專利名稱：一種氣動控制的物料循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種循環(huán)流化床燃燒裝置中的物料循環(huán)裝置，特別涉及一種氣動控制的物料循環(huán)裝置。
背景技術(shù)：
大容量循環(huán)流化床鍋爐常常利用外置換熱器來解決受熱面布置和床溫調(diào)節(jié)之間的矛盾；為了提高蒸汽參數(shù)，循環(huán)流化床焚燒爐則在外置換熱器中布置蒸汽過熱器，以避免高溫氯腐蝕。在這些場合中，都是將高溫循環(huán)物料從主循環(huán)回路中分流出來，然后再回到爐膛，這就需要對高溫物料的循環(huán)進行控制。目前的物料循環(huán)控制裝置可分為機械式和非機械式兩種。
機械閥主要有廣泛使用在Lurgi型循環(huán)流化床鍋爐上的錐形閥，以及MSFB型的滑板式閘閥。機械閥的優(yōu)點在于調(diào)節(jié)特性優(yōu)良、運行控制調(diào)節(jié)靈活；但是由于長期在高溫下工作，機械閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜、容易卡塞、容易磨損、材料等級高、價格昂貴。
非機械方式主要是氣動控制方式，不借助機械結(jié)構(gòu)，而是通過流化風(fēng)的作用調(diào)節(jié)控制進入外置式換熱器的高溫循環(huán)灰。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種氣動控制的物料循環(huán)裝置，使一部分高溫循環(huán)灰直接返回爐膛，另一部分進入外置式換熱器與布置在其中的換熱面進行熱交換后再返回爐膛，采用氣動方式控制進入外置式換熱器的高溫循環(huán)灰量，起到控制換熱量的作用，從而達到調(diào)節(jié)床溫或汽溫等的目的。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的氣動控制的物料循環(huán)裝置，包括一返料器100，和一外置式換熱器200；返料器100包括返料器進料室3、返料器出料室4，二者底部通過返料器水平孔9相通，返料器出料室4上部設(shè)有返料器溢流口7；所述的外置式換熱器200包括外置式換熱器進料室5和外置式換熱器換熱室6，二者通過垂向放置的外置式換熱器隔板11分隔，底部通過外置式換熱器水平孔10相通，外置式換熱器換熱室6上部設(shè)有外置式換熱器溢流口8；外置式換熱器溢流口8底端與返料器溢流口7底端處于同一水平高度；返料器進料室3與外置式換熱器進料室5通過設(shè)置在循環(huán)流化床燃燒裝置高溫氣固分離器料腿1正下方的豎直的分流板2分隔，二室上部相通；料腿1豎直向下的投影，一部分落在返料器進料室3的底面上，另一部分落在外置式換熱器進料室5的底面上；所述分流板2的頂端不低于返料器水平孔9頂端，也不高于返料器溢流口7底端；外置式換熱器換熱室6底部設(shè)有與外置式換熱器隔板11平行的入口隔板13，在外置式換熱器換熱室6底部靠近外置式換熱器進料室5處分隔出外置式換熱器入口區(qū)12，入口隔板13高度與外置式換熱器水平孔10高度之比為1∶1-2∶1；外置式換熱器進料室5的底面與外置式換熱器入口區(qū)12的底面處于同一水平高度，外置式換熱器進料室5和外置式換熱器入口區(qū)12下方分別設(shè)有與之對應(yīng)的風(fēng)室。
外置式換熱器進料室5的流化風(fēng)速為0-0.3m/s，外置式換熱器入口區(qū)12的流化風(fēng)速為0-0.8m/s。
所述外置式換熱器換熱室6的除去外置式換熱器入口區(qū)12底面的底面部分，與外置式換熱器入口區(qū)12底面處于同一水平高度，其下方設(shè)有與之對應(yīng)的風(fēng)室。
所述外置式換熱器換熱室6的除去外置式換熱器入口區(qū)12底面的底面部分，也可以與入口隔板13頂端處于同一水平高度，其下方設(shè)有與之對應(yīng)的風(fēng)室。
本發(fā)明的原理是，通過結(jié)構(gòu)和氣動操作條件，使循環(huán)流化床燃燒裝置高溫氣固分離器分離下來的循環(huán)灰一部分直接返回爐膛，另一部分進入外置式換熱器，被受熱面冷卻后再返回爐膛；兩部分循環(huán)灰的比例通過調(diào)節(jié)外置式換熱器進料室以及入口區(qū)的流化風(fēng)速來調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對進入外置式換熱器的循環(huán)灰量的控制。提高外置式換熱器進料室或入口區(qū)的流化風(fēng)速，進入外置式換熱器的循環(huán)灰量隨之增加，反之則減少。這樣，通過改變流化風(fēng)速，可以使高溫循環(huán)灰在返料器和外置式換熱器之間進行分配，能夠?qū)M入外置式換熱器的循環(huán)灰量在占總循環(huán)灰量的0-100％間進行調(diào)節(jié)。
具體地，通過設(shè)置分流板，將返料器進料室與外置式換熱器進料室分隔開；分流板頂端不低于返料器水平孔頂端，使返料器進料室與外置式換熱器進料室的流化風(fēng)不會相互干擾，從而保證返料器進料室和外置式換熱器進料室的流化風(fēng)對兩部分循環(huán)灰量的分配和調(diào)節(jié)是獨立和可靠的；此外，當(dāng)需要關(guān)閉一側(cè)循環(huán)灰回路時，分流板頂端不低于返料器水平孔頂端保證了這種關(guān)閉的可靠性。
分流板頂端不高于返料器溢流口底端，則可保證分流板全部浸沒于循環(huán)灰中，這樣循環(huán)灰可通過調(diào)節(jié)外置式換熱器進料室和外置式換熱器入口區(qū)的流化速度，即時改變流入返料器進料室和外置式換熱器進料室的灰量。
如果分流板高于返料器溢流口底端，當(dāng)返料器進料室與外置式換熱器進料室的流化風(fēng)速接近時，循環(huán)灰料位面略高于返料器溢流口，分流板頂端將高于循環(huán)灰料位面，進入返料器進料室與外置式換熱器進料室的循環(huán)灰量基本決定于從料腿直接落入這二者的灰量，氣動控制基本失效。同時，由于循環(huán)灰在料腿下落過程中在其橫截面上的分布帶有一定的隨機性和不均勻性，使得落入返料器進料室和外置式換熱器進料室的循環(huán)灰量也帶有隨機性和不均勻性，進入外置式換熱器的循環(huán)灰量不僅不可控，并且不斷波動；只有當(dāng)返料器進料室與外置式換熱器進料室的流化風(fēng)速差距較大，流化風(fēng)速較小一側(cè)的循環(huán)灰堆積，超過分流板頂端，此時氣動控制能力才能有所恢復(fù)。
外置式換熱器溢流口底端與返料器溢流口底端處于同一水平高度，可以保證返料器和外置式換熱器內(nèi)的物料面保持基本相同的水平高度；否則，若外置式換熱器溢流口高度較低，特別是低于返料器底部，當(dāng)外置式換熱器進料室流化風(fēng)速遠大于返料器進料室流化風(fēng)速時，循環(huán)灰大量流入外置式換熱器，可能導(dǎo)致返料器中的物料料位面低于返料器水平孔頂部，爐膛的煙氣會反竄入返料器，將嚴重影響循環(huán)流化床燃燒裝置的正常運行。
返料器進料室和返料器出料室流化風(fēng)速為0時，可使循環(huán)灰都進入外置式換熱器，而不進入返料器。外置式換熱器進料室和外置式換熱器入口區(qū)的流化風(fēng)速都為0時，循環(huán)灰則都通過返料器直接返回爐膛，而不進入外置式換熱器；隨著外置式換熱器進料室和外置式換熱器入口區(qū)流化風(fēng)速的提高，進入外置式換熱器的循環(huán)灰量逐漸增加。
本發(fā)明的優(yōu)點是，所提出的一種氣動控制的物料循環(huán)裝置，通過簡化的結(jié)構(gòu)和簡便的操作，實現(xiàn)對高溫循環(huán)灰的分配、調(diào)節(jié)和控制，不易磨損，也沒有運動部件，不會發(fā)生機械故障。該氣動控制的物料循環(huán)裝置可以用于循環(huán)流化床鍋爐、循環(huán)流化床焚燒爐、以循環(huán)流化床為核心的多聯(lián)供等循環(huán)流化床燃燒裝置。


圖1為本發(fā)明的實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；具體實施方式
實施例1圖1為本發(fā)明的實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知，本實施例的氣動控制的物料循環(huán)裝置的具體結(jié)構(gòu)如下本發(fā)明提供的氣動控制的物料循環(huán)裝置，包括一返料器100，和一外置式換熱器200；返料器100包括返料器進料室3、返料器出料室4，二者底部通過返料器水平孔9相通，返料器出料室4上部設(shè)有返料器溢流口7；所述的外置式換熱器200包括外置式換熱器進料室5和外置式換熱器換熱室6，二者通過外置式換熱器隔板11分隔，底部通過外置式換熱器水平孔10相通，外置式換熱器換熱室6上部設(shè)有外置式換熱器溢流口8；外置式換熱器溢流口8底端與返料器溢流口7底端處于同一水平高度；返料器進料室3與外置式換熱器進料室5通過設(shè)置在循環(huán)流化床燃燒裝置高溫氣固分離器料腿1正下方的豎直的分流板2分隔，二室上部相通；料腿1豎直向下的投影，一部分落在返料器進料室3的底面上，另一部分落在外置式換熱器進料室5的底面上；所述分流板2的頂端不低于返料器水平孔9頂端，也不高于返料器溢流口7底端；外置式換熱器換熱室6底部設(shè)有與外置式換熱器隔板11平行的入口隔板13，在外置式換熱器換熱室6底部靠近外置式換熱器進料室5處分隔出外置式換熱器入口區(qū)12，入口隔板13高度與外置式換熱器水平孔10高度之比為1∶1；外置式換熱器進料室5的底面與外置式換熱器入口區(qū)12的底面處于同一水平高度，外置式換熱器進料室5和外置式換熱器入口區(qū)12下方分別設(shè)有與之對應(yīng)的風(fēng)室。
外置式換熱器進料室5流化風(fēng)速在0-0.2m/s之間調(diào)節(jié)，外置式換熱器入口區(qū)12流化風(fēng)速在0-0.5m/s之間調(diào)節(jié)。
所述外置式換熱器換熱室6底面除去外置式換熱器入口區(qū)12底面的部分，與外置式換熱器入口區(qū)12底面處于同一水平高度(或者高于外置式換熱器入口區(qū)12底面、低于入口隔板13頂端)，其下方設(shè)有與之對應(yīng)的風(fēng)室。
實施例2圖2為本發(fā)明的實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知，本實施例的氣動控制的物料循環(huán)裝置的具體結(jié)構(gòu)如下本發(fā)明提供的氣動控制的物料循環(huán)裝置，包括一返料器100，和一外置式換熱器200；返料器100包括返料器進料室3、返料器出料室4，二者底部通過返料器水平孔9相通，返料器出料室4上部設(shè)有返料器溢流口7；所述的外置式換熱器200包括外置式換熱器進料室5和外置式換熱器換熱室6，二者通過外置式換熱器隔板11分隔，底部通過外置式換熱器水平孔10相通，外置式換熱器換熱室6上部設(shè)有外置式換熱器溢流口8；外置式換熱器溢流口8底端與返料器溢流口7底端處于同一水平高度；返料器進料室3與外置式換熱器進料室5通過設(shè)置在循環(huán)流化床燃燒裝置高溫氣固分離器料腿1正下方的豎直的分流板2分隔，二室上部相通；料腿1豎直向下的投影，一部分落在返料器進料室3的底面上，另一部分落在外置式換熱器進料室5的底面上；所述分流板2的頂端與返料器溢流口7底端處于同一水平高度(也可以與返料器水平孔9頂端處于同一水平高度)；外置式換熱器換熱室6底部設(shè)有與外置式換熱器隔板11平行的入口隔板13，在外置式換熱器換熱室6底部靠近外置式換熱器進料室5處分隔出外置式換熱器入口區(qū)12，入口隔板13高度與外置式換熱器水平孔10高度之比為2∶1(也可為1.5∶1)；外置式換熱器進料室5的底面與外置式換熱器入口區(qū)12的底面處于同一水平高度，外置式換熱器進料室5和外置式換熱器入口區(qū)12下方分別設(shè)有與之對應(yīng)的風(fēng)室。
外置式換熱器進料室5流化風(fēng)速在0-0.3m/s之間調(diào)節(jié)，外置式換熱器入口區(qū)12流化風(fēng)速在0-0.8m/s之間調(diào)節(jié)。
所述外置式換熱器換熱室6底面除去外置式換熱器入口區(qū)12底面的部分，與入口隔板13頂端處于同一水平高度，其下方設(shè)有與之對應(yīng)的風(fēng)室。
權(quán)利要求
1.一種氣動控制的物料循環(huán)裝置，包括一返料器(100)，和一外置式換熱器(200)；所述返料器(100)包括返料器進料室(3)、返料器出料室(4)，二者底部通過返料器水平孔(9)相通，返料器出料室(4)上部設(shè)有返料器溢流口(7)；其特征在于所述外置式換熱器(200)包括外置式換熱器進料室(5)和外置式換熱器換熱室(6)，二者通過外置式換熱器隔板(11)分隔，底部通過外置式換熱器水平孔(10)相通，外置式換熱器換熱室(6)上部設(shè)有外置式換熱器溢流口(8)；外置式換熱器溢流口(8)底端與返料器溢流口(7)底端處于同一水平高度；返料器進料室(3)與外置式換熱器進料室(5)通過設(shè)置在循環(huán)流化床燃燒裝置高溫氣固分離器料腿(1)正下方的豎直的分流板(2)分隔，二室上部相通；料腿(1)豎直向下的投影，一部分落在返料器進料室(3)的底面上，另一部分落在外置式換熱器進料室(5)的底面上；所述分流板(2)的頂端不低于返料器水平孔(9)頂端，也不高于返料器溢流口(7)底端；外置式換熱器換熱室(6)底部設(shè)有與外置式換熱器隔板(11)平行的入口隔板(13)，在外置式換熱器換熱室(6)底部靠近外置式換熱器進料室(5)處分隔出外置式換熱器入口區(qū)(12)，入口隔板(13)高度與外置式換熱器水平孔(10)高度之比為1∶1-2∶1；外置式換熱器進料室(5)的底面與外置式換熱器入口區(qū)(12)的底面處于同一水平高度，外置式換熱器進料室(5)和外置式換熱器入口區(qū)(12)下方分別設(shè)有與之上下對應(yīng)的風(fēng)室。
2.按權(quán)利要求1所述的一種氣動控制的物料循環(huán)裝置，其特征在于，外置式換熱器進料室(5)的流化風(fēng)速為0-0.3m/s，外置式換熱器入口區(qū)(12)的流化風(fēng)速為0-0.8m/s。
3.按權(quán)利要求1所述的一種氣動控制的物料循環(huán)裝置，其特征在于，外置式換熱器換熱室(6)底面除去外置式換熱器入口區(qū)(12)底面的部分，與外置式換熱器入口區(qū)(12)底面處于同一水平高度，其下方設(shè)有與之上下對應(yīng)的風(fēng)室。
4.按權(quán)利要求1所述的一種氣動控制的物料循環(huán)裝置，其特征在于，外置式換熱器換熱室(6)底面除去外置式換熱器入口區(qū)(12)底面的部分，與入口隔板(13)頂端處于同一水平高度，其下方設(shè)有與之上下對應(yīng)的風(fēng)室。
全文摘要
本發(fā)明涉及的用于循環(huán)流化床燃燒裝置的氣動控制的物料循環(huán)裝置，包括一返料器和一外置式換熱器，利用結(jié)構(gòu)和氣動操作條件，使高溫氣固分離器分離下來的循環(huán)灰一部分直接返回爐膛，另一部分進入外置式換熱器，與換熱面換熱后再返回爐膛；兩部分循環(huán)灰的流率比例通過流化風(fēng)進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對進入外置式換熱器的循環(huán)灰量的控制。本發(fā)明所提出的一種氣動控制的物料循環(huán)裝置，通過簡單的結(jié)構(gòu)和簡便的操作，實現(xiàn)對高溫循環(huán)灰的控制、分配和調(diào)節(jié)，不易磨損，也沒有運動部件，不會發(fā)生機械故障。
文檔編號F23C10/00GK1948829SQ20051011290
公開日2007年4月18日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日
發(fā)明者呂清剛, 高鳴, 那永潔, 包紹麟, 孫運凱, 賀軍 申請人:中國科學(xué)院工程熱物理研究所