內(nèi)置雙進口旋風分離器的循環(huán)流化床燃燒裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于內(nèi)置雙進口旋風分離器的循環(huán)流化床燃燒裝置，該裝置包括爐膛本體（1），雙進口旋風分離器（2），返料下降管（3），汽水分離器（10）。所述爐膛本體（1）豎直布置，其內(nèi)壁布置水冷壁，爐膛本體（1）自下而上依次分為爐膛密相區(qū)（A），爐膛提升區(qū)（B），爐膛分離區(qū)（C）三個區(qū)域；所述爐膛分離區(qū)（C）內(nèi)與床體同軸布置雙進口旋風分離器（2），旋風分離器（2）的煙氣入口上方設在爐膛分離區(qū)（C）上部。本發(fā)明提高了氣固分離效率，減少熱量損失，提高鍋爐熱效率。
【專利說明】內(nèi)置雙進口旋風分離器的循環(huán)流化床燃燒裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶有內(nèi)置雙進口旋風分離器的循環(huán)流化床燃燒設備，可用煤、生物質(zhì)、固體廢棄物、城市和工業(yè)污泥等多種燃料的燃燒，屬于潔凈煤燃燒技術以及固廢處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]循環(huán)流化床燃燒技術是20世紀70年代發(fā)展起來的清潔煤燃燒技術，與常規(guī)層煤鍋爐、煤粉鍋爐相比，循環(huán)流化床鍋爐具有燃料適應性特別好，燃燒效率高，負荷調(diào)節(jié)性能強，更適合采用超臨界參數(shù)，爐內(nèi)脫硫效果好及污染物排放少，燃料預處理系統(tǒng)簡單等眾多突出的特點和優(yōu)勢。由于具有上述優(yōu)點，在循環(huán)流化床鍋爐在電力市場上顯示了它強大的生命力，近20年來得到迅速發(fā)展，正在向大型化方向行進。
[0003]同時在實踐應用中，現(xiàn)有的循環(huán)流化床技術不可避免地仍存在許多問題，其中是實現(xiàn)循環(huán)物料的高效分離是其面臨的主要難題之一。循環(huán)流化床的分離機構是循環(huán)流化床最重要的部位之一，其主要作用是將大量高溫固體從氣流中分離出來，通過密封回料系統(tǒng)將其送回燃燒室，以維持燃燒室的快速流態(tài)化狀態(tài)，保證燃料和添加劑的多次循環(huán)、反復燃燒和反應。氣固分離器的結構關系到燃燒設備的整體布置，分離器的性能對于燃燒室的燃燒特性具有十分重要的影響。目前普遍采用的外置絕熱型旋風分離器內(nèi)部襯有較厚的防磨、耐火以及隔熱保溫材料，分離器壁面總厚度在350?450mm之間，筒體直徑可達7?10m，基本與爐膛相當，而大容量的循環(huán)流化床機組必須配備多個分離器，致使機組結構復雜，體積非常龐大；龐大的分離裝置同時致使燃燒設備熱慣性大，延長啟停時間，使負荷變化動態(tài)特性變差。汽水冷卻式旋風分離器由于和鍋爐的汽水系統(tǒng)構成了一個整體，在一定程度上使爐膛和分離器結構緊湊，有效減少了整個燃燒設備的體積，但其外側也需覆以一定厚度保溫層，分離器直徑也達到3m左右。被分離器分離下來的固體物料必須通過返料機構送回床內(nèi)，返料機構結構一般較為復雜，在高溫條件下，所采用的機械閥容易卡死，轉動不靈，磨損嚴重，可靠性低且壓損嚴重。此外，國內(nèi)高溫旋風分離器運行在負壓區(qū)內(nèi)，若密封處理不當，有空氣漏入還易導致后燃現(xiàn)象，使分離器內(nèi)發(fā)生高溫結焦；許多研究者還指對于現(xiàn)普遍使用的單進口旋風分離器，其氣流速度分布在徑向上呈軸不對稱或出現(xiàn)偏心，尤其在錐體下部靠近排塵口附近，有明顯的“偏心”，排氣管下口附近，徑向氣速較大，有“短路”現(xiàn)象；這些局限在很大程度上阻礙了循環(huán)流化床燃燒技術的大型化利用。
[0004]綜上，分離器和回料器的技術水平很大程度上決定了循環(huán)流化床鍋爐的技術水平，進一步開發(fā)效率高、體積小、阻力低、磨損輕和制造運行方便的循環(huán)物料分離裝置是提高循環(huán)流化床燃燒設備經(jīng)濟性和可靠性的有力保證，也是循環(huán)流化床燃燒設備大型化的必然選擇。文獻《雙進口旋風器內(nèi)流場的實驗研究》(沈恒根)基于對旋風器本身的研究，提出一種雙進口旋風分離方案，但并未給出具體的實施應用方法。中國專利ZL200610023615.1公開了一種氣固分離器內(nèi)置的流化床反應器，但是該裝置主要用于連續(xù)操作的費托合成反應。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術問題:針對現(xiàn)有的循環(huán)流化床存在的機組部件眾多占據(jù)空間大、氣固分離器體積和重量過大，爐膛與爐外裝置熱膨脹差異造成機組啟停慣性大，返料機構結構復雜等問題，本發(fā)明提出一種基于內(nèi)置雙進口旋風分離器的循環(huán)流化床燃燒裝置。
[0006]技術方案:為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于內(nèi)置雙進口旋風分離器的循環(huán)流化床燃燒裝置，該裝置包括爐膛本體，雙進口旋風分離器，返料下降管，返料口翼閥、布風板，底部風室，汽水分離器，循環(huán)水下降管，冷灰器，添加劑入料口，燃料入料口，上二次風入口，下二次風入口以及流化風入口 ；
[0007]所述爐膛本體豎直布置，其內(nèi)壁布置水冷壁，爐膛本體自下而上依次分為爐膛密相區(qū)，爐膛提升區(qū)，爐膛分離區(qū)三個區(qū)域；
[0008]所述爐膛分離區(qū)內(nèi)與床體同軸布置雙進口旋風分離器，旋風分離器的煙氣入口上方設在爐膛分離區(qū)上部，旋風分離器上部的煙氣出口穿過爐膛分離區(qū)上部頂端伸出爐膛本體，與后續(xù)煙氣通道相連；旋風分離器底部排塵口設在爐膛分離區(qū)下部，排塵口與返料下降管相連；所述返料下降管穿過爐膛提升區(qū)，延伸至爐膛密相區(qū)的中部；返料下降管底部接返料口翼閥；
[0009]所述爐膛密相區(qū)底部布置布風板，其上均勻布置風帽；布風板下部為底部風室；布風板中心開排灰口，排灰口與排灰管道相連，排灰管道穿過底部風室與冷灰器相接；冷灰器下部的出料口作為整個爐膛本體的出料口；
[0010]所述爐膛密相區(qū)側面自上而下布置添加劑入料口和燃料入料口 ；爐膛提升區(qū)側面自上而下布置上二次風入口和下二次風入口 ；底部風室側面開流化風入口 ；
[0011]所述爐膛本體內(nèi)壁布置水冷壁管，管道從爐膛頂部伸出，與汽水分離器的濕蒸汽入口相連；汽水分離器上部的蒸汽出口接后續(xù)設備，下部的分離水出口與循環(huán)水下降管相連，循環(huán)水下降管沿流化床外壁向下延伸布置，在床體底部通過連箱裝置將循環(huán)水重新送入流化床爐膛內(nèi)部吸熱。
[0012]優(yōu)選的，爐膛密相區(qū)為自下向上微漸擴倒置圓臺，其上為爐膛提升區(qū)；
[0013]爐膛提升區(qū)為圓柱形，其下部與爐膛密相區(qū)相連，上部為爐膛分離區(qū)；
[0014]爐膛分離區(qū)下部為倒置圓臺，該倒置圓臺底部直徑與爐膛分離區(qū)直徑相同，中部為柱形，頂部為錐形。
[0015]優(yōu)選的，所述旋風分離器由圓柱筒體和倒錐形料斗構成，筒體兩側中心對稱布置兩個煙氣入口作為分離器的入料口，上部的煙氣出口作為上出料口與后續(xù)煙氣通道相連，倒錐形料斗的下部排塵口作為整個旋風分離器的下出料口，與返料下降管相連；旋風分離器以及返料下降管的外殼均由蒸汽冷卻的膜式壁構成，蒸汽是來自汽水分離器的飽和蒸汽；
[0016]優(yōu)選的，該裝置還包括，旋風器懸吊支架，旋風器固定支架，返料下降管支架，其中，
[0017]所述旋風分離器由可拆卸的旋風器懸吊支架安裝在燃燒裝置內(nèi)部，旋風器懸吊支架作為主要的承重裝置；旋風分離器煙道入口下方和返料下降管距底部1/3處分別安裝可拆卸的旋風器固定支架和返料下降管固定支架。[0018]優(yōu)選的，所述燃燒裝置總高為L，則爐膛密相區(qū)連同底部風室的高度為L1=LzU爐膛提升區(qū)的高度為L2=L/2，爐膛分離區(qū)的高度為L3=L/3，其中底部風室高度為L4=L/30 ；
[0019]爐膛密相區(qū)的倒置圓臺底部直徑D1=LA,上部直徑D2=L 2Di，添加劑入料口和燃料入料口距爐膛密相區(qū)上下截面的距離分別為H1=H2=L1A ;
[0020]爐膛提升區(qū)的直徑為D2，下二次風入口距爐膛提升區(qū)下截面的距離為H3=L2/3，下二次風入口距爐膛提升區(qū)上截面的距離為H4=L2/4 ；
[0021]爐膛分離區(qū)底部圓臺下部直徑與提升區(qū)直徑D2相等，圓臺上部直徑為D3=L 3D2，圓臺高度L6=L3/3 ;爐膛分離區(qū)中部圓柱筒體的直徑與下部圓臺的上直徑D3相等，中部圓柱筒體高度為L7=L3/2 ;爐膛分離區(qū)上部錐體的底部直徑與分離區(qū)下部圓臺的上直徑D3相等，分離區(qū)上部錐體的高度L8=L3/6 ；
[0022]返料下降管從爐膛分離區(qū)和提升區(qū)的分界面一直延伸至爐膛密相區(qū)的中部位置，返料下降管管長為L5=7L/12 ；
[0023]布風板采用風帽均勻布風，開孔率為10%.[0024]優(yōu)選的，所述的旋風分離器由上部筒體和與其連接的下部錐形灰斗兩個部分組成；
[0025]旋風分離器的總高度為Lx=5L3/6，上部筒體高度h=2Lx/5 ;筒體兩側中心對稱布置兩個煙氣入口，煙氣入口采用回轉通道，旋風分離器的筒體直徑為2R1;回轉通道圓直徑為2R2，其中R2=LOSR1，回轉角度為90° ;煙氣入口設計為減縮結構，減縮角度為45°，減縮長度為n，入口一側與 所述筒體相切；煙氣入口高度a=2h/3，寬度為b ;旋風分離器上部排氣口直徑為De=0.8?，排氣口深度S=0.5a，底部排塵口直徑Dh略大于上部排氣口直徑，Dh=L IDe。
[0026]優(yōu)選的，所述的旋風分離器主體由汽冷管彎制、焊裝而成；汽冷管外側布滿銷釘并涂一層50~70mm的高溫耐磨燒筑料；蒸汽管道內(nèi)側燒筑一層較厚的高溫防磨耐火材料。
[0027]優(yōu)選的，所述返料口翼閥由馬蹄形出料口和活動懸板組成。
[0028]有益效果:本發(fā)明提供的基于內(nèi)置雙進口旋風分離器的循環(huán)流化床燃燒裝置，與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)勢:
[0029]1、旋風分離器置于循環(huán)流化床內(nèi)部，結構緊湊，顯著減小循環(huán)流化床機組占據(jù)的空間；大大減小旋風分離器與爐膛的熱膨脹差別，縮短鍋爐啟動時間，增強循環(huán)流化床鍋爐的調(diào)節(jié)性能；簡化了爐膛與分離器、分離器與尾部受熱面接口處的機械設計，減少了制造和安裝的工作量，降低了運行和維修費用。
[0030]2、旋風分離器置于爐膛內(nèi)部，使旋風分離器本身不再需要厚厚的保溫層，極大地減小了旋風分離器的重量和體積；與外置旋風結構相比，熱量損失減少，鍋爐熱效率提高；避免發(fā)生外部空氣漏入分離器發(fā)生殘?zhí)咳紵斐煞蛛x器內(nèi)高溫結焦。旋風分離器由汽冷管彎制、焊接而成，增加了爐膛受熱面，且熱應力小，縮短機組啟停時間。
[0031]3、旋風分離器采用雙進口設計，入口采用蝸殼式回轉通道，能有效增強旋風分離器內(nèi)流場的軸對稱性，避免旋風分離器內(nèi)出現(xiàn)“偏心”現(xiàn)象，并減小氣固混合物對筒體氣流撞擊和干擾，提高分離效率，減少壓力損失。
[0032]4、旋風分離器分離出來的固體物料在爐內(nèi)直接經(jīng)返料下降管返回密相區(qū)，返料結構簡單可靠，壓力損失??；無需輔助返料設備，減少循環(huán)流化床的投資和運行費用?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0033]圖1為循環(huán)流化床結構示意圖；
[0034]圖2為循環(huán)流化床尺寸標注示意圖；
[0035]圖3a為雙進口旋風分離器正視尺寸圖；
[0036]圖3b為雙進口旋風分離器上視尺寸圖；
[0037]圖3c為旋風分離器材料結構示意圖；
[0038]圖4為本發(fā)明的一種應用實例；
[0039]包括:循環(huán)流化床本體1，雙進口旋風分離器2，返料下降管3，返料口翼閥4，旋風器懸吊支架5，旋風器固定支架6，返料下降管支架7，布風板8，底部風室9，汽水分離器10，循環(huán)水下降管11，冷灰器12，添加劑入料口 13，燃料入料口 14，上二次風入口 15，下二次風入口 16，流化風入口 17，防磨耐火材料18，銷釘19，蒸汽冷卻管道20，煤粉料斗21，催化劑料斗22，冷灰器23，冷灰斗24，過熱器25，省煤器26，空氣預熱器27，風機28，此外還有爐膛密相區(qū)A，爐膛提升區(qū)B，爐膛分離區(qū)C，尾部煙道D，爐膛內(nèi)固體循環(huán)流程F，爐膛內(nèi)煙氣流程G，蒸汽流程V，以及流化風FW，上二次風SWl，下二次風SW2。
具體實施方案
[0040]下面結合附圖對本發(fā)明做更進一步的說明。
[0041]本發(fā)明提供的基于內(nèi)置雙進口旋風分離器的循環(huán)流化床燃燒裝置，它由爐膛本體，雙進口旋風分離器，返料下降管，汽水分離器裝置組成。本發(fā)明改變了旋風分離器外置的布置方式，旋風分離器置于循環(huán)流化床內(nèi)部，主體由汽冷管彎制、焊裝而成，采用雙進口蝸殼式回轉通道設計，分離出來的固體顆粒從返料下降管直接下落進入爐膛密相區(qū)。旋風分離器置于爐膛內(nèi)部，能夠有效簡化循環(huán)流化床機械部件，使其結構緊湊，減少機組占據(jù)空間；能夠極大地減小旋風分離器的重量和體積，提高氣固分離效率，減少熱量損失，提高鍋爐熱效率；縮短機組啟停時間，提高機組調(diào)節(jié)性能；且返料機構簡單可靠。旋風分離器采用雙進口設計能夠有效優(yōu)化其內(nèi)部流場。本發(fā)明可用于煤、生物質(zhì)、固體廢棄物、城市和工業(yè)污泥等多種燃料的燃燒。
[0042]參見圖1，本發(fā)明提供的基于內(nèi)置雙進口旋風分離器的循環(huán)流化床燃燒裝置，該裝置包括爐膛本體1，雙進口旋風分離器2，返料下降管3，返料口翼閥4、布風板8，底部風室9，汽水分離器10，循環(huán)水下降管11，冷灰器12，添加劑入料口 13，燃料入料口 14，上二次風入口 15，下二次風入口 16以及流化風入口 17。
[0043]所述爐膛本體I豎直布置，其內(nèi)壁布置水冷壁，爐膛本體I自下而上依次分為爐膛密相區(qū)A，爐膛提升區(qū)B，爐膛分離區(qū)C三個區(qū)域。
[0044]所述爐膛分離區(qū)C內(nèi)與床體同軸布置雙進口旋風分離器2，旋風分離器2的煙氣入口上方設在爐膛分離區(qū)C上部，旋風分離器2上部的煙氣出口穿過爐膛分離區(qū)C上部頂端伸出爐膛本體1，與后續(xù)煙氣通道相連；旋風分離器2底部排塵口設在爐膛分離區(qū)C下部，排塵口與返料下降管3相連；所述返料下降管3穿過爐膛提升區(qū)B，延伸至爐膛密相區(qū)A的中部；返料下降管3底部接返料口翼閥(4)。
[0045]所述爐膛密相區(qū)A底部布置布風板8，其上均勻布置風帽；布風板8下部為底部風室9 ;布風板8中心開排灰口，排灰口與排灰管道相連,排灰管道穿過底部風室9與冷灰器12相接；冷灰器12下部的出料口作為整個爐膛本體I的出料口。
[0046]所述爐膛密相區(qū)A側面自上而下布置添加劑入料口 13和燃料入料口 14 ;爐膛提升區(qū)B側面自上而下布置上二次風入口 15和下二次風入口 16 ;底部風室9側面開流化風入口 17。
[0047]所述爐膛本體I內(nèi)壁布置水冷壁管，管道從爐膛頂部伸出，與汽水分離器10的濕蒸汽入口相連；汽水分離器10上部的蒸汽出口接后續(xù)設備，下部的分離水出口與循環(huán)水下降管11相連，循環(huán)水下降管11沿流化床外壁向下延伸布置，在床體底部通過連箱裝置將循環(huán)水重新送入流化床爐膛內(nèi)部吸熱。
[0048]爐膛密相區(qū)A為自下向上微漸擴倒置圓臺，其上為爐膛提升區(qū)B ;爐膛提升區(qū)B為圓柱形，其下部與爐膛密相區(qū)A相連，上部為爐膛分離區(qū)C ;爐膛分離區(qū)C下部為倒置圓臺，該倒置圓臺底部直徑與爐膛分離區(qū)B直徑相同，中部為柱形，頂部為錐形。
[0049]所述旋風分離器2由圓柱筒體和倒錐形料斗構成，筒體兩側中心對稱布置兩個煙氣入口作為分離器2的入料口，上部的煙氣出口作為上出料口與后續(xù)煙氣通道相連，倒錐形料斗的下部排塵口作為整個旋風分離器2的下出料口，與返料下降管3相連；旋風分離器2以及返料下降管3的外殼均由蒸汽冷卻的膜式壁構成，蒸汽是來自汽水分離器10的飽和蒸汽。
[0050]該裝置還包括，旋風器懸吊支架5，旋風器固定支架6，返料下降管支架7，其中，
[0051]所述旋風分離器2由可拆卸的旋風器懸吊支架5安裝在燃燒裝置內(nèi)部，旋風器懸吊支架5作為主要的承重裝置；旋風分離器2煙道入口下方和返料下降管3距底部1/3處分別安裝可拆卸的旋風器固定支架6和返料下降管固定支架7。
[0052]所述燃燒裝置總高為L，則爐膛密相區(qū)A連同底部風室9的高度為L1=LzU爐膛提升區(qū)B的高度為L2=L/2，爐膛分離區(qū)C的高度為L3=L/3，其中底部風室9高度為L4=L/30。
[0053]爐膛密相區(qū)A的倒置圓臺底部直徑D1=LA,上部直徑％=1.2Di，添加劑入料口 13和燃料入料口 14距爐膛密相區(qū)A上下截面的距離分別為H1=H2=L1A ;
[0054]爐膛提升區(qū)B的直徑為D2，下二次風入口 16距爐膛提升區(qū)B下截面的距離為H3=L2/3，下二次風入口 15距爐膛提升區(qū)B上截面的距離為H4=L2/4。
[0055]爐膛分離區(qū)C底部圓臺下部直徑與提升區(qū)直徑D2相等，圓臺上部直徑為D3=L 3D2，圓臺高度L6=L3/3 ;爐膛分離區(qū)C中部圓柱筒體的直徑與下部圓臺的上直徑D3相等，中部圓柱筒體高度為L7=L3/2 ;爐膛分離區(qū)C上部錐體的底部直徑與分離區(qū)C下部圓臺的上直徑D3相等，分離區(qū)上部錐體的高度L8=L3/6。
[0056]返料下降管3從爐膛分離區(qū)C和提升區(qū)B的分界面一直延伸至爐膛密相區(qū)A的中部位置，返料下降管3管長為L5=7L/12。；
[0057]布風板8采用風帽均勻布風，開孔率為10%.[0058]所述的旋風分離器2由上部筒體和與其連接的下部錐形灰斗兩個部分組成。
[0059]旋風分離器2的總高度為Lx=5L3/6，上部筒體高度h=2Lx/5 ;筒體兩側中心對稱布置兩個煙氣入口，煙氣入口采用回 轉通道，旋風分離器2的筒體直徑為2R1;回轉通道圓直徑為2R2，其中R2=L 05?，回轉角度為90° ;煙氣入口設計為減縮結構，減縮角度為45°，減縮長度為n，入口一側與所述筒體相切；煙氣入口高度a=2h/3，寬度為b ;旋風分離器2上部排氣口直徑為De=0.8?，排氣口深度S=0.5a，底部排塵口直徑Dh略大于上部排氣口直徑，Dh=L IDe0
[0060]所述的旋風分離器2主體由汽冷管彎制、焊裝而成；汽冷管外側布滿銷釘并涂一層50?70mm的高溫耐磨燒筑料；蒸汽管道內(nèi)側燒筑一層較厚的高溫防磨耐火材料。
[0061]所述返料口翼閥4由馬蹄形出料口和活動懸板組成。
[0062]所述旋風分離器2由筒體和倒錐形料斗構成，筒體兩側中心對稱布置兩個煙氣入口作為分離器2的入料口，上部的煙氣出口作為上出料口與后續(xù)煙氣通道相連，倒錐形料斗的下部排塵口作為整個旋風分離器2的下出料口，與返料下降管相連。分離器2以及返料下降管3的外殼均由蒸汽冷卻的膜式壁構成，蒸汽是來自汽水分離器10的飽和蒸汽。
[0063]所述全覆式翼閥4由馬蹄形出料口和活動懸板組成。
[0064]如圖2所示，所述循環(huán)流化床本體總高為24m，則爐膛密相區(qū)A連同底部風室的高度為4m，爐膛爐膛提升區(qū)B的高度為12m，分離區(qū)C的高度為8m，其中風室高度為0.8m。爐膛密相區(qū)A的倒置圓臺底部直徑3.4m,上部直徑4.0m,添加劑入料口 13和燃料入料口 14距密相區(qū)上下截面的距離分別為1.3m。爐膛提升區(qū)B的直徑為4.0m，下二次風入口 16距爐膛提升區(qū)B下截面的距離為4m，下二次風入口 15距爐膛提升區(qū)B上截面的距離為3m。爐膛分離區(qū)C底部圓臺下部直徑為4.0m，圓臺上部直徑為5.2m，圓臺高度2.7m。爐膛分離區(qū)C中部圓柱筒體直徑為5.2m,高度為4m。爐膛分離區(qū)C上部錐體的底部直徑為5.2m,高度
1.3m。返料下降管從爐膛分離區(qū)C和爐膛提升區(qū)B的分界面一直延伸至密相區(qū)A的中部位置，管長為14m。布風板8采用風帽均勻布風，開孔率為10%.[0065]如圖3所示，旋風分離器2由上部筒體和下部錐形灰斗兩個部分組成。旋風分離器2的總高度為6.7m,上部筒體高度2.7m。筒體兩側中心對稱布置兩個煙氣入口，煙氣入口采用回轉通道，旋風分離器2的筒體直徑為3m，回轉通道圓直徑為3.15m，其中R2=L 05R1；回轉角度為90°。煙氣入口設計為減縮結構，減縮角度為45°，減縮長度為0.2m，入口一側與旋風筒體相切。煙氣入口高度2.lm，寬度為1.8m。旋風分離器2上部排氣口直徑為1.2m，排氣口深度1.05m，底部排塵口直徑略大于上部排氣口直徑，尺寸為1.16m。
[0066]如圖4所示，所述的旋風分離器2上部排氣口排出的煙氣經(jīng)連接管道進入尾部受熱面，依次經(jīng)過過熱器、省煤器和空氣預熱器，進入尾部煙道進行煙氣處理。汽水分離器10上部出料口排出的蒸汽一部分進入爐內(nèi)旋風分離器蒸汽管道進行旋風冷卻，絕大部分進入過熱器進行蒸汽過熱，過熱后的蒸汽進入汽輪機。燃料煤和添加劑石灰石以一定的配比分別經(jīng)燃料入料口 14和添加劑入料口 14送入爐膛。風機將風送入空氣預熱器利用煙氣余熱進行預熱，預熱后的空氣分為三路，分別通過流化風入口 17，上二次風入口 15和下二次風入口 16進入爐膛參與燃燒。
[0067]上述裝置的具體工作過程為:
[0068]1、破碎成細小顆粒的燃料煤(粒徑范圍O?8mm)和燃燒添加劑石灰石以一定的配比分別通過給料裝置從燃料入料口 14和添加劑入料口 13送入爐膛內(nèi)的密相區(qū)。
[0069]2、風機將風送入空氣預熱器利用煙氣余熱進行預熱至500°C，預熱后的空氣分為三路，分別通過流化風入口 17 (70%)，上二次風入口 15 (15%)和下二次風入口 16 (15%)進入爐膛參與燃燒?？諝庖?m/s(表觀速度)經(jīng)由底部風室經(jīng)過床底部的布風板送入床層。對于較大顆粒的燃料，該流化速度剛超過該顆粒尺寸的臨界風速，顆粒在一次流化風的作用下上升和浮起，又在重力作用下下落，因此在爐膛底部形成基本由大顆粒組成的鼓泡狀態(tài)，較大的顆粒在密相區(qū)較長時間的停留和充分地燃盡或者燃成較細的顆粒。爐內(nèi)溫度約為850°C。而較細的顆粒則在燃燒煙氣的攜帶下，進入提升區(qū)以及上部的氣固分離區(qū)。其間，在提升區(qū)加入下二次流化風(15%)和上二次流化風(15%)，使燃料顆粒進一步燃燒，并控制污染物(NOx)的生成。
[0070]3、煙氣攜帶未燃盡的細煤顆粒細顆粒進入旋風分離器，經(jīng)旋風分離器分離后的潔凈煙氣從旋風分離器上部煙氣出口排出爐膛，進入后續(xù)煙道。經(jīng)旋風分離器分離后的固體顆粒從旋風分離器排塵口進入返料下降管，在返料下降管內(nèi)下落至返料管出口，重新回到密相區(qū)進行再次燃燒。在整個燃燒過程中，固體物料經(jīng)由密相區(qū)、提升區(qū)、分離區(qū)、旋風分離器、返料下降管再次回到密相區(qū)，整個循環(huán)過程在爐膛內(nèi)部完成。
[0071]4、旋風分離器2上部排氣口排出的煙氣經(jīng)連接管道進入尾部受熱面，依次經(jīng)過過熱器、省煤器和空氣預熱器，進入尾部煙道進行煙氣處理。汽水分離器10上部出料口排出的蒸汽中15%的份額進入爐內(nèi)旋風分離器蒸汽管道進行旋風冷卻，絕大部分進入過熱器進行蒸汽過熱至560°C,過熱后的蒸汽進入汽輪機。
[0072]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出:對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種基于內(nèi)置雙進口旋風分離器的循環(huán)流化床燃燒裝置，其特征在于:該裝置包括爐膛本體(1)，雙進口旋風分離器(2 )，返料下降管(3 )，返料口翼閥(4 )、布風板(8 )，底部風室(9)，汽水分離器(10)，循環(huán)水下降管(11)，冷灰器(12)，添加劑入料口(13)，燃料入料口(14)，上二次風入口(15)，下二次風入口(16)以及流化風入口(17)； 所述爐膛本體(1)豎直布置，其內(nèi)壁布置水冷壁，爐膛本體(1)自下而上依次分為爐膛密相區(qū)(A)，爐膛提升區(qū)(B)，爐膛分離區(qū)(C)三個區(qū)域； 所述爐膛分離區(qū)(C)內(nèi)與床體同軸布置雙進口旋風分離器(2)，旋風分離器(2)的煙氣入口上方設在爐膛分離區(qū)(C)上部，旋風分離器(2)上部的煙氣出口穿過爐膛分離區(qū)(C)上部頂端伸出爐膛本體(1)，與后續(xù)煙氣通道相連；旋風分離器(2 )底部排塵口設在爐膛分離區(qū)(C)下部，排塵口與返料下降管(3)相連；所述返料下降管(3)穿過爐膛提升區(qū)(B)，延伸至爐膛密相區(qū)(A)的中部；返料下降管(3)底部接返料口翼閥(4)； 所述爐膛密相區(qū)(A)底部布置布風板(8)，其上均勻布置風帽；布風板(8)下部為底部風室(9);布風板(8)中心開排灰口，排灰口與排灰管道相連,排灰管道穿過底部風室(9)與冷灰器(12)相接；冷灰器(12)下部的出料口作為整個爐膛本體(1)的出料口 ； 所述爐膛密相區(qū)(A)側面自上而下布置添加劑入料口( 13)和燃料入料口( 14);爐膛提升區(qū)(B)側面自上而下布置上二次風入口( 15)和下二次風入口( 16);底部風室(9)側面開流化風入口(17)； 所述爐膛本體(1)內(nèi)壁布置水冷壁管，管道從爐膛頂部伸出，與汽水分離器(10)的濕蒸汽入口相連；汽水分離器(10)上部的蒸汽出口接后續(xù)設備，下部的分離水出口與循環(huán)水下降管(11)相連，循環(huán)`水下降管(11)沿流化床外壁向下延伸布置，在床體底部通過連箱裝置將循環(huán)水重新送入流化床爐膛內(nèi)部吸熱。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于內(nèi)置雙進口旋風分離器的循環(huán)流化床燃燒裝置，其特征在于: 爐膛密相區(qū)(A)為自下向上微漸擴倒置圓臺，其上為爐膛提升區(qū)(B); 爐膛提升區(qū)(B)為圓柱形，其下部與爐膛密相區(qū)(A)相連，上部為爐膛分離區(qū)(C)； 爐膛分離區(qū)(C)下部為倒置圓臺，該倒置圓臺底部直徑與爐膛分離區(qū)(B)直徑相同，中部為柱形，頂部為錐形。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于內(nèi)置雙進口旋風分離器的循環(huán)流化床燃燒裝置，其特征在于: 所述旋風分離器(2)由圓柱筒體和倒錐形料斗構成，筒體兩側中心對稱布置兩個煙氣入口作為分離器(2)的入料口，上部的煙氣出口作為上出料口與后續(xù)煙氣通道相連，倒錐形料斗的下部排塵口作為整個旋風分離器(2)的下出料口，與返料下降管(3)相連；旋風分離器(2)以及返料下降管(3)的外殼均由蒸汽冷卻的膜式壁構成，蒸汽是來自汽水分離器(10)的飽和蒸汽。
4.根據(jù)權利要求2所述的基于內(nèi)置雙進口旋風分離器的循環(huán)流化床燃燒裝置，其特征在于: 該裝置還包括，旋風器懸吊支架(5)，旋風器固定支架(6)，返料下降管支架(7)，其中， 所述旋風分離器(2)由可拆卸的旋風器懸吊支架(5)安裝在燃燒裝置內(nèi)部，旋風器懸吊支架(5)作為主要的承重裝置；旋風分離器(2)煙道入口下方和返料下降管(3)距底部1/3處分別安裝可拆卸的旋風器固定支架(6)和返料下降管固定支架(7)。
5.根據(jù)權利要求2所述的基于內(nèi)置雙進口旋風分離器的循環(huán)流化床燃燒裝置，其特征在于:所述燃燒裝置總高為L，則爐膛密相區(qū)(A)連同底部風室(9)的高度為L1=LzU爐膛提升區(qū)(B)的高度為L2=L/2，爐膛分離區(qū)(C)的高度為L3=L/3，其中底部風室(9)高度為L4=L/30 ； 爐膛密相區(qū)(A)的倒置圓臺底部直徑D1=LA,上部直徑D2=L 2Di，添加劑入料口( 13)和燃料入料口(14)距爐膛密相區(qū)(A)上下截面的距離分別為H1=H2=L1A ; 爐膛提升區(qū)(B)的直徑為D2，下二次風入口(16)距爐膛提升區(qū)(B)下截面的距離為H3=L2/3，下二次風入口(15)距爐膛提升區(qū)(B)上截面的距離為H4=L2/4 ； 爐膛分離區(qū)(C)底部圓臺下部直徑與提升區(qū)直徑D2相等，圓臺上部直徑為D3=L 3D2，圓臺高度L6=L3/3 ;爐膛分離區(qū)(C)中部圓柱筒體的直徑與下部圓臺的上直徑D3相等，中部圓柱筒體高度為L7=L3/2 ;爐膛分離區(qū)(C)上部錐體的底部直徑與分離區(qū)(C)下部圓臺的上直徑D3相等，分離區(qū)上部錐體的高度L8=L3/6 ； 返料下降管(3)從爐膛分離區(qū)(C)和提升區(qū)(B)的分界面一直延伸至爐膛密相區(qū)(A)的中部位置，返料下降管(3)管長為L5=7L/12 ； 布風板(8)采用風帽均勻布風，開孔率為10%。
6.根據(jù)權利要求2所述的基于內(nèi)置雙進口旋風分離器的循環(huán)流化床燃燒裝置，其特征在于:所述的旋風分離器(2)由上部筒體和與其連接的下部錐形灰斗兩個部分組成； 旋風分離器(2)的總高度為Lx=5L3/6，上部筒體高度h=2Lx/5 ;筒體兩側中心對稱布置兩個煙氣入口，煙氣入口采用回轉通道，旋風分離器(2)的筒體直徑為2R1;回轉通道圓直徑為2R2，其中R2=L 05?，回轉角度為90° ;煙氣入口設計為減縮結構，減縮角度為45°，減縮長度為n，入口一側與所述筒體相切；煙氣入口高度a=2h/3，寬度為b ;旋風分離器(2)上部排氣口直徑為De=0.8?，排氣口深度S=0.5a，底部排塵口直徑Dh略大于上部排氣口直徑，Dh=L IDe0
7.根據(jù)權利要求2所述的基于內(nèi)置雙進口旋風分離器的循環(huán)流化床燃燒裝置，其特征在于:所述的旋風分離器(2)主體由汽冷管彎制、焊裝而成；汽冷管外側布滿銷釘并涂一層50~70mm的高溫耐磨燒筑料；蒸汽管道內(nèi)側燒筑一層較厚的高溫防磨耐火材料。
8.根據(jù)權利要求2所述的基于內(nèi)置雙進口旋風分離器的循環(huán)流化床燃燒裝置，其特征在于:所述返料口翼閥(4)由馬蹄形出 料口和活動懸板組成。
【文檔編號】F23C10/18GK103822205SQ201410076916
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權日:2014年3月4日
【發(fā)明者】劉雪嬌, 鐘文琪, 邵應娟, 金保昇 申請人:東南大學