[发明专利]带独立双烟道的循环流化床锅炉

说明书

本发明提供了一种带独立双烟道的循环流化床锅炉，包括：炉膛，包括N个出口，N为偶数且N≥4；设置于炉膛左侧墙外侧的N/2个旋风分离器和设置于炉膛右侧墙外侧的N/2个旋风分离器，各旋风分离器的入口与炉膛的各出口相连通；以及两个尾部烟道，设置于所述左侧墙外侧和右侧墙外侧，各尾部烟道的进口分别与所述N个旋风分离器的上游气体出口相连通。通过在左侧墙外侧和右侧墙外侧设置两个独立的尾部烟道，以解决多个旋风分离器出口因烟道结构布置不同而带来的气固流动不均匀问题，同时有效减少高温级与低温级金属连接管道，达到提高锅炉热效率与降低锅炉制造成本的目的。

技术领域

本发明涉及循环流化床锅炉技术领域，尤其涉及一种带有两个独立的尾部烟道的循环流化床锅炉。

背景技术

大型化与高参数化是循环流化床锅炉技术发展的必然趋势，随着循环流化床锅炉容量的增大与蒸汽参数的提高，炉膛的截面积与布风板面积逐渐增大，炉膛高度逐渐增加，炉膛单侧并行布置的旋风分离器个数及两侧旋风分离器的总个数不断增加，单个旋风分离器的尺寸不断增大，循环物料量及烟气量不断增加，以上诸因素最终会导致大尺度的炉膛及多个旋风分离器之间的气固两相流动不均匀性加剧。不均匀性加剧会带来如下四方面问题：第一，炉内气固流动不均匀会导致床内床温分布不均匀，床内局部高温会带来污染物NOx与SO₂排放高的问题；第二，当炉膛底部密相区因气固流动不均匀而引起的局部高温达到或超过床内底渣的灰熔点时会导致严重的结渣问题；第三，炉膛上部稀相区因气固流动不均匀会引起上部灰浓度严重分布不均，从而进一步引起床内燃烧不均以及烟气侧与工质侧之间的传热不均，最终导致工质侧汽温偏差大而带来屏式受热面变形与爆管的风险；第四，炉内气固流动不均匀会导致炉内灰浓度的分布不均匀，特别是炉膛角部灰浓度大时会带来角部水冷壁磨损爆管的风险。

为了改善超临界大型循环流化床锅炉因容量放大与蒸汽参数提高带来的气固流动均匀性问题，现有技术主要通过改变炉膛结构型式，以及屏式受热面与多个旋风分离器的布置方式来达到改善气固流动、燃烧与传热均匀性的目的。现有技术中一种大型循环流化床锅炉，炉膛采用正多边形，多个旋风分离器采用完全对称布置方式来保证炉膛及旋风分离器间的气固流动均匀性。现有技术中一种三旋风分离器的循环流化床锅炉炉膛结构，通过炉膛前后墙水冷屏的布置方式，使炉膛三个相对独立区域四周的水冷受热面积相同，以期改善三个旋风分离器炉膛前后墙水冷壁温度沿炉膛长边宽度方向分布不均的现象。现有技术中还有一种大型循环流化床锅炉的旋风分离器与炉膛之间的连接，通过六个旋风分离器与炉膛之间的并列布置方法，使六个旋风分离器的烟气流量均匀分布。

以上技术解决方案主要通过大型循环流化床锅炉炉膛结构与多个旋风分离器优化布置来解决气固流动均匀性问题，而忽略了多个旋风分离器出口不同烟道结构布置带来的气固流动均匀性问题。在锅炉实际运行过程中，即使炉膛结构或并列布置多个旋风分离器之间完全对称布置，当同侧每个旋风分离器出口烟道结构不同时，每个旋风分离器出口对应的沿程阻力与局部阻力差异明显，导致同侧多个旋风分离器的分离效率不同，从而引起同侧多个循环回路之间的循环灰量不一样，最终导致沿炉膛长边宽度方向的床温分布严重不均的问题，对锅炉的高效安全运行带来严重隐患。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种带独立双烟道的循环流化床锅炉，以解决多个旋风分离器出口因烟道结构布置不同而带来的气固流动不均匀问题，同时通过双烟道结构布置可以有效减少高温级与低温级金属连接管道，达到降低锅炉制造成本的目的。

(二)技术方案

本发明提供了一种带独立双烟道的循环流化床锅炉，包括：

炉膛，包括N个出口，N为偶数且N≥4；

设置于炉膛左侧墙外侧的N/2个旋风分离器和设置于炉膛右侧墙外侧的N/2个旋风分离器，各旋风分离器的入口与炉膛的各出口相连通；以及