專利名稱：一種循環(huán)流化床鍋爐用的高溫固體物料回送閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高溫固體物料回送裝置，特別涉及一種循環(huán)流化床鍋爐使用的高溫固體物料回送閥。
背景技術(shù)：
循環(huán)流化床鍋爐的最基本特點(diǎn)之一是大量固體顆粒在燃燒室、分離裝置和回送裝置所組成的固體顆粒循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)。固體顆粒循環(huán)量決定著床內(nèi)固體顆粒濃度，對(duì)循環(huán)流化床的燃燒、傳熱、脫硫有著極其重要的作用。如果不能使循環(huán)物料的流量穩(wěn)定地維持在一定數(shù)量范圍內(nèi)，循環(huán)流化床鍋爐將無(wú)法達(dá)到額定出力、較高的燃燒效率和較高的脫硫效率。由于分離裝置中固體顆粒出口處的壓力低于爐膛內(nèi)固體顆粒入口處的壓力，所以固體顆?；厮脱b置的基本任務(wù)是將分離器分離的高溫固體顆粒穩(wěn)定的送回到壓力較高的燃燒室內(nèi)，因此，回送裝置在固體物料回送系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。
目前循環(huán)流化床鍋爐的物料回送裝置基本上采用非機(jī)械閥。依其功能分為兩大類，第一類為可控型閥。主要形式包括L閥、J閥、V閥、換向密封閥和H閥等。這類閥不但可以將顆粒輸送到主床，可以開(kāi)啟和關(guān)閉固體顆粒料流，而且還可以粗略地控制和調(diào)節(jié)固體顆粒的流量。
第二類為通流閥，其基本構(gòu)成包括下行管、水平管、上升管和回送管以及充氣裝置。由于其各部分結(jié)構(gòu)尺寸比例的變化，以及流化風(fēng)和充氣位置的不同，又形成了各類不同的閥，主要形式有U閥、N閥、多點(diǎn)送風(fēng)閥等。這種閥主要是經(jīng)過(guò)一壓力的屏障，將固體顆粒從低壓處送到高壓處，而對(duì)固體顆粒流量則沒(méi)有明顯的調(diào)節(jié)作用，閥和立管依據(jù)自身的壓力平衡關(guān)系自動(dòng)的平衡固體顆粒的流量。與可控型閥相同，通流閥中固體顆粒流動(dòng)的動(dòng)力來(lái)自充氣。與可控型閥最大的區(qū)別是通流閥中充氣量對(duì)固體顆粒流量的調(diào)節(jié)作用很小，閥依據(jù)自身的壓力平衡關(guān)系自動(dòng)的平衡固體顆粒的流量。
上述各類閥存在的一個(gè)共同的問(wèn)題是如果回送的物料溫度較高，由于充氣量均比較大，則物料中含有的一些可燃物質(zhì)容易與充氣的空氣混和后燃燒，導(dǎo)致物料溫度上升，因此容易發(fā)生結(jié)焦，從而影響整個(gè)鍋爐的正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明的目的和任務(wù)是提供一種循環(huán)流化床鍋爐用的高溫固體物料回送閥，使其充氣量小，運(yùn)行可靠，不易結(jié)焦，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有明顯的調(diào)節(jié)特性。
本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種循環(huán)流化床鍋爐用的高溫固體物料回送閥，它主要由下行管、水平管、上升管、回送段及充氣裝置所組成，其特征在于充氣裝置設(shè)置在水平管內(nèi)，且其各部分的幾何參數(shù)為
(1)水平管的當(dāng)量直徑d1與下行管的當(dāng)量直徑d0之比以及上升管的當(dāng)量直徑d2與下行管的當(dāng)量直徑d0之比大于0.75且小于1(0.75<d1d0<1;0.75<d2d0<1);]]>(2)回送段當(dāng)量直徑d3與水平管的當(dāng)量直徑d1之比大于0.85且小于1.22(0.85<d3d1<1.22);]]>(3)上升管的高度h2與充氣裝置所在的位置高度h0之比大于0.5且小于1(0.5<h2H0<1);]]>(4)水平管的長(zhǎng)度L1與充氣裝置所在的位置高度H0之比大于0.15且小于0.4(0.15<L1H0<0.4);]]>(5)回送段與上升管之間的夾角α大于25°且小于55°(25°＜α＜55°)。
該閥的工作原理是被分離器分離下來(lái)的高溫固體物料本身在一定流速下是被具有一定粘性的氣體所覆蓋，利用這一特性，下行管1部分不需要充氣也可順利流動(dòng)；物料落到水平管2后，顆粒由于自身的重量而克服了下行夾帶的少量外裹氣體層的間隙而相互接觸緊密，再此條件下需要外界通過(guò)充氣裝置5提供更多的氣體使顆粒的外裹氣體層增加，從而在壓力差的作用下流到上升管3并流出，通過(guò)回送段4將固體物料回送到爐膛。由于整體為移動(dòng)床，因此，需要充氣量較小。其中下行管部分不需要多點(diǎn)充氣，為不需要充氣的充氣流動(dòng)；上行管為需要充氣的充氣流動(dòng)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果本發(fā)明由于對(duì)閥體的各部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，且僅在水平管內(nèi)設(shè)置充氣裝置，因此不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，而且充氣量很小，氣源壓力要求較低，沒(méi)有氣體反竄現(xiàn)象，可以有效的避免結(jié)焦問(wèn)題，同時(shí)該閥具有明顯的調(diào)節(jié)特性。


附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖，表示出了該閥的結(jié)構(gòu)及各部分的幾何參數(shù)。
圖中1—下行管2—水平管3—上行管4—回送段5—充氣裝置具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖具體說(shuō)明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)、工作過(guò)程及最佳實(shí)施方式本發(fā)明主要由下行管1，水平管2，上行管3，回送段4以及充氣裝置5等部分所組成。研究結(jié)果表明，該閥各部分的幾何參數(shù)將極大地影響其運(yùn)行性能，其中包括下行管1的當(dāng)量直徑d0，水平管2的當(dāng)量直徑d1和長(zhǎng)度L1，上升管3的當(dāng)量直徑d2及其高度h2、返程高度h3、回送段當(dāng)量直徑d3及該段與上升管之間的角度α、以及充氣裝置的位置H0(參見(jiàn)附圖1)。上述各參數(shù)應(yīng)滿足以下關(guān)系式0.75<d1d0<1,0.75<d2d0<1,,0.85<d3d1<1.22,]]>0.5<h2H0<1,0.15<L1H00.4,]]>25°＜α＜55°由于被分離器分離下來(lái)的高溫固體物料本身在一定流速下是被具有一定粘性的氣體所覆蓋，因此下行管1部分不需要充氣，為不要充氣的充氣流動(dòng)。為使物料在下行管中順利流動(dòng)，物料的流速應(yīng)為0.05～0.25m/s。物料落到水平管2后，顆粒由于自身的重量而克服了下行夾帶的少量外裹氣體層的間隙而相互接觸緊密，在此條件下需要外界通過(guò)充氣裝置5提供更多的氣體使顆粒的外裹氣體層增加，從而在壓力差的作用下流到上升管3，并通過(guò)回送段4將固體物料回送到鍋爐爐膛。上升管3與回送段4之間的夾角應(yīng)在25°～55°之間；其充氣壓力應(yīng)在15000～22000Pa的范圍內(nèi)，也可采用更高壓力的單獨(dú)風(fēng)源，即壓力為40000～60000Pa。充氣裝置可以是風(fēng)帽式，也可以是風(fēng)管式。
整個(gè)閥的工作狀態(tài)為充氣流動(dòng)，充氣位置僅在閥體的水平管，其他位置上無(wú)充氣點(diǎn)，充氣量與固體流率成正比。
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)流化床鍋爐用的高溫固體物料回送閥，它主要由下行管[1]、水平管(2)、上升管(3)、回送段(4)及充氣裝置(5)所組成，其特征在于充氣裝置設(shè)置在水平管內(nèi)，其各部分的幾何參數(shù)為a)水平管(2)的當(dāng)量直徑d1與下行管(1)的當(dāng)量直徑d0之比以及上升管(3)的當(dāng)量直徑d2與下行管(1)的當(dāng)量直徑d0之比大于0.75且小于1；b)回送段(4)的當(dāng)量直徑d3與水平管(2)的當(dāng)量直徑d1之比大于0.85且小于1.22；c)上升管(3)的高度h2與充氣裝置所在的位置高度H0之比大于0.5且小于1；d)水平管(2)的長(zhǎng)度L1與充氣裝置所在的位置高度H0之比大于0.15且小于0.4；e)回送段(4)與上升管之間的夾角α大于25°且小于55°。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)流化床鍋爐用的高溫固體物料回送閥，其特征在于充氣裝置采用風(fēng)帽式。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)流化床鍋爐用的高溫固體物料回送閥，其特征在于充氣裝置采用風(fēng)管式。
全文摘要
一種循環(huán)流化床鍋爐用的高溫固體物料回送閥,涉及一種高溫固體物料回送裝置。它主要由下行管、水平管、上升管、回送段及充氣裝置所組成,其特點(diǎn)是對(duì)上述各相關(guān)幾何參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),整個(gè)閥的工作狀態(tài)為充氣流動(dòng),充氣裝置的位置僅設(shè)在閥體的水平管內(nèi),其他位置上無(wú)充氣點(diǎn)。因此該閥不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠,而且充氣量很小,氣源壓力要求較低,沒(méi)有氣體反竄現(xiàn)象,可以有效的避免結(jié)焦問(wèn)題,同時(shí)該閥具有明顯的調(diào)節(jié)特性。
文檔編號(hào)F23C10/02GK1334420SQ01130660
公開(kāi)日2002年2月6日 申請(qǐng)日期2001年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月17日
發(fā)明者呂俊復(fù), 岳光溪, 劉青, 辛建, 王昕 申請(qǐng)人:清華大學(xué)