專利名稱：一種流化床鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鍋爐燃燒裝置的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種具有煙氣再循環(huán) 裝置的流化床鍋爐。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的流化床鍋爐結(jié)構(gòu)包括一設(shè)置有流化床燃燒室的鍋爐體，該燃燒室的底部設(shè)置 有帶風(fēng)帽的布風(fēng)板，該風(fēng)帽通過(guò)風(fēng)室與一次風(fēng)量鼓風(fēng)機(jī)相連通，該鼓風(fēng)機(jī)將壓縮空氣通 過(guò)所述風(fēng)室與風(fēng)帽進(jìn)入所述燃燒室，所述鍋爐體中的燃燒煙氣從所述旋風(fēng)分離器上端通 過(guò)受熱組件再經(jīng)除塵器由引風(fēng)機(jī)引至煙囪排出。該流化床燃燒室的一側(cè)連通一燃料箱。
目前國(guó)內(nèi)中小型流化床鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中常常因?yàn)椴考p以及管道密封性能降低 而產(chǎn)生所述一次風(fēng)量不足以及所述布風(fēng)板漏渣等現(xiàn)象，又造成回料量大與所述旋風(fēng)分離
器的回料管內(nèi)未燃盡物二次燃燒；而且，目前為數(shù)眾多的國(guó)產(chǎn)中小型流化床鍋爐還存在 脫硫率偏低，這些缺陷制約了現(xiàn)有的流化床鍋爐內(nèi)部傳質(zhì)和傳熱效果，以及爐料回流入 爐膛的功能，從而影響鍋爐出力與經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)造成污染物的過(guò)量排放。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的狀況，提供一種可提高燃料利用 率并降低污染物排放、且脫硫效率較高的流化床鍋爐。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為 一種流化床鍋爐，包括一設(shè)置 有流化床燃燒室的鍋爐體，該燃燒室的底部設(shè)置有帶風(fēng)帽的布風(fēng)板，該風(fēng)帽通過(guò)風(fēng)室與 一鼓風(fēng)機(jī)相連通，該鼓風(fēng)機(jī)將壓縮空氣通過(guò)所述風(fēng)室與風(fēng)帽進(jìn)入所述燃燒室，所述鍋爐 體中的燃燒煙氣經(jīng)布袋除塵器由引風(fēng)機(jī)引至煙囪排出，其特征在于所述引風(fēng)機(jī)出口處 接通一煙氣再循環(huán)管，該煙氣再循環(huán)管分別與所述流化床燃燒室和所述風(fēng)室相連通；所 述旋風(fēng)分離器與所述除塵器之間設(shè)置有脫硫器。
由于采用燃燒過(guò)程產(chǎn)生的部分煙氣又分別接入燃燒室與風(fēng)室中，從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化爐內(nèi) 燃燒效果而不增加過(guò)?？諝饬?；同時(shí)一部分再循環(huán)煙氣與二次風(fēng)混合送入燃燒室上部，以增強(qiáng)反應(yīng)能力和實(shí)現(xiàn)分級(jí)送風(fēng)；從而提高流化床鍋爐出力與脫硫效率，并降低污染物 排放。
所述煙氣再循環(huán)管與所述流化床燃燒室之間可以設(shè)置有上層風(fēng)煙氣調(diào)節(jié)閥。上層風(fēng) 調(diào)節(jié)閥作用是根據(jù)鍋爐的負(fù)荷與工況調(diào)節(jié)進(jìn)入所述流化床燃燒室中的所述再循環(huán)煙氣
比率，所述上層風(fēng)中加入再循環(huán)煙氣比率為0 100%范圍。
所述上層風(fēng)調(diào)節(jié)閥與所述燃燒室流化床之間可設(shè)置一上層風(fēng)機(jī)，該上層風(fēng)機(jī)更有利 于將上層風(fēng)送入燃燒室。該上層風(fēng)機(jī)與所述上層風(fēng)調(diào)節(jié)閥之間采用"T"管連接一帶空 氣調(diào)節(jié)閥的吸風(fēng)管；所述上層風(fēng)是由所述空氣與所述煙氣混合組成。采用再循環(huán)煙氣后， 會(huì)使流化床內(nèi)的湍流作用強(qiáng)度增大，加速了流化床內(nèi)的傳質(zhì)與傳熱過(guò)程，以促使燃燒室 中燃料顆粒的燃盡以及改善爐內(nèi)的脫氮脫硫效果。該上層風(fēng)可以促進(jìn)空氣在流化床中的 流化強(qiáng)度，以改善燃燒室中的充分燃燒工況的效果。
所述鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)鼓風(fēng)管連接一空氣與煙氣混合室，該混合室另一端通過(guò)煙再風(fēng)機(jī)與 所述煙氣再循環(huán)管相連通；該混合室上部又與所述風(fēng)室相連通，以構(gòu)成所述流化床燃燒 室一次風(fēng)。
所述上層風(fēng)機(jī)由上層風(fēng)交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，該上層風(fēng)交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)由 氧量分析傳感器與含氧量PLC控制連接。
所述煙再風(fēng)機(jī)與所述煙氣再循環(huán)管之間可以設(shè)置有煙再調(diào)節(jié)閥。煙再調(diào)節(jié)閥用作調(diào) 節(jié)進(jìn)入混合室的一次風(fēng)的再循環(huán)煙氣比率，所述混合室中的一次風(fēng)加入再循環(huán)煙氣比率
為5 50%范圍內(nèi)。 一次風(fēng)內(nèi)混有一定比例的再循環(huán)煙氣后，可以降低過(guò)剩氧量而不影響
流化床內(nèi)流化強(qiáng)度，并且可以有效地不借助其它手段調(diào)節(jié)床溫。
所述煙再風(fēng)機(jī)由煙再交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，該煙再交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)由風(fēng)室 溫度傳感器與風(fēng)室溫度PLC控制連接。
所述上層風(fēng)調(diào)節(jié)闊、所述煙再調(diào)節(jié)閥可以由所述PLC連接控制；也可以釆用人工 手動(dòng)操作控制。
本實(shí)用新型由于采用利用再循環(huán)煙氣與分級(jí)送風(fēng)裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比其優(yōu)點(diǎn)是可 提高燃料利用率并降低污染物排放；其次是脫硫效率較高、脫硫率可提高到90%左右； 其三是在流化床燃燒室中可應(yīng)用各種燃料，具有使用多樣化燃料的優(yōu)勢(shì)。


圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)示意圖；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖1所示一種流化床鍋爐，該鍋爐包括一用于儲(chǔ)存煤或其它燃料的燃料箱1，該 燃料箱1與鍋爐體3相連接。
該鍋爐體3包括一循環(huán)流化床燃燒室31，該循環(huán)流化床燃燒室連接一旋風(fēng)分離器 33;圖中示出流化床高度區(qū)32。該旋風(fēng)分離器33出口處連接有受熱組件34，該受熱組 件34包括有過(guò)熱器、省煤器以及空氣預(yù)熱器。
燃燒室的底部設(shè)置有帶風(fēng)帽的布風(fēng)板41，該風(fēng)帽通過(guò)風(fēng)室4與一鼓風(fēng)機(jī)7相連通， 該鼓風(fēng)機(jī)將壓縮空氣通過(guò)風(fēng)室與風(fēng)帽進(jìn)入所述燃燒室31;燃燒室中的燃燒過(guò)程產(chǎn)生的煙 氣從受熱組件的空氣預(yù)熱器通向一干式煙氣二次脫硫器9，脫硫后的煙氣通過(guò)連管11 進(jìn)入布袋除塵器12、煙氣調(diào)節(jié)閥14與引風(fēng)機(jī)15，將煙氣從煙囪16排出。
燃料箱1中的煤或其它固體燃料粉碎成顆粒狀后通過(guò)燃料輸送管2導(dǎo)入燃燒室31 中。導(dǎo)入燃燒室31中的顆粒狀燃料懸浮在燃燒室中流化介質(zhì)里，并形成一流化床。燃 燒過(guò)程主要發(fā)生在燃燒室的流化床高度區(qū)32內(nèi)。
布袋除塵器12用于將燃料在燃燒過(guò)程產(chǎn)生的煙氣在進(jìn)入煙囪16之前清除掉其中的 灰粒，該灰粒排入位于布袋除塵器下方的除塵灰倉(cāng)13。
本實(shí)用新型在引風(fēng)機(jī)15出口處并位于煙囪16前面接通一煙氣再循環(huán)管17，該煙氣 再循環(huán)管17分別與燃燒室31和風(fēng)室4相連通。鼓風(fēng)機(jī)7是通過(guò)鼓風(fēng)管23連接一空氣 與煙氣混合室6，該鼓風(fēng)機(jī)7前部設(shè)置有鼓風(fēng)量調(diào)節(jié)閥8;該混合室另一端通過(guò)煙再風(fēng) 機(jī)22與煙氣再循環(huán)管17相連通；該混合室上部又與所述風(fēng)室4相連通。煙再風(fēng)機(jī)22 與煙氣再循環(huán)管17之間設(shè)置有煙再調(diào)節(jié)閥21。
上面所述的燃燒過(guò)程產(chǎn)生的部分煙氣又分別接入燃燒室與風(fēng)室中，從而構(gòu)成本實(shí)用 新型的特征；就是在引風(fēng)機(jī)出口的煙氣與一次風(fēng)混合送入流化床下部，經(jīng)布風(fēng)板在爐內(nèi) 強(qiáng)化流化效果而不增加過(guò)剩空氣量；同時(shí)一部分再循環(huán)煙氣與二次風(fēng)混合送入燃燒室上 部。
本實(shí)用新型在引風(fēng)機(jī)15的出口連接煙氣再循環(huán)管以得到煙氣。因而在有些實(shí)施案 例中引風(fēng)機(jī)15有足夠壓力把煙氣直接送入鼓風(fēng)機(jī)7，這種情況下，可以不必再設(shè)置所述 的煙再風(fēng)機(jī)了。
利用再循環(huán)煙氣內(nèi)的092增強(qiáng)石灰石與煙氣中S02的反應(yīng)能力和實(shí)現(xiàn)分級(jí)送風(fēng)，以
及煙氣從空氣預(yù)熱器34通向一干式煙氣二次脫硫器9進(jìn)行二次脫硫；這可改善現(xiàn)有國(guó) 內(nèi)中小型流化床鍋爐的脫硫率偏低和污染物排放偏高現(xiàn)象；本實(shí)用新型的脫硫率可提高到90%左右。
本實(shí)用新型為了進(jìn)一步提高脫硫效果，在流化床鍋爐尾部增設(shè)的干式煙氣二次脫硫 器9是利用鍋爐排灰中剩余的CaO,并從脫硫劑入口處91添加一部分石灰石，與煙氣混 合去除S02。
所述布袋式除塵器的布袋安裝在所述干式煙氣二次脫硫器9出口，并通過(guò)連管11 連接。
燃燒室31的底部與鼓風(fēng)機(jī)7相連通的風(fēng)室形成一次風(fēng)；該一次風(fēng)內(nèi)混有一定比例 的再循環(huán)煙氣后，可以降低過(guò)剩氧量而不影響流化床內(nèi)流化強(qiáng)度，并且可以有效地不借 助其它手段降低床溫、冷卻爐床。
此外，采用再循環(huán)煙氣后，還會(huì)使流化床內(nèi)的湍流作用強(qiáng)度增大，加速了流化床內(nèi) 的傳質(zhì)與傳熱過(guò)程，這有助于燃料顆粒的燃盡以及爐內(nèi)脫氮脫硫效果更好。
在煙氣再循環(huán)管17與燃燒室之間設(shè)置有上層風(fēng)煙氣調(diào)節(jié)閥18，上層風(fēng)煙氣調(diào)節(jié)閥 用于調(diào)整進(jìn)入燃燒室的煙氣數(shù)量。
該上層風(fēng)煙氣調(diào)節(jié)閥18與燃燒室31之間又設(shè)置一上層風(fēng)機(jī)20，上層風(fēng)機(jī)有利于 將上層風(fēng)順利地送入燃燒室。該上層風(fēng)機(jī)與上層風(fēng)煙氣調(diào)節(jié)閥18之間采用"T"型管連 接一帶空氣調(diào)節(jié)閥19的吸風(fēng)管24;所以說(shuō)上層風(fēng)是由空氣與煙氣混合組成，又通過(guò)上 層風(fēng)管道25注入到流化床高度區(qū)32的燃燒室中作為上層風(fēng)，該上層風(fēng)可以促進(jìn)空氣在 流化床中的流化強(qiáng)度，以改善燃燒室中的充分燃燒工況，同時(shí)為燃燒過(guò)程中提供額外的 空氣，也即提供額外的氧氣。
如上所述，上層風(fēng)也即謂二次風(fēng)是由空氣與再循環(huán)煙氣混合一起，在爐內(nèi)稀相的自 由空間為燃燒提供了額外的空氣，實(shí)現(xiàn)分級(jí)燃燒后可以減低燃燒過(guò)程中的NOx排放。同 時(shí)分級(jí)送風(fēng)和在一次風(fēng)中加入再循環(huán)煙氣相結(jié)合的措施能將燃燒初級(jí)階段的過(guò)剩氧量 控制在理論空氣量水平或更低，以顯現(xiàn)分級(jí)燃燒的效應(yīng)。
煙再風(fēng)機(jī)22由煙再交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，該煙再交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)由風(fēng)室
溫度PLC控制連接。 一次風(fēng)內(nèi)加入再循環(huán)煙氣比率大致為5 50%范圍內(nèi)。
此外，上層風(fēng)可提供一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的空氣參數(shù)，并通過(guò)控制以減少氮氧化合物。上 層風(fēng)內(nèi)加入再循環(huán)煙氣比率大致為0~100%范圍內(nèi)。即可以是100%的空氣，也可以是100
%的煙氣，但多數(shù)情況下是具有一定比例的空氣與煙氣混合氣體。上層風(fēng)機(jī)由上層風(fēng)交
流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，該上層風(fēng)交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)由含氧量PLC控制連接。
本實(shí)用新型空氣與煙氣混合構(gòu)成的上層風(fēng)注入流化床鍋爐可導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)更加活 躍的燃料流化床以及更低數(shù)量的過(guò)?？諝膺\(yùn)行工況。其有益效果是可以減少污染物排放以及更有效地利用燃料。
通常在流化床鍋爐內(nèi)，石灰石(c"cq)摻混于煤和床料一起加入到流化床爐內(nèi)， 在爐內(nèi)會(huì)隨092濃度不同，而直接或經(jīng)加熱分解生成0/0與5(92反應(yīng)固化生成硫酸鈣 0^04。這兩種反應(yīng)都與爐膛溫度和092濃度有關(guān)，都隨著092濃度的增加，反應(yīng)也越強(qiáng) 烈。石灰石的分解也是與該濃度有關(guān)。因而，增加C6^濃度對(duì)吸收煙氣中的SC^固化成 caso4有利，而流化床內(nèi)投入再循環(huán)煙氣是增加爐內(nèi)某些局部區(qū)域co2濃度的最好方法。 流化床鍋爐的爐膛內(nèi)存在濃相和稀相兩個(gè)區(qū)域，主要的傳熱和脫硫過(guò)程發(fā)生在濃相 區(qū)內(nèi)。與二次風(fēng)混合的再循環(huán)煙氣噴入爐膛氣固相混合區(qū)內(nèi)，即有助于降低二氧化硫的
排放，因?yàn)樗軐⒋矞卣{(diào)節(jié)到形成硫酸鈣化合反應(yīng)所需要的最佳溫度范圍內(nèi)。
帶煙氣再循環(huán)的上層風(fēng)進(jìn)入燃燒室并調(diào)節(jié)其煙氣數(shù)量的裝置還可以適應(yīng)各種含有 不同的灰分、水分和揮發(fā)性物質(zhì)等燃料的應(yīng)用問(wèn)題；從而可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型使用多樣化 燃料的功能。
由于煤床流化速度是受空氣流動(dòng)的控制，而通過(guò)增多或減少流化介質(zhì)中煙氣數(shù)量 可以控制流化床高度，從而可以對(duì)燃燒中過(guò)剩氧氣的精確控制。所以，這使得具有在流 化床燃燒室中應(yīng)用各種燃料的優(yōu)勢(shì)。
控制燃燒室過(guò)剩氧氣是通過(guò)煙氣再循環(huán)中氧氣的測(cè)量控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。該氧氣的測(cè) 量控制系統(tǒng)與上層風(fēng)交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)相連接，并由含氧量PLC來(lái)控制。
本實(shí)用新型反應(yīng)更加活躍的流化床可以減少煙霧與其它顆粒的排放。煙氣重新進(jìn)入 燃燒室時(shí)，該煙氣中更多的顆粒物的再燃燒降低了該顆粒物的碳含量，從而實(shí)現(xiàn)燃料充 分燃燒的目的，也即減少了顆粒物排放；其次，燃燒區(qū)中氧的數(shù)量的減少將導(dǎo)致氮氧化 物的污染物排放數(shù)量的減少。
權(quán)利要求1、一種流化床鍋爐，包括一設(shè)置有流化床燃燒室(31)的鍋爐體(3)，該燃燒室的底部設(shè)置有帶風(fēng)帽的布風(fēng)板(41)，該風(fēng)帽通過(guò)風(fēng)室(4)與一鼓風(fēng)機(jī)(7)相連通，該鼓風(fēng)機(jī)將壓縮空氣通過(guò)所述風(fēng)室與風(fēng)帽進(jìn)入所述燃燒室(31)，所述鍋爐體(3)中的燃燒煙氣經(jīng)布袋除塵器(12)由引風(fēng)機(jī)(15)引至煙囪(16)排出，其特征在于所述引風(fēng)機(jī)(15)出口處接通一煙氣再循環(huán)管(17)，該煙氣再循環(huán)管(17)分別與所述流化床燃燒室(31)和所述風(fēng)室(4)相連通；所述旋風(fēng)分離器(33)與所述布袋除塵器(12)之間設(shè)置有干式煙氣二次脫硫器(9)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床鍋爐，其特征在于所述煙氣再循環(huán)管(17)與 所述流化床燃燒室(31)之間設(shè)置有上層風(fēng)煙氣調(diào)節(jié)閥(18);該上層風(fēng)煙氣調(diào)節(jié)閥(18)用以調(diào)節(jié)進(jìn)入所述流化床燃燒室(31)內(nèi)的上層風(fēng)中再循環(huán)煙氣的比率，該比率為5 50%范圍內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的流化床鍋爐，其特征在于所述上層風(fēng)煙氣調(diào)節(jié)閥(18) 與所述燃燒室(31)之間設(shè)置一上層風(fēng)機(jī)(20)，該上層風(fēng)機(jī)(20)與所述上層風(fēng)煙氣 調(diào)節(jié)閥(18)之間采用"T"管連接一帶空氣調(diào)節(jié)閥(19)的吸風(fēng)管(24);所述上層風(fēng) 是由所述空氣與所述煙氣混合組成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床鍋爐，其特征在于所述鼓風(fēng)機(jī)(7)通過(guò)鼓風(fēng)管 (23)連接一空氣與煙氣混合室(6)，該混合室(6)另一端通過(guò)煙再風(fēng)機(jī)(22)與所述煙氣再循環(huán)管(17)相連通；該混合室(6)上部又與所述風(fēng)室(4)相連通，以構(gòu)成 一次風(fēng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的流化床鍋爐，其特征在于所述上層風(fēng)機(jī)(20)由上層 風(fēng)交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，該上層風(fēng)交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)由氧量分析傳感器與含氧量 PLC控制連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的流化床鍋爐，其特征在于所述煙再風(fēng)機(jī)(22)與所述 煙氣再循環(huán)管(17)之間設(shè)置有煙再調(diào)節(jié)閥(21);該煙再調(diào)節(jié)閥(21)用于調(diào)節(jié)進(jìn)入所述混合室(6)中的一次風(fēng)內(nèi)的再循環(huán)煙氣的比率，該比率為5 50%范圍內(nèi)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的流化床鍋爐，其特征在于所述煙再風(fēng)機(jī)(22)由煙再 交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，該煙再交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)由風(fēng)室溫度傳感器與風(fēng)室溫度 PLC控制連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的流化床鍋爐，其特征在于所述上層風(fēng)煙氣調(diào)節(jié)閥 (18)、所述煙再調(diào)節(jié)閥(21)由所述PLC控制或采用人工手動(dòng)操作控制。
專利摘要一種流化床鍋爐，包括流化床燃燒室，它的底部設(shè)置有布風(fēng)板的風(fēng)室并與鼓風(fēng)機(jī)相連通，燃燒室的燃燒煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)從煙囪排出，引風(fēng)機(jī)出口處接通一煙氣再循環(huán)管，它又分別與流化床燃燒室和風(fēng)室相連通，煙氣再循環(huán)管與流化床燃燒室之間設(shè)置有上層風(fēng)調(diào)節(jié)閥，上層風(fēng)調(diào)節(jié)閥與燃燒室之間設(shè)置一上層風(fēng)機(jī)，上層風(fēng)機(jī)與上層風(fēng)調(diào)節(jié)閥之間連接一帶空氣調(diào)節(jié)閥的吸風(fēng)管，上層風(fēng)是由空氣與煙氣混合組成，鼓風(fēng)機(jī)連接一空氣與煙氣混合室，混合室另一端通過(guò)煙再風(fēng)機(jī)與煙再調(diào)節(jié)閥連通所述煙氣再循環(huán)管，該混合室上部又與風(fēng)室相連通構(gòu)成一次風(fēng)；本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)是可提高燃料利用率并降低污染物排放、脫硫效率較高、且具有使用廣泛煤種燃料的優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)F23C10/28GK201434374SQ20092012424
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者徐國(guó)武, 朱世明, 沈舒舒, 肯內(nèi)斯L·馬龍, 陳金岳 申請(qǐng)人:寧波怡諾能源科技有限公司