專利名稱：一種臥式流化床鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
燃燒各種固體燃料或廢棄物的工業(yè)鍋爐 技術(shù)背景流化床鍋爐已經(jīng)有半個多世紀(jì)的工業(yè)應(yīng)用史，上世紀(jì)70年代以前流化床鍋爐主要 是第一代鼓泡流化床鍋爐，曾在中國廣泛流行。雖然具有燃料適應(yīng)性廣、可以爐內(nèi)脫硫 和低溫燃燒等優(yōu)點(diǎn)，但由于鍋爐容量較小、粉塵排放量大、需要高性能除塵器以及循環(huán) 流化床鍋爐的興起等原因，鼓泡流化床已經(jīng)很少有人問津。從鍋爐性能上看，鼓泡流化 床鍋爐與循環(huán)流化床鍋爐幾乎完全相同，除鍋爐容量的差別外，其他差別都是程度上的 差別。如運(yùn)行風(fēng)速、脫硫效率等。雖然循環(huán)流化床鍋爐將鼓泡流化床鍋爐的大部分優(yōu)點(diǎn) 發(fā)揚(yáng)光大，但循環(huán)流化床拒絕采用鼓泡流化床使用的埋管受熱面，而這種埋管受熱面具 有所有鍋爐受熱面中最大的傳熱系數(shù)。對于鼓泡流化床的研究，主要集中在六五、七五、八五期間的國家攻關(guān)計劃，國外 的研究在時間上也大致與此相當(dāng)。這段時間中，提出了各種各樣的鼓泡流化床鍋爐爐型， 所有文獻(xiàn)和專利涉及到的流化床鍋爐都是立式爐型，即下部是鼓泡流化床，上部是懸浮 段結(jié)構(gòu)。不論爐膛中增加了哪些機(jī)構(gòu)，如高溫氣固分離筒(哈爾濱工業(yè)大學(xué)和東北電力 大學(xué)的橫向布置或縱向布置的臥筒和平行旋流筒、清華大學(xué)的三漩渦分離筒等)，都沒 有改變鼓泡流化床鍋爐的立式結(jié)構(gòu)。這些鍋爐保持了流化床鍋爐發(fā)展初期形成主要優(yōu)點(diǎn) (燃料適應(yīng)性廣、低溫燃燒、爐內(nèi)脫硫等)，在鍋爐整體布置上與煤粉爐頗為相似。由于鼓泡流化床使用高壓頭鼓風(fēng)機(jī)，粉塵排放量大，無法滿足環(huán)保要求，成為制約 鼓泡流化床鍋爐發(fā)展的致命傷。加上鼓泡流化床鍋爐容量小，主要在中小工業(yè)企業(yè)使用， 采用價格昂貴的靜電除塵器或布袋除塵器成為中小企業(yè)的額外負(fù)擔(dān)。中小型工業(yè)鍋爐中，鏈條爐排鍋爐、往復(fù)爐排鍋爐、固定爐排鍋爐對燃料的含硫量 十分敏感。燃燒時，煤中的碌u反應(yīng)生成的SOx幾乎全部排到大氣環(huán)境中，每臺鍋爐需要 一個脫硫塔，而脫疏塔不僅僅是一個裝置，還要額外消耗水資源，因為通常干法或半干 法脫硫難于保障脫硫效率。3從另一個角度看，要想提高鍋爐效率，必須從燃燒和傳熱角度著手。從燃燒角度降 低化學(xué)熱損失和機(jī)械熱損失，從傳熱角度提高鍋爐有效利用熱。流化床鍋爐具有穩(wěn)定的 著火熱源，適應(yīng)于幾乎所有的固體燃料和廢棄物。中小型流化床工業(yè)鍋爐有可能利用自 身特點(diǎn)有效降低化學(xué)熱損失、才幾械熱損失和物理熱損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種鍋爐燃燒效率高，脫硫效果好的一種臥式流化床鍋爐。 按照工業(yè)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)特征，設(shè)置多個連續(xù)布置的鼓泡流化床。第一個流化床承 擔(dān)主燃燒室任務(wù)，在這里實現(xiàn)燃料的燃燒放熱過程。第二個流化床擔(dān)任次燃燒室任務(wù)， 提供良好的燃燒條件，降低大渣含碳量和飛灰含碳量。第三個流化床及后續(xù)流化床以降 低排煙溫度和熱床料溫度為主要任務(wù)。本質(zhì)上講，第一個流化床是燃燒室，同時承擔(dān)脫 硫任務(wù)。第二個燃燒室是燃盡室，起到燃燒殘?zhí)?、繼續(xù)脫硫作用和回收部分熱量作用。 第三個流化床是傳熱室，起到鍋爐省煤器作用。其中裝有三部分受熱面。 一是煙氣對流 受熱面21,吸收短路煙氣的熱量；二是埋管受熱面，以水為介質(zhì)吸收流化物熱量；三是 部分空氣預(yù)熱器受熱面，用空氣吸收流化物熱量。流化床上部均設(shè)置橫向沖刷得對流管 束以降低煙氣溫度，保證較低的排煙熱損失。本發(fā)明包括主燃燒室3和內(nèi)置式分離器室12,主燃燒室3通過帶有煙窗和溢流口的隔墻 29與所述的燃盡室5相連，燃盡室5中設(shè)置有受熱面25和26，保證有足夠的溫度燃盡 可燃的未燃物，燃盡室5通過帶有灰渣通道的隔墻23與所述的省煤器室7相連，省煤 器室7布置有埋管受熱面和對流受熱面21吸收顆粒和煙氣攜帶的熱量，省煤器室通過 帶有灰渣通道的隔墻18與內(nèi)置分離器室12相連，內(nèi)置式分離器室中布置有內(nèi)置式分離 器18,分離下來的細(xì)灰經(jīng)過灰斗15與放灰口 16排除爐外，省煤器室部分灰渣和燃盡室 灰渣經(jīng)過排渣管22和17排走，煙氣穿越鍋爐后墻14,經(jīng)引風(fēng);f幾與爐外除塵器相連或直 接排入大氣。發(fā)明優(yōu)點(diǎn)1. 由燃燒室、燃盡室、傳熱室構(gòu)成的三個串聯(lián)流化床實現(xiàn)了鍋爐各項熱力任務(wù)的技術(shù) 分解，可以根據(jù)不同的任務(wù)特征分配熱力責(zé)任。2. 所有流化床中都使用埋管傳熱，具有所有鍋爐結(jié)構(gòu)中最高的傳熱系數(shù)。使鍋爐體積 大大縮小。如果以埋管傳熱系數(shù)為1，鋼管對流受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)約為0.25，空氣預(yù) 熱器對流傳熱系數(shù)約為0.1,可以大大降低鍋爐鋼材消耗量。3. 可以有效降低灰渣物理熱損失。由于中小型流化床鍋爐通常沒有布置冷渣器空間， 高溫灰渣攜帶的熱量基本上白白扔掉。第三個流化床作為冷渣床，實際上是一個風(fēng) 水冷渣器，可以有效地回收灰渣物理熱損失。如果灰渣溫度從900。C降低到200一300 'C,灰渣物理熱損失有望降低2. 67%—2. 30%,即鍋爐效率可以提高2%以上。4. 實現(xiàn)工業(yè)鍋爐的爐內(nèi)脫硫。所有鍋爐中，只有流化床鍋爐可以在爐膛內(nèi)進(jìn)行可以接 受的爐內(nèi)脫疏。臥式流化床有望實現(xiàn)2個連續(xù)的流化床脫疏過程，增加脫硫時間1 倍。5. 保持流化床鍋爐低溫燃燒的特點(diǎn)，大氣中的氮?dú)獠粎⒓踊瘜W(xué)反應(yīng)。6. 流化床上部空間布置垂直沖刷管系，可以將排煙溫度控制在理想的范圍內(nèi)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，進(jìn)入鍋爐中的燃料在主燃燒室3中燃燒放出熱量后生成煙氣和灰渣， 煙氣流經(jīng)燃盡室5、傳熱室7和內(nèi)置式氣固分離器12后排出鍋爐本體。燃料燃燒生成的 灰渣分成2部分， 一部分是#:煙氣帶走的細(xì)顆粒， 一部分是粗顆粒。粗顆粒也分成兩部 分，第一部分是沉積的粗渣，經(jīng)由冷渣管27排出爐膛。另一部分經(jīng)溢流口進(jìn)入燃盡室5 與燃盡室埋管25換熱。然后經(jīng)由溢流堰29進(jìn)入省煤器室5， ^:熱后經(jīng)溢流堰23進(jìn)入省 煤器室7,最后經(jīng)排渣管16排出爐外。燃燒用的空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)送入空氣預(yù)熱器2 0加熱 后經(jīng)熱風(fēng)管道和調(diào)節(jié)門分配到3個流化床風(fēng)箱19、 24和28中。燃燒后的煙氣經(jīng)各流化 床上部通道設(shè)置的受熱面21和26和內(nèi)置式氣固分離器12由引風(fēng)機(jī)抽出。水泵提供的 鍋爐給水經(jīng)各流化床上部對流換熱管束21、 26和下部埋管25以及爐墻水冷壁4和9 進(jìn)行換熱，給水吸熱后經(jīng)相變產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過受熱面出口聯(lián)箱2、 6和10通過導(dǎo)汽管1 和8進(jìn)入汽包11提供給蒸汽用戶。主燃燒室3通過帶有煙窗和溢流口的隔墻29與燃盡室5相連。燃盡室中設(shè)置數(shù)量 不多的受熱面25和26,保證有足夠的溫度燃盡可燃的未燃物。燃盡室5通過帶有灰渣 通道的隔墻23與省煤器室7相連，省煤器室布置大量的埋管受熱面(位置與20重疊)和 對流受熱面21吸收顆粒和煙氣攜帶的熱量。省煤器室通過帶有灰渣通道的隔墻18與內(nèi) 置分離器室12相連。內(nèi)置式分離器室中布置有內(nèi)置式分離器18,分離下來的細(xì)灰經(jīng)過 灰斗15與放灰口 16排除爐外。省煤器室部分灰渣和燃盡室灰渣經(jīng)過排渣管22和17排 走。煙氣穿越鍋爐后墻14,經(jīng)引風(fēng)機(jī)與爐外除塵器相連或直接排入大氣。鍋爐規(guī)范蒸發(fā)量D-23t/h;飽和蒸汽溫度230。C; 設(shè)計燃料石油焦。燃料成分NL=0. 43%; Aad=0. 49%; St=0. 47; V,d=ll. 7%; Q et. ar=34. 95MJ/kg; 石油焦篩分特性D,-12?！?l%; D>5?！?10%; D5。-5ra=l 0%; "5咖=7 9%; HGI=8 0; 鍋爐設(shè)計效率91. 2%。
權(quán)利要求
1.一種臥式流化床鍋爐，包括主燃燒室3和內(nèi)置式分離器室12，其特征所述的主燃燒室3通過帶有煙窗和溢流口的隔墻29與所述的燃盡室5相連，燃盡室5中設(shè)置有受熱面25和26，保證有足夠的溫度燃盡可燃的未燃物，燃盡室5通過帶有灰渣通道的隔墻23與所述的省煤器室7相連，省煤器室7布置有埋管受熱面和對流受熱面21吸收顆粒和煙氣攜帶的熱量，省煤器室通過帶有灰渣通道的隔墻18與內(nèi)置分離器室12相連，內(nèi)置式分離器室中布置有內(nèi)置式分離器18，分離下來的細(xì)灰經(jīng)過灰斗15與放灰口16排除爐外，省煤器室部分灰渣和燃盡室灰渣經(jīng)過排渣管22和17排走，煙氣穿越鍋爐后墻14，經(jīng)引風(fēng)機(jī)與爐外除塵器相連或直接排入大氣。
全文摘要
一種臥式流化床鍋爐，包括主燃燒室3和內(nèi)置式分離器室12，其特征所述的主燃燒室3通過帶有煙窗和溢流口的隔墻29與所述的燃盡室5相連，燃盡室5中設(shè)置有受熱面25和26，保證有足夠的溫度燃盡可燃的未燃物，燃盡室5通過帶有灰渣通道的隔墻23與所述的省煤器室7相連，省煤器室7布置有埋管受熱面和對流受熱面21吸收顆粒和煙氣攜帶的熱量，省煤器室通過帶有灰渣通道的隔墻18與內(nèi)置分離器室12相連，內(nèi)置式分離器室中布置有內(nèi)置式分離器18，分離下來的細(xì)灰經(jīng)過灰斗15與放灰口16排除爐外，省煤器室部分灰渣和燃盡室灰渣經(jīng)過排渣管22和17排走，煙氣穿越鍋爐后墻14，經(jīng)引風(fēng)機(jī)與爐外除塵器相連或直接排入大氣。本發(fā)明熱效率高，脫硫效果好，主要用于燃燒各種固體燃料或廢棄物的工業(yè)鍋爐。
文檔編號F23C10/00GK101261009SQ200810104510
公開日2008年9月10日 申請日期2008年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月21日
發(fā)明者劉伯謙 申請人:北京科技大學(xué)