[发明专利]一种大型循环流化床锅炉炉温水冷控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及循环流化床锅炉领域，特别是指一种大型循环流化床锅炉炉温水冷控制装置，用于控制床温，降低污染物初始生成量，减少脱硫脱硝剂投入量，延长蒸发受热面使用寿命。

背景技术

循环流化床锅炉因适于燃用高灰分劣质燃料、低挥发分无烟煤以及洗中煤、煤矸石、煤泥、生物质、垃圾等，而受到广泛应用，并向高参数大容量方向发展。在大型化的同时，循环流化床锅炉的设计和运行床温有明显的上升趋势，达到880℃～920℃，对于某些难燃煤种甚至达到960℃左右。与之相适应，炉内受热面除炉膛四周布置膜式水冷壁外，根据锅炉容量大小和结构形式还布置有屏式过热器、屏式再热器、水冷蒸发屏等以增加换热量。然而从脱硫、降低NOx生成和防止结焦考虑，运行床温应控制的低一些，运行中床温的调控主要通过煤量、风量、一二次风配比、床压等参数综合控制来实现，调控效果取决于设备性能和运行人员水平等。从目前国产循环流化床锅炉实际运行情况看普遍存在炉膛温度较高、与污染物控制的最佳温度区间偏离较大、受热面磨损严重等现象，导致炉内脱硫效率低、石灰石利用率低、NOx初始排放浓度高，脱硫脱硝剂投入量大、烟气后处理环保投入高、锅炉运行安全经济性差等一系列问题。

发明内容

本发明目的是克服上述已有技术的不足，提出一种可解决现有循环流化床锅炉炉膛温度偏高而且炉膛温度不容易控制的大型循环流化床锅炉炉温水冷控制装置。

本发明包括炉膛和位于炉膛内的水冷隔墙、汽包、多根连接管、上联箱和下联箱；炉膛包括前墙、后墙、左侧墙、右侧墙和炉顶；前墙、后墙、左侧墙、右侧墙构成矩形筒状并在炉膛底部逐步收缩成小矩形口，呈方锥台形状；所述水冷隔墙包括多根位于同一平面内平行排布的换热管、多片防磨鳍片及多片扁钢；扁钢焊接于相邻两根换热管之间，多根换热管与多片扁钢呈一条直线布置，形成膜式结构；防磨鳍片焊接于换热管两侧，防磨鳍片与扁钢相垂直，只在最靠近后墙的换热管上与扁钢平行方向焊接有一个防磨鳍片；水冷隔墙水平延伸至炉膛中部；水冷隔墙竖直贯穿炉膛，所述水冷隔墙的上下两端分别与上联箱、下联箱连通，上联箱和下联箱通过连接管与汽包连通并形成循环回路；所述水冷隔墙的一侧固连于炉膛前墙中部并垂直于所述前墙，其另一侧水平延伸至所述炉膛中部；所述连接管包括汽水连接管和下水连接管，所述汽包的底部均匀设有多根下降管，下降管的下部四周与所述下水连接管连接，下水连接管的另一端与所述下联箱连通；所述汽水连接管的两端分别与所述上联箱、所述汽包连通。

所述下降管的管径大于所述下水连接管，一根下降管上连接多根下水连接管。所述换热管、防磨鳍片与扁钢的材质均为碳钢。所述换热管为膜式换热管。

本发明在现有技术的基础上在前墙中央设置了膜式结构的水冷隔墙，水冷隔墙穿过炉膛前墙，水平延伸至炉膛中部，水冷隔墙与炉膛前墙采用焊接结构，保证炉膛严密性。循环流化床锅炉的燃料和石灰石经破碎机破碎至合适粒度后，分别从循环流化床锅炉的给煤口和给料口送入炉膛，与燃烧室内炽热沸腾的物料混合，被迅速加热，燃料迅速着火燃烧，以对流、辐射等换热方式与炉膛四周的水冷壁和炉膛内布置的水冷隔墙进行热交换。在一、二次风的作用下，燃烧充满整个炉膛并剧烈掺混，并有大量固体颗粒会随烟气被携带出燃烧室，经旋风分离器分离后，再次送回流化床燃烧室继续参与燃烧，构成外循环。循环物料在高速气流的作用下呈流态化流动时，沿炉膛壁面的物料浓度较炉膛中心区大，并沿壁面向下流动形成面壁流，而炉膛中心区因物料浓度较低，在风压的作用下随高速气流向上运动。下降环流与上升中心流发生掺混，在炉内形成内循环。物料在高速运动过程中易对受热面产生磨损，而布置在炉膛内的双面受热水冷隔墙换热管上的防磨鳍片能够对高速运动的物料起到导流作用，改善空气动力场，减轻包括水冷隔墙换热管在内的受热面的磨损，延长水冷隔墙的使用寿命，同时可进一步提高双面受热的水冷隔墙的换热强度，降低炉膛运行温度，起到有效调控床温作用。此外，水冷隔墙还可改善炉膛温度场，使炉膛截面温度分布更加均匀，有效控制NOx的生成，降低NOx原始排放浓度，减少炉内结渣。送入炉膛的石灰石经煅烧分解，可捕获燃烧生成的SOx起到脱硫作用。在水冷隔墙和运行调整的双重作用下，可使炉膛温度始终控制在最佳脱硫温度范围内，保持较高的炉内脱硫效率和脱硫剂活性，提高石灰石利用率，降低石灰石用量，降低烟气后处理的环保投入。