專利名稱：組合循環(huán)流化床鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種流化床鍋爐結(jié)構(gòu)，特別是一種組合循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)，屬于機(jī)械工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的典型循環(huán)流化床鍋爐，經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所申請(qǐng)的專利，專利申請(qǐng)?zhí)枮?4115512，專利名稱為循環(huán)流化床燃燒裝置，該專利中包括一次風(fēng)入口、燃料入口、二次風(fēng)口、爐膛、高溫氣固分離器、分流調(diào)節(jié)器、熱交換器、尾部對(duì)流煙道、中低溫氣固分離器。其中，爐膛的主體段通常采用垂直壁面方式布置。這種循環(huán)流化床結(jié)構(gòu)存在以下缺陷沿著床高顆粒濃度急劇下降，出現(xiàn)明顯的下部顆粒濃度過(guò)密，上部顆粒過(guò)稀的狀況，從而導(dǎo)致沿爐膛高度傳熱的嚴(yán)重不均勻，上部受熱面的傳熱利用率較低；大部分顆粒一次通過(guò)爐膛進(jìn)入旋風(fēng)分離器，爐膛內(nèi)邊壁附近的回流顆粒量較少，傳熱較弱；邊壁回流顆粒下落的距離長(zhǎng)，造成邊壁顆粒溫度較低，也影響傳熱，甚至嚴(yán)重時(shí)影響到顆粒的正常燃燒。此外，爐膛中的顆粒在軸心處易成團(tuán)，影響燃盡，降低燃燒效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足和缺陷，提供一種組合循環(huán)流化床鍋爐，使其基于氣流加速過(guò)程中，固體相易于被氣體相攜帶的兩相流動(dòng)規(guī)律，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)流化床進(jìn)行了改進(jìn)，提高了鍋爐的出力與熱效率，改善鍋爐工作性能。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括爐膛、旋風(fēng)分離器、喉口、回料閥、布風(fēng)板，具體改進(jìn)如下沿循環(huán)流化床的爐膛高度壁面設(shè)置多種向爐膛內(nèi)凸出的橫隔墻結(jié)構(gòu)組成喉口，將爐膛沿高度分隔成若干個(gè)燃燒室。增加喉口后，爐膛出現(xiàn)多個(gè)內(nèi)循環(huán)，另加上外循環(huán)，構(gòu)成組合式循環(huán)結(jié)構(gòu)。橫隔墻結(jié)構(gòu)與喉口的作用有通過(guò)提高流經(jīng)喉口的速度提升顆粒上升速度；縮小顆粒沿床高的濃度差；組織沿著床高壁面附近的顆?；亓髁?，增強(qiáng)顆粒與壁面的對(duì)流傳熱；促進(jìn)回料閥返料。
各個(gè)橫隔墻組成的喉口處的氣流速度的增加，對(duì)通過(guò)喉口的上升顆粒群起到加速作用，使得更多的顆粒得到提升；喉口的存在隔斷了喉口上段燃燒室邊壁下降顆粒流落到喉口下段的燃燒室，從而增大了喉口上段顆粒濃度。由于分隔燃燒室使得邊壁顆粒流下落距離縮短，燃燒室內(nèi)顆粒循環(huán)的加速，顆粒的溫度較高，并且由于顆粒循環(huán)量的大幅增加，使得組合循環(huán)流化床沿著床高顆粒的濃度分布的差異得到有效縮小，傳熱得到大幅度強(qiáng)化。
喉口可以為單級(jí)喉口，也可以為兩級(jí)或兩級(jí)以上的多級(jí)喉口，喉口形狀為梯形、矩形、三角形、半圓形以及拉閥爾形等，喉口的位置可以是正對(duì)的，也可以是錯(cuò)列開(kāi)的。喉口的作用是改變爐膛內(nèi)的兩相流體動(dòng)力特性，使床料在整個(gè)爐膛內(nèi)混合均勻，從而強(qiáng)化傳熱。由于增設(shè)了喉口，使得爐膛上下壓差增大，同時(shí)加大了旋風(fēng)分離器底部和頂部的壓差和增大了回料管上下的壓差，使得回料管氣固兩相更好地處于充氣滑移狀態(tài)，進(jìn)而促進(jìn)返料更加順暢。
對(duì)于大容量循環(huán)流化床鍋爐，可以采用多級(jí)喉口，多級(jí)喉口采用上述形狀的喉口任意組合。增加喉口的級(jí)數(shù)，可以增加爐膛內(nèi)顆粒循環(huán)的次數(shù)和停留時(shí)間，床料可以上升到更高的空間，循環(huán)流化床可處理的床料量增加，符合當(dāng)前循環(huán)流化床大型化的要求。
本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，本發(fā)明能夠有效提升顆粒群在爐膛內(nèi)的上升能力，縮小顆粒沿床高分布的密度差；增大顆粒在爐膛燃燒室的壁面附近的循環(huán)量，增強(qiáng)顆粒與壁面的對(duì)流傳熱；延長(zhǎng)顆粒在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間，強(qiáng)化燃燒；促進(jìn)返料更加順暢。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意2單級(jí)梯形喉口的本發(fā)明中爐膛結(jié)構(gòu)示意3錯(cuò)列單級(jí)梯形喉口的本發(fā)明中爐膛結(jié)構(gòu)示意4正對(duì)二級(jí)梯形喉口的本發(fā)明中爐膛結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明包括爐膛1、旋風(fēng)分離器2、喉口3、回料閥4、布風(fēng)板5、風(fēng)室6，具體改進(jìn)如下沿循環(huán)流化床的爐膛1高度壁面設(shè)置多種向爐膛內(nèi)凸出的橫隔墻結(jié)構(gòu)組成喉口3，將爐膛1沿高度分隔成若干個(gè)燃燒室，增加喉口3后，爐膛出現(xiàn)多個(gè)內(nèi)循環(huán)，另加上外循環(huán)，構(gòu)成組合式循環(huán)結(jié)構(gòu)。
喉口1的形狀為各種幾何形狀，如梯形、矩形、三角形、半圓形以及拉閥爾形等。喉口1為單級(jí)喉口或者為兩級(jí)或兩級(jí)以上的多級(jí)喉口，其位置可以正對(duì)，也可以錯(cuò)列。多級(jí)喉口適用于大容量循環(huán)流化床鍋爐，多級(jí)喉口采用各種形狀的喉口任意組合。
以下以上下兩個(gè)喉口段的情況為例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明設(shè)置上下兩個(gè)喉口1段，當(dāng)氣流通過(guò)位于下面一個(gè)喉口1上升時(shí)，由于氣固速度的提高，使得穿過(guò)喉口的顆粒量增加；當(dāng)氣固兩相流經(jīng)過(guò)上一個(gè)喉口時(shí)，由于喉口的收縮，一部分上升顆粒撞擊喉口隔墻下落，并且，上部燃燒室上方掉落到喉口橫隔墻的顆粒受到喉口高速氣流的吹托作用，不會(huì)掉落到喉口下面，從而增大了兩個(gè)喉口之間段內(nèi)的顆粒循環(huán)回流量。另外，顆粒在沿著床高的各段存在有組織的多重內(nèi)循環(huán)，延長(zhǎng)了顆粒在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間，加速了沿著床高的傳熱。由于沿床高顆粒的停留時(shí)間增長(zhǎng)、混合、傳熱均得到增強(qiáng)，因而對(duì)于外循環(huán)的要求相應(yīng)降低，從而也減少了分離器的負(fù)擔(dān)；同時(shí)，由于顆粒在主爐膛內(nèi)平均停留時(shí)間的增加，傳熱的強(qiáng)化，循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)高度可以適當(dāng)?shù)亟档?，從而，可以?jié)省鍋爐的金屬耗量，降低鍋爐生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1.一種組合循環(huán)流化床鍋爐，包括爐膛(1)、旋風(fēng)分離器(2)、回料閥(4)、布風(fēng)板(5)，其特征在于，還包括喉口(3)，具體改進(jìn)如下沿循環(huán)流化床的爐膛(1)高度壁面設(shè)置多種向爐膛(1)內(nèi)凸出的橫隔墻結(jié)構(gòu)組成喉口(3)，將爐膛(1)沿高度分隔成若干個(gè)燃燒室，增加喉口(3)后，爐膛出現(xiàn)多個(gè)內(nèi)循環(huán)，另加上外循環(huán)，構(gòu)成組合式循環(huán)結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合循環(huán)流化床鍋爐，其特征是，喉口(1)的形狀為各種幾何形狀，如梯形、矩形、三角形、半圓形以及拉閥爾形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合循環(huán)流化床鍋爐，其特征是，喉口(1)為單級(jí)喉口或者為兩級(jí)或兩級(jí)以上的多級(jí)喉口，其位置為正對(duì)，或者錯(cuò)列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的組合循環(huán)流化床鍋爐，其特征是，多級(jí)喉口適用于大容量循環(huán)流化床鍋爐，多級(jí)喉口采用各種形狀的喉口任意組合。
全文摘要
一種組合循環(huán)流化床鍋爐，屬于機(jī)械工程領(lǐng)域。本發(fā)明包括爐膛、旋風(fēng)分離器、喉口、回料閥、布風(fēng)板，具體改進(jìn)如下沿循環(huán)流化床的爐膛高度壁面設(shè)置多種向爐膛內(nèi)凸出的橫隔墻結(jié)構(gòu)組成喉口，將爐膛沿高度分隔成若干個(gè)燃燒室，增加喉口后，爐膛出現(xiàn)多個(gè)內(nèi)循環(huán)，另加上外循環(huán)，構(gòu)成組合式循環(huán)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明能夠有效提升顆粒群在爐膛內(nèi)的上升能力，縮小顆粒沿床高分布的密度差；增大顆粒在爐膛燃燒室的壁面附近的循環(huán)量，增強(qiáng)顆粒與壁面的對(duì)流傳熱；延長(zhǎng)顆粒在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間，強(qiáng)化燃燒；促進(jìn)返料更加順暢。
文檔編號(hào)F23C10/00GK1445477SQ0311680
公開(kāi)日2003年10月1日 申請(qǐng)日期2003年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月8日
發(fā)明者繆正清, 陳永國(guó), 田子平, 章明川, 熊天柱, 李俊 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)