[实用新型]超临界循环流化床锅炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种循环流化床锅炉，尤其是一种超临界循环流化床锅炉。

背景技术

循环流化床燃烧技术是近三十年发展起来的在现阶段唯一实现商业化和大型化的低品位燃料高效清洁燃烧利用技术，以其无与伦比的低污染物排放优势，有效解决了节能与环保两方面的问题，代表了当今燃烧技术的一大进步。

通常，提高蒸汽参数是获得更高发电效率的最有效方法之一。目前，600MW超临界循环流化床锅炉的投运已成为现实，亚临界300MW等级的循环流化床锅炉已大量投运，并正向超临界参数等级迈进。

从现有工程需要来看，容量相对较小但蒸汽参数较高的超临界锅炉在总体负荷分配的灵活性、初期投资以及提高机组效率方面更有竞争优势。因此，迫切需要一种容量较小，但仍能达到超临界参数的高效率的循环流化床锅炉。

然而，在循环流化床锅炉上实现超临界参数遇到较大的困难。这是因为，循环流化床锅炉在额定负荷下，炉内正常燃烧温度通常不超过930℃，相对于其它燃烧方式如煤粉锅炉或旋风燃烧炉等锅炉，其燃烧温度偏低，导致在提高炉内床温方面遇到较大的瓶颈；此外，更为重要的是，为使再热蒸汽压力损失不致过大，需要采用较低的蒸汽流速，然而，低蒸汽流速也使蒸汽对受热面管壁的冷却能力非常有限，即受热面管子壁温更接近于管外介质的温度。由于管内蒸汽参数可达超临界，而为实现此蒸汽参数，管外介质温度也会高于现有循环流化床锅炉的相应介质的温度。因此为考虑受热面管子的热承载能力，又不能将蒸汽流速取的过低，二者难以平衡。

在提高锅炉能效方面，为了降低锅炉机械不完全燃烧热损失，需要降低锅炉灰渣中的可燃物含量。研究表明，合理的燃料给入口位置可以使得煤颗粒在与炉内物料充分混合的同时，确保颗粒在炉内停留足够的时间，从而使得粗细颗粒均能充分燃烧。为实现此目的，最关键的因素在于设置适宜的燃料给入口与排渣口位置。燃料给入口位置远高于炉内密相区，则炉内物料与入炉燃料混合不充分，飞灰可燃物含量将偏高；燃料给入口位置过低，则入炉燃料中的粗颗粒在炉内停留时间较短，在排出炉膛时仍具有较高的可燃物含量。另外，除配合燃料给入口的布置，排渣口的位置设置也非常重要，目前投运的CFB锅炉，很多排渣口设于炉膛布风板上，这使得炽热的排渣管与温度较低的布风板间在膨胀、密封、检修以及炉内布风均匀性等方面均存在问题，成为制约锅炉能否长期安全运行的因素。

以上均限制了300～450MW等级超临界循环流化床锅炉的实施，使该等级循环流化床锅炉机组效率的进一步提高难于实现。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种超临界参数循环流化床锅炉，即在锅炉容量为300～450MW的情况下，也能使蒸汽达到超临界参数，以进一步提高现有大型循环流化床锅炉机组的发电效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：超临界循环流化床锅炉，包括风室、包含布风板和风帽的布风装置、单炉膛单布风板结构的炉膛、包含一次风机的一次风系统、包含二次风机的二次风系统、水平烟道、至少两台旋风分离器、每台旋风分离器至多对应一台外置式热交换器、尾部烟道，尾部烟道采用平行烟道结构，且至少包含一条平行烟道，当平行烟道数量大于一时，每条平行烟道末端设有烟气调节挡板，炉膛四周由前墙水冷壁、后墙水冷壁和两侧墙水冷壁围成水冷壁，所述炉膛下部沿炉膛深度方向的收缩比为0.15～0.48；锅炉的燃料给入口位于炉膛的前墙水冷壁，锅炉的排渣口位于后墙水冷壁，一次风的进风口处于风室两侧；在平行烟道内设有低温过热器和低温再热器，在平行烟道后的尾部烟道内布置省煤器和空预器；在炉膛内设有高温过热器；在外置式热交换器内或炉膛内设置有中温过热器；在外置式热交换器内或炉膛内设置有高温再热器；水冷壁、低温过热器、中温过热器和高温过热器通过管路依次连通，低温再热器与高温再热器通过管路连通。

所述高温再热器的换热管内径至少比低温再热器的换热管内径大2mm。

所述炉膛下部沿深度方向的收缩比为0.15～0.22，所述中温过热器和高温再热器设置在外置式热交换器内。

所述炉膛下部沿深度方向的收缩比为0.22～0.3。

所述炉膛下部沿深度方向的收缩比为0.3～0.48，所述中温过热器和高温再热器设置在炉膛内。

所述燃料给入口位于前墙水冷壁下部，且燃料给入口中心线距布风板的距离与炉膛高度之比在0.02～0.06之间。

所述排渣口位于后墙水冷壁下部，且排渣口中心线距布风板的距离与燃料给入口中心线距布风板的距离之比在0.05～0.2之间。