專利名稱：循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣爐，尤其涉及一種循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t及其控制方法。
背景技術(shù)：
煙氣爐在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用于干燥、煅燒等操作。以現(xiàn)有技術(shù)中的普通沸騰床 煙氣爐為例，一方面，沸騰床煙氣爐容易因流化氣速低，布風(fēng)不均而造成局部不能正常流 化，從而出現(xiàn)"死床"問(wèn)題；因此，沸騰床煙氣爐的容量一般在20麗以下，容量難以提高。另 一方面，產(chǎn)生的煙氣中存在大量煤灰和未燃燼的細(xì)小碳粒，影響燃燒效率和煙氣質(zhì)量。同時(shí) 沸騰床煙氣爐的爐墻還存在易鼓包、裂紋和垮塌等缺點(diǎn)。 另外，上述沸騰床煙氣爐通常采用高過(guò)量空氣系數(shù)來(lái)控制出口煙氣溫度，因此出 口煙氣氧含量偏高，用于易燃易爆物料的干燥時(shí)，會(huì)有一定的危險(xiǎn)性。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種能夠提高流化速度、提高燃 燒效率和煙氣爐容量的煙氣爐。 本發(fā)明提供的循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t包括爐膛、布風(fēng)裝置、氣力播煤裝置、二次 風(fēng)和惰性氣體裝置、旋風(fēng)分離器、回料裝置及尾部煙道，其中，布風(fēng)裝置的出風(fēng)口和氣力播 煤裝置的播煤口均與爐膛連通；二次風(fēng)和惰性氣體裝置與爐膛連通；爐膛出口與旋風(fēng)分離 器的入口連接；回料裝置一端與旋風(fēng)分離器的固體出口連接，另一端與爐膛連通；尾部煙 道與旋風(fēng)分離器的氣體出口連接。 優(yōu)選地，二次風(fēng)和惰性氣體裝置在爐膛壁的不同高度與爐膛相通。 優(yōu)選地，所述煙氣爐還包括分配風(fēng)箱，通過(guò)所述分配風(fēng)箱，所述二次風(fēng)和惰性氣體
裝置在爐膛壁的不同高度與爐膛相通。 優(yōu)選地，所述分配風(fēng)箱包括通氣量不同的多層通氣道。 優(yōu)選地，布風(fēng)裝置和氣力播煤裝置由同一個(gè)高壓風(fēng)機(jī)提供風(fēng)力。 本發(fā)明還提供了一種循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t控制方法，所述方法包括a.啟動(dòng)燃
燒；b.向爐膛內(nèi)通入二次風(fēng)和惰性氣體，通過(guò)調(diào)節(jié)所述二次風(fēng)和惰性氣體量，將爐內(nèi)氧含
量保持在8^以下，將爐內(nèi)溫度保持在80(TC -950°C;c.將爐膛出口的煙氣引入旋風(fēng)分離器
進(jìn)行氣固分離；d.分離后的煙氣由旋風(fēng)分離器的引入尾部煙道，旋風(fēng)分離器分離出的煤灰
經(jīng)過(guò)回料裝置被送回爐膛。 優(yōu)選地，通過(guò)所述分配風(fēng)箱，所述二次風(fēng)和惰性氣體從爐膛壁的不同高度通入爐膛。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有下列優(yōu)點(diǎn) 利用爐膛出口的旋風(fēng)分離器收集煙氣中的煤灰和未燃燼的細(xì)小碳粒，經(jīng)回料裝置 送回爐內(nèi)循環(huán)燃燒，與現(xiàn)有技術(shù)相比，提高了煤的燃燼率和燃燒效率。而且，通過(guò)惰性氣體 裝置將低溫、低含氧量惰性循環(huán)風(fēng)送回爐膛，有效地控制了爐膛燃燒溫度和出口煙氣氧含
3量，避免了爐內(nèi)結(jié)焦，同時(shí)加強(qiáng)了爐內(nèi)氣流攪動(dòng)，強(qiáng)化燃燒，使煤在爐內(nèi)燃燒充分。
通過(guò)分配風(fēng)箱將低溫惰性循環(huán)煙氣通入爐膛，優(yōu)選地可以根據(jù)氣量不同分多層 (例如四層)高速噴入爐內(nèi)，這樣可以吸收爐內(nèi)熱量，維持爐內(nèi)正常運(yùn)行溫度(例如850°C 左右)，并將可以將出口煙氣氧含量控制在8%以下。


圖1是本發(fā)明-
圖2是本發(fā)明-
圖3是本發(fā)明-
圖4是本發(fā)明-的示意圖； 圖5是本發(fā)明-的示意圖。
-種實(shí)施方式的循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t結(jié)構(gòu)示意圖； -種實(shí)施方式的循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t的控制結(jié)構(gòu)示意圖； -種實(shí)施方式的循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t的布風(fēng)裝置示意圖； -種實(shí)施方式的循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t的二次風(fēng)和惰性氣體裝置
-種實(shí)施方式的循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t的旋風(fēng)分離器和回料裝置
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t包括爐膛1、布風(fēng)裝置2、氣力播煤裝 置3、二次風(fēng)和惰性氣體裝置4、旋風(fēng)分離器5、回料裝置6和尾部煙道7。圖2表示本發(fā)明 循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t的控制結(jié)構(gòu)。 布風(fēng)裝置2包括布風(fēng)板、風(fēng)帽、風(fēng)室等部件，風(fēng)帽和布風(fēng)板安裝在等壓風(fēng)室中，來(lái) 自氣源(例如風(fēng)機(jī))的氣體通過(guò)設(shè)置在布風(fēng)板上的風(fēng)帽引入風(fēng)室中，使得煤流化燃燒。布 風(fēng)裝置2的出風(fēng)口與爐膛連通。氣力播煤裝置3可以利用風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，氣力播煤裝置的播煤 口與爐膛連通，所述氣力播煤裝置用于將煤均勻播入爐內(nèi)。 優(yōu)選地，可以采用一次風(fēng)裝置同時(shí)為布風(fēng)裝置2和氣力播煤裝置3提供風(fēng)力，例 如， 一次風(fēng)裝置可以為高壓風(fēng)機(jī)，除滿足布風(fēng)裝置的流化風(fēng)量外，還提供一定量的播煤和燃 油用風(fēng)，保證了密相區(qū)內(nèi)一定的燃燒份額。 本發(fā)明采用二次風(fēng)和惰性氣體裝置4為煙氣爐提供二次風(fēng)和惰性氣體。二次風(fēng)和 惰性氣體裝置4可以采用各種參數(shù)適合的風(fēng)機(jī)。二次風(fēng)和惰性氣體裝置4包括二次風(fēng)輸送 設(shè)備和惰性氣體輸送設(shè)備，分別用于輸送二次風(fēng)和惰性氣體。其中，二次風(fēng)能提供煤粒完全 燃燒所需空氣，還可以加強(qiáng)擾動(dòng)，使物料均勻，提高煤的燃燼率；惰性氣體則能調(diào)節(jié)爐內(nèi)燃 燒煙氣溫度、增強(qiáng)爐內(nèi)氣流攪動(dòng)，從而使煤在爐內(nèi)燃燒充分。 優(yōu)選地，二次風(fēng)和惰性氣體裝置4供給的二次風(fēng)從煙氣爐的不同位置通入爐內(nèi)， 例如從爐膛的高、中、低三個(gè)位置分分別通入爐膛內(nèi)，以保證燃料在爐內(nèi)分級(jí)燃燒，提高煤 粒燃燼度，同時(shí)，使?fàn)t內(nèi)的煙氣溫度較均勻。 為保證在密相區(qū)內(nèi)的煙氣溫度，二次風(fēng)和惰性氣體裝置4還包括惰性氣體輸送設(shè) 備，例如由一個(gè)惰性氣體增壓風(fēng)機(jī)，將一定量的惰性氣體送入密相區(qū)，吸收煤燃燒發(fā)出的熱 量。為使?fàn)t膛各段煙氣溫度在允許范圍內(nèi)，從爐前后墻不同高度分三層噴入數(shù)量不等的從 另一個(gè)增壓風(fēng)機(jī)送來(lái)的低溫惰性循環(huán)煙氣。 在本實(shí)施方式中，通過(guò)利用二次風(fēng)和惰性氣體裝置4將較低溫度(例如ll(TC左 右)的惰性氣體，即惰性循環(huán)氣(例如干燥尾氣)從不同高度分層送入爐膛l，從而可以將爐膛1的燃燒溫度控制在一定溫度，例如800°C _9501:之間。低溫的惰性氣體既可調(diào)節(jié)爐 內(nèi)燃燒煙氣溫度，防止?fàn)t內(nèi)結(jié)焦，同時(shí)增強(qiáng)爐內(nèi)氣流攪動(dòng)，強(qiáng)化燃燒，使煤在爐內(nèi)燃燒充分。 為進(jìn)一步保證密相區(qū)的燃料燃燒不超溫、不結(jié)焦，利用增壓風(fēng)機(jī)將一路惰性氣體從一個(gè)旁 路通入布風(fēng)裝置2的風(fēng)室，以控制燃料的燃燒份額。 優(yōu)選地，本發(fā)明在爐膛1的出口設(shè)置旋風(fēng)分離器5，爐膛1的出口與旋風(fēng)分離器5 的入口連接，并在旋風(fēng)分離器5的底部設(shè)置回料裝置6。對(duì)于爐膛1出口攜帶的具有一定灰 濃度的高溫?zé)煔猓?jīng)旋風(fēng)分離器5分離，煙氣中的大量煤灰能夠被分離出來(lái)，經(jīng)回料裝置送 回爐內(nèi)，循環(huán)燃燒，維持爐內(nèi)正常的循環(huán)倍率，提高了爐子的燃燒效率。而分離出的凈化煙 氣通過(guò)尾部煙道7等送入干燥系統(tǒng)使用。所述旋風(fēng)分離器5的工作原理是含灰塵氣體從 入口導(dǎo)入旋風(fēng)分離器5的外殼和排氣管之間，形成旋轉(zhuǎn)的外旋流。懸浮于外旋流的粉塵在 離心力的作用下移向器壁，并隨外旋流轉(zhuǎn)到旋風(fēng)分離器5的固體出口排出，而分離出的凈 化煙氣從旋風(fēng)分離器5的氣體出口排出，并通過(guò)尾部煙道7從系統(tǒng)輸出。
優(yōu)選地，本發(fā)明煙氣爐的爐膛和尾部煙道采用護(hù)板重型爐墻結(jié)構(gòu)。而且可以在護(hù) 板上以預(yù)定密度布置耐熱銷釘，并敷設(shè)不同厚度的保溫、絕熱和高強(qiáng)度耐火耐磨材料，組成 護(hù)板重型爐墻。這樣，既考慮了爐墻的自身膨脹，又能夠保證爐墻不裂縫、不脫落，爐墻密封 性能更好。 由于本發(fā)明將鼓泡床型式煙氣爐改進(jìn)為循環(huán)流化床型式的煙氣爐，降低了流化面 積，提高了流化速度，避免局部結(jié)焦而造成的"死床"，保證了物料在爐內(nèi)均勻燃燒，使?fàn)t子 容量從20麗以下提高到40麗以上。 圖3-5分別示出了本發(fā)明循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t的布風(fēng)裝置、二次風(fēng)和惰性氣體 裝置、旋風(fēng)分離器和回料裝置結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明還提供了一種循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t控制方法，包括以下步驟
啟動(dòng)燃燒；在煙氣爐啟動(dòng)燃燒后，將適量的二次風(fēng)量和惰性氣體風(fēng)量通入爐膛； 根據(jù)爐內(nèi)各點(diǎn)的煙氣溫度，對(duì)二次風(fēng)和惰性氣體裝置4進(jìn)行細(xì)致地調(diào)整，以便調(diào)節(jié)二次風(fēng) 和惰性氣體的氣量，從而使?fàn)t內(nèi)各點(diǎn)煙氣溫度保持在80(TC 95(rC，爐膛l的出口煙氣溫 度維持在85(TC 士5(TC，煙氣氧含量維持在8^以下。優(yōu)選地，煙氣氧含量控制在5%以下。
爐膛出口的高溫?zé)煔膺M(jìn)入旋風(fēng)分離器5進(jìn)行氣固分離，凈化過(guò)的煙氣由旋風(fēng)分離 器的中心筒引入尾部煙道7;在旋風(fēng)分離器中被分離出的煤灰，經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器下部的主 管和回料裝置6，部分或全部被有控制地送回爐膛下部密相區(qū)實(shí)現(xiàn)循環(huán)燃燒，以達(dá)到最高的 燃燒效率。 盡管本發(fā)明是通過(guò)上述的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述的，但是其實(shí)現(xiàn)形式并不局限于 上述的實(shí)施方式。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在不脫離本發(fā)明主旨的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā) 明做出不同的變化和修改。
權(quán)利要求
一種循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t，其特征在于，包括爐膛、布風(fēng)裝置、氣力播煤裝置、二次風(fēng)和惰性氣體裝置、旋風(fēng)分離器、回料裝置及尾部煙道，其中，布風(fēng)裝置的出風(fēng)口和氣力播煤裝置的播煤口均與爐膛連通；二次風(fēng)和惰性氣體裝置與爐膛連通；爐膛出口與旋風(fēng)分離器的入口連接；回料裝置一端與旋風(fēng)分離器的固體出口連接，另一端與爐膛連通；尾部煙道與旋風(fēng)分離器的氣體出口連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t，其特征在于，二次風(fēng)和惰性氣體裝置在爐膛壁的不同高度與爐膛相通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t，其特征在于，還包括分配風(fēng)箱，通過(guò)所述分配風(fēng)箱，所述二次風(fēng)和惰性氣體裝置在爐膛壁的不同高度與爐膛相通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t，其特征在于，所述分配風(fēng)箱包括通氣量不同的多層通氣道。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t，其特征在于，布風(fēng)裝置和氣力播煤裝置由同一個(gè)高壓風(fēng)機(jī)提供風(fēng)力。
6. —種循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t控制方法，其特征在于，包括a. 啟動(dòng)燃燒；b. 向爐膛內(nèi)通入二次風(fēng)量和惰性氣體，通過(guò)調(diào)節(jié)所述二次風(fēng)和惰性氣體量，將爐內(nèi)溫度保持在800°C -95(TC，將出口煙氣氧含量保持在8%以下；c. 將爐膛出口的煙氣引入旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離；d. 分離后的煙氣由旋風(fēng)分離器引入尾部煙道，旋風(fēng)分離器分離出的煤灰經(jīng)回料裝置送回爐膛。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t，其特征在于，通過(guò)所述分配風(fēng)箱，所述二次風(fēng)和惰性氣體從爐膛壁的不同高度通入爐膛。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t，所述煙氣爐包括爐膛、布風(fēng)裝置、氣力播煤裝置、二次風(fēng)和惰性氣體裝置、旋風(fēng)分離器、回料裝置及尾部煙道，其中，布風(fēng)裝置的出風(fēng)口和氣力播煤裝置的播煤口均與爐膛連通；二次風(fēng)和惰性氣體裝置與爐膛連通；爐膛出口與旋風(fēng)分離器的入口連接；回料裝置一端與旋風(fēng)分離器的固體出口連接，另一端與爐膛連通；尾部煙道與旋風(fēng)分離器的氣體出口連接。利用所述煙氣爐，采用本發(fā)明的循環(huán)流化床高溫?zé)煔鉅t，能夠提高燃燒效率和煙氣爐容量，同時(shí)能夠控制爐膛燃燒溫度，防止?fàn)t內(nèi)結(jié)焦，控制出口煙氣氧含量在8％以下。
文檔編號(hào)F23C10/02GK101725965SQ20081022461
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月21日
發(fā)明者萬(wàn)思本, 何立新, 夏樹(shù)根, 張平, 田天, 蘇曉輝, 邵俊杰, 陳金火 申請(qǐng)人:神華集團(tuán)有限責(zé)任公司;神華國(guó)際貿(mào)易有限責(zé)任公司;華西能源工業(yè)股份有限公司;北京神華國(guó)際技術(shù)有限責(zé)任公司