、热量低，燃烧时会产生大量返料造成分离器堵塞，经常出现返料不畅戓垮塌的问题；3、循环流化床锅炉排烟的温度高达170～180℃，锅炉的烟气没有余热回收，而且由于烟囱外壁的辐射对流把大量的热散失在车间四周引发热污染。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种通过对循环流化床锅炉的炉膛流化床、炉膛水冷壁结构及炉墙等进行改进，改变现有循环流化床锅炉的燃烧方式，使煤矸石粒以类似流体的状态，在布风板上形成颗粒床层进行流化和膨胀，达到临界流化状态，并在床层中发生大量鼓泡，使其能采用低于1000kcal/kg的低热值的煤矸石、碳质页岩为燃料。彻底解决现有循环流化床锅炉无法进行低热值煤矸石燃烧问题的煤矸石燃料低速鼓泡流化床锅炉。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

该煤矸石燃料低速鼓泡流化床锅炉由炉体、上部炉膛、旋风分离器、锅炉尾部烟道、外置式换热器、过热器、省煤器、排渣管、进料口构成，炉体的上部装有旋风分离器和锅炉尾部烟道，锅炉尾部烟道的出口上装有外置式换热器，外置式换热器与过热器和省煤器相连；炉体的下部制作有下部炉膛；炉体的中部左、右墙和前墙上装有八个进料口，进料口的落料点与下部炉膛相通，下部炉膛的下面装有排渣管，其特征在于：所述的上部炉膛与下部炉膛呈锥形连接，下部炉膛的四壁上装有水冷壁，下部炉膛的底部制作有布风室，下部炉膛与布风室的结合处制作有布风板；布风板上布置有风帽，风帽在布风板上采用正方形布置，间距为70mm，风帽分为六个风孔和八个风孔两种，布风板四周一圈和冷渣口周围布置八个风孔的风帽，其余布置六个风孔的风帽；布风板的上部装有埋管，埋管呈两端高、中间低的斜形布置，埋管的两高端与水冷壁的水管连接，埋管的两低端通过埋管联箱连接。

所述的落料点距布风板的高度为2.85m；所述的布风板上面布置的风帽为7144个，风帽上的风孔直径为5.6mm。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

1、本发明利用低速鼓泡流化床结构，改变现有循环流化床锅炉的燃烧方式，使煤矸石、碳质页岩石粒以类似流体的状态，在布风板上形成颗粒床层进行流化和膨胀，达到临界流化状态，并在床层中发生大量鼓泡，实现对低于1000kcal/kg低热量的煤矸石、碳质页岩燃烧用于火力发电，使难以燃烧和利用的热值煤矸石、碳质页岩得到了充分利用，彻底解决了煤矸石、碳质页岩的废物利用和对环境的污染问题，

2、本发明的燃料进料口高度达到2.85m，炉膛面积达到32.7㎡，比同规格锅炉炉膛面积大14.7㎡；并增设三十屏共90根埋管和前、后墙水冷壁管；床面即布风板上面分布有7144个伞型风帽，布风板四周一圈和冷渣口周围布置八个风孔的风帽，以加强边部床料流化，其余布置六个风孔的风帽；使得煤矸石在炉膛内燃烧充分，热效率比同规格锅炉提高25%左右，其发电煤耗达到2.235kg (煤矸石或碳质页岩)/kwh，热值达到约1000kcal/kg。