[实用新型]一种循环流化床锅炉飞灰再循环装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及高效清洁燃烧领域，特别涉及一种循环流化床锅炉飞灰再循环装置。

背景技术

循环流化床锅炉由于具有燃料适应性广、清洁燃烧等优点，在我国发展迅速，并占有我国能源市场较大的市场份额。燃煤在循环流化床锅炉内燃烧、脱硫剂在炉内脱硫之后，所产生的高温烟气携带大量颗粒（包含：煤灰和脱硫产物、未燃尽的碳颗粒、未反应的脱硫剂）离开锅炉后进入旋风分离器进行气固分离，大颗粒高温灰被捕集下来经立管和返料器返回炉膛，烟气携带细颗粒（即飞灰）进入换热器放热后进入除尘器，绝大部分飞灰（超过99%）被除尘器捕集并送往灰库，除尘后的清洁烟气经烟囱排入到大气当中。

由于煤颗粒在炉膛内的停留时间有限、循环流化床锅炉燃烧温度较低（一般低于950℃）等原因，锅炉的飞灰含碳量一般在3%至20%之间，甚至高达30%，循环流化床锅炉的飞灰含碳量高是导致锅炉效率降低的主要原因之一。绝大部分循环流化床锅炉用石灰石粉作为脱硫剂进行炉内脱硫，由于石灰石粉在炉内停留时间短等原因，为了达到理想的脱硫效率，一般需要过多添加脱硫剂，钙硫摩尔比一般在2.5以上，石灰石的利用率一般低于40%，如果石灰石粉的粒度偏小，颗粒度过小的石灰石粉经煅烧后还未在炉膛内充分参与脱硫反应就被烟气携带出炉膛、进入除尘器内并被收集、输送到灰库中，石灰石的利用率更低，脱硫用石灰石耗量大。

为了实现脱硫目的往炉膛内过多添加脱硫剂存在如下缺点：（1）脱硫剂成本增加；（2）石灰石在炉内分解吸热，降低锅炉效率；（3）石灰石输送系统输送量增加，故障率提高；（4）飞灰量增加，除尘器和输灰系统的负荷增加、故障率增加，造成烟气的粉尘排放浓度超标；（5）飞灰中含有大量未参与脱硫反应的煅烧石灰石粉，不利于飞灰作为水泥的原料，难于综合利用。

为了解决循环流化床锅炉飞灰含碳量高、脱硫剂利用率偏低等问题，飞灰再循环技术得到应用：将除尘器捕集下来的飞灰通过输送装置送回到炉膛，飞灰中未燃尽的碳粒在炉膛内再次进行燃烧，未参与脱硫反应的煅烧石灰石颗粒再次参与脱硫反应。通过采用飞灰再循环技术，锅炉飞灰的含碳量明显降低、石灰石的利用率显著提高。有研究结果表明，循环流化床锅炉安装飞灰再循环装置后，锅炉的飞灰含碳量从37%降低到20%，二氧化硫的排放浓度从300mg/m³以上降低到100mg/m³以下；燃用无烟煤的循环流化床锅炉采用飞灰再循环技术后，飞灰含碳量从24%降低到19%，节能效益显著；大型循环流化床锅炉采用飞灰再循环技术可以有效提高石灰石的利用率和脱硫效率。

但是，现有的循环流化床锅炉飞灰再循环技术存在如下不足：

（1）循环灰进入炉膛的温度偏低。除尘器收集的飞灰温度一般在150℃以下，经过飞灰再循环系统返回炉膛的循环灰温度更低，不利于返回炉膛的循环灰中碳颗粒的燃烬和石灰石颗粒的脱硫。

（2）有的装置设置了循环灰中间存储仓，存储仓占用一定空间,投资成本增加；循环灰经过一定存储时间后温度进一步降低，不仅不利于循环灰返回炉膛后碳颗粒的燃烬和石灰石颗粒的脱硫，存储仓内的循环灰变成冷灰后流动性能变差，气力输送消耗的电能增加；由于循环灰中含有大量CaO，冷却后CaO的吸水性、粘接性特别强，非常容易发生存储仓内再循环灰板结、气力输送管道堵塞等问题。

（3）设置循环灰的中间存储仓，再将存储仓内的循环灰输送到炉膛，属于二级输送。除第一级输送需要消耗压缩空气外，第二级输送需要罗茨风机等高压风机提供输送空气，消耗动力增加。

上述分析表明，飞灰再循环技术可以提高锅炉效率、提高炉内脱硫系统的石灰石的利用率。但是，飞灰再循环技术目前还存在系统复杂、运行能耗高、系统运行不稳定、锅炉飞灰含碳量高和脱硫用石灰石利用率低等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、运行能耗低、运行安全稳定、能够有效降低飞灰含碳量和提高炉内脱硫用石灰石利用率的循环流化床锅炉飞灰再循环装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种循环流化床锅炉飞灰再循环装置，锅炉烟气出口与旋风分离器连通，旋风分离器气体出口经换热器与除尘器连通，所述换热器内设置有板式受热面，旋风分离器固体出口与返料器的大颗粒高温灰进口连通，除尘器气体出口与烟囱连通，除尘器固体出口经仓泵与输灰母管连通，输灰母管出口分为两路，一路与灰库连通，另一路与返料器的循环灰进口连通，返料器出口与锅炉炉膛连通。