一種三回程粉體蒸汽鍋爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種三回程粉體蒸汽鍋爐，包括鍋筒、爐膛、燃盡室、對流管束、尾部換熱設(shè)備、燃燒器、落渣裝置、下集箱和上集箱，下集箱設(shè)置在鍋爐本體的底部，上集箱設(shè)置在鍋爐本體的頂部；燃燒器布置在鍋爐爐膛的前部、頂部、底部或側(cè)部；鍋爐本體采用全膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，四角布置4根主下降管；對流管束設(shè)置在對流管束煙道內(nèi)，對流管束煙道縱向設(shè)置，且與爐膛等高；對流管束、主下降管和膜式水冷壁的上下兩端分別與上集箱和下集箱聯(lián)通；燃盡室與爐膛背靠背縱向并排且等高設(shè)置；爐膛、燃盡室、對流管束煙道和尾部換熱設(shè)備依次串聯(lián)導(dǎo)通；爐膛內(nèi)布有二級助燃和脫硝二次風(fēng)。本實(shí)用新型具有煙氣流程長，燃料燃燒充分，換熱效率高的特點(diǎn)。
【專利說明】 一種三回程粉體蒸汽鍋爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于燃煤工業(yè)鍋爐領(lǐng)域，具體涉及一種以煤粉、油、氣、生物質(zhì)粉、其他可燃固體粉為燃料，用于產(chǎn)生蒸汽的三回程粉體鍋爐。

【背景技術(shù)】
[0002]我國的能源結(jié)構(gòu)是以煤為主，在未來相當(dāng)長時間內(nèi)，以燃煤為主，油、氣、生物質(zhì)、其他固體燃料作為補(bǔ)充的工業(yè)鍋爐仍將是工業(yè)鍋爐的主導(dǎo)產(chǎn)品。
[0003]傳統(tǒng)的工業(yè)燃煤鍋爐以層燃鍋爐為主，缺點(diǎn)是燃燒效率低，污染嚴(yán)重，難以滿足節(jié)能減排和污染物排放要求。
[0004]煤的粉狀燃燒、油氣燃燒、粉狀生物質(zhì)燃燒、其他固體燃料的粉態(tài)燃燒是燃料的高效潔凈燃燒方式之一，其燃燒效率可達(dá)98%以上，是一項成熟的燃燒技術(shù)，在大型電站鍋爐得到普遍應(yīng)用。近年來，粉體燃燒在工業(yè)鍋爐上也得到應(yīng)用，大多采用SHS型雙鍋筒散裝水管鍋爐結(jié)構(gòu)或D型雙鍋筒水管結(jié)構(gòu)，但存在一定的不足:
[0005]1)SHS型雙鍋筒散裝水管鍋爐高度過高，制造安裝不方便，檢修困難。
[0006]2)D型雙鍋筒組裝或散裝鍋爐爐膛過低，爐膛過低燃料燃燒不夠充分。
[0007]3)燃燒不夠均勻，前后溫差比較大，不利于降低叫的含量。
[0008]4)負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍小，只能使用單一燃料。
[0009]5)鍋爐灰、渣清理不方便。
[0010]6)鍋爐鋼材、爐墻材料消耗大。
[0011]7)鍋爐房占地面積大、土建成本高。
[0012]8)鍋爐密封性能不佳、磚墻漏風(fēng)量大、鍋爐熱損失大、引風(fēng)機(jī)電耗大。
[0013]還有一種立式煤粉角管式鍋爐，如圖1所示。其爐膛2’與燃盡室之間采用磚墻結(jié)構(gòu)，并且燃盡室的高度只有爐膛的1/2至1/3。這種結(jié)構(gòu)的鍋爐，一方面爐膛2’的側(cè)壁熱量不能有效地利用，另一方面燃盡室的高度受限，高溫?zé)煔獾牧鞒梯^短，因此鍋爐的熱效率較低。另外，由于沒有留出檢修空間，不利于維修保養(yǎng)。
[0014]圖2所示是另一種立式煤粉角管式鍋爐，其燃盡室設(shè)置在爐膛13’的后側(cè)，同樣具有煙氣流程短，換熱效率較低，檢修困難等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本實(shí)用新型要解決的是是現(xiàn)有散裝立式和組裝臥式粉體鍋爐的不足，提供一種新型的三回程的粉體蒸汽鍋爐。
[0016]為解決上述問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:一種三回程粉體蒸汽鍋爐，包括鍋筒、爐膛、燃盡室、對流管束、尾部換熱設(shè)備、燃燒器、落渣裝置、下集箱和上集箱，所述的下集箱設(shè)置在鍋爐本體的底部，所述的上集箱設(shè)置在鍋爐本體的頂部；所述的燃燒器布置在鍋爐爐膛的前部、頂部、底部或側(cè)部；其特征在于所述的鍋爐本體采用全膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，四角布置4根主下降管；所述的對流管束設(shè)置在對流管束煙道內(nèi)，所述的對流管束煙道縱向設(shè)置，且與所述的爐膛等高；所述的對流管束、主下降管和膜式水冷壁的上下兩端分別與所述的上集箱和下集箱聯(lián)通；所述的燃盡室與爐膛背靠背縱向并排且等高設(shè)置；所述的爐膛、燃盡室、對流管束煙道和尾部換熱設(shè)備依次串聯(lián)導(dǎo)通；所述的落渣裝置設(shè)置在所述爐膛底部；所述的爐膛內(nèi)布有二級助燃和脫硝二次風(fēng)；所述鍋筒的水空間分別與所述的上集箱和下降管聯(lián)通，所述鍋筒的的上部汽空間還通過汽連通管與所述的上集箱聯(lián)通。
[0017]本實(shí)用新型的三回程的粉體蒸汽鍋爐，各種粉體燃料(含煤粉、油、氣、生物質(zhì)粉、其他可燃固體粉)通過燃燒器噴入密閉的膜式壁爐膛，同時，經(jīng)過尾部換熱設(shè)備加熱后的高溫空氣也進(jìn)入燃燒器與粉體混合進(jìn)入爐膛進(jìn)行強(qiáng)烈懸浮燃燒；爐膛中布置了兩級助燃和脫硝二次風(fēng)，在保證未燃盡產(chǎn)物充分燃燒的前提下有效阻止?fàn)t膛結(jié)焦和降低氮氧化物的生成。
[0018]在爐膛燃燒換熱后的高溫?zé)煔鈴臓t膛出煙口轉(zhuǎn)折180°向下(或向上)進(jìn)入與爐膛背靠背串聯(lián)的燃盡室，經(jīng)充分燃盡換熱后的煙氣再進(jìn)入對流管束進(jìn)行對流換熱，然后煙氣再進(jìn)入尾部換熱設(shè)備后排入煙氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行凈化。
[0019]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020]1)鍋爐本體采用角管或管架式結(jié)構(gòu)布置，四角布置4根大口徑主下降管，該主下降管即是水循環(huán)管路，同時也支撐整個鍋爐，因此不需要另設(shè)支撐鋼架，整體結(jié)構(gòu)緊湊、夕卜形布置簡單、占地面積小，鋼耗低。
[0021]2)采用全膜式壁結(jié)構(gòu)，包括爐膛和對流管束煙道均采用膜式壁結(jié)構(gòu)，其作用是:爐膛采用膜式壁結(jié)構(gòu)，爐墻只需要保溫材料，整體密封、保溫性能好，鍋爐漏風(fēng)少，引風(fēng)機(jī)電耗少；爐膛與燃盡室之間的隔煙墻以及對流管束煙道也采用膜式壁結(jié)構(gòu)，充分地利用了爐膛與燃盡室中燃料燃燒的熱量，大大提高了熱交換效率。
[0022]3)所述的燃盡室與爐膛背靠背并排設(shè)置，燃料集中燃燒，且燃燒充分，因而燃料的利用率高；并且由于燃盡室與爐膛之間的隔煙墻為膜式壁結(jié)構(gòu)，與燃盡室和爐膛之間的熱交換面積大，能夠充分吸收燃盡室和爐膛的熱量，提高換熱效率；爐膛、燃盡室和對流管束縱向且等高設(shè)置，三者串聯(lián)構(gòu)成三回程結(jié)構(gòu)，煙氣的流程長，且在煙道中的停留時間也長，進(jìn)一步提尚了換熱效率。
[0023]4)采用分段送風(fēng)分級燃燒技術(shù)，爐膛內(nèi)送入兩級二次風(fēng)，整個溫度場均勻，可保證未燃盡產(chǎn)物充分燃燒的前提下有效阻止?fàn)t膛結(jié)焦和降低氮氧化物的生成。
[0024]5)采用自然循環(huán)方式，介質(zhì)水循環(huán)壓差大，運(yùn)行非常安全可靠。上集箱蒸汽在鍋外分離后接入鍋筒，蒸汽沒有通過水空間而直接接入鍋筒汽空間，從而避免了泡沫的產(chǎn)生，再加上進(jìn)入鍋筒的蒸汽已進(jìn)行預(yù)分離，因此，大大提高了蒸汽的品質(zhì)。
[0025]作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述的燃燒器為單個或多個燃燒器布置。單個或多個燃燒器布置的好處在于每個燃燒器可單獨(dú)控制，大大提高燃燒的穩(wěn)定性和負(fù)荷的調(diào)節(jié)性能，并且可同時使用兩種以上的燃料。
[0026]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的對流管束采用旗面管或蛇形管，且順列布置。對流受熱面采用旗面管或蛇形管，旗面管或蛇形管按一定角度立式順列布置，受熱面充足，循環(huán)可靠，煙氣沖刷順暢，不易積灰，延長鍋爐使用壽命。
[0027]作為本實(shí)用新型的再進(jìn)一步改進(jìn)，膜式水冷壁、對流管束、落渣裝置和尾部換熱設(shè)備模塊化制造和安裝，有效解決了鍋爐運(yùn)輸尺寸限制鍋爐容量發(fā)展的問題，鍋爐制造安裝簡單快捷。
[0028]作為本實(shí)用新型的再進(jìn)一步改進(jìn)，所述的燃盡室和對流管束煙道之間還設(shè)有檢修空間。鍋爐全方位可維修更換，具維修簡便的優(yōu)點(diǎn)。
[0029]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述鍋筒的水空間分別與所述的上集箱和下降管聯(lián)通，所述鍋筒的的上部汽空間還通過汽連通管與所述的上集箱聯(lián)通。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]下面結(jié)構(gòu)附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0031]圖1和圖2是現(xiàn)有立式煤粉角管式鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖3是本實(shí)用新型第一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖4是本實(shí)用新型第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖5是本實(shí)用新型第三種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖6是本實(shí)用新型燃第四種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖中，1-鍋筒，2-爐膛，3-燃盡室，4-對流管束，5-尾部換熱設(shè)備，6_主下降管，7_膜式水冷壁，8-燃燒器，9-下集箱，10-二級二次風(fēng)，11-落渣裝置，12-出干(濕)渣機(jī)，13-燃盡室出煙口，14-爐膛出煙口，15-上集箱，16-對流管束出煙口，17-檢修空間，18-對流管束煙道。

【具體實(shí)施方式】
[0037]參照圖1和圖2，現(xiàn)有的立式煤粉角管式鍋爐，其缺陷前面已經(jīng)描述過了，在此不再贅述。
[0038]參照圖3，本實(shí)用新型的第一種實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，燃燒器布置在爐膛前部。
[0039]本實(shí)用新型一種三回程粉體蒸汽鍋爐，包括鍋筒1、爐膛2、燃盡室3、對流管束4、尾部換熱設(shè)備5、燃燒器8、落渣裝置11、下集箱9和上集箱15，所述的下集箱9設(shè)置在鍋爐本體的底部，所述的上集箱15設(shè)置在鍋爐本體的頂部；所述的燃燒器8布置在鍋爐爐膛的前部；所述的鍋爐本體采用全膜式水冷壁，同時采用角管式或管架式結(jié)構(gòu)，四角布置4根主下降管6 ;所述的對流管束4采用旗面管或蛇形管結(jié)構(gòu)，且順列布置在對流管束煙道18內(nèi)；所述的對流管束煙道18縱向設(shè)置，且與所述的爐膛2等高；所述的對流管束4、主下降管6和膜式水冷壁7的上下兩端分別與所述的上集箱15和下集箱9聯(lián)通；所述的燃盡室3與爐膛2背靠背縱向并排且等高設(shè)置；所述的爐膛2、燃盡室3、對流管束煙道18和尾部換熱設(shè)備4依次串聯(lián)導(dǎo)通；所述的落渣裝置11設(shè)置在所述爐膛2底部；所述的爐膛2內(nèi)布有二級助燃和脫硝二次風(fēng)10。
[0040]在本實(shí)施例中，所述的燃盡室3頂部與爐膛2出煙口 14聯(lián)通，底部與所述的對流管束煙道18聯(lián)通；所述的對流管束4設(shè)置在由膜式水冷壁構(gòu)成的對流管束煙道18內(nèi)，其底部與燃盡室出煙口 13聯(lián)通，頂部出煙口 16與所述的尾部換熱設(shè)備5聯(lián)通。
[0041]所述的鍋筒1布置在前部的主下降管6和上集箱15的交叉處。所述鍋筒1的水空間分別與所述的上集箱15和下降管6聯(lián)通，所述鍋筒1的的上部汽空間還通過汽連通管與所述的上集箱15聯(lián)通。
[0042]單個或多個粉體燃燒器8的燃燒可獨(dú)立控制，爐膛2上部設(shè)置防爆門，中部設(shè)置二級助燃和脫硝二次風(fēng)10，灰渣從落渣裝置11自動集中到出干渣(或濕渣)機(jī)12。
[0043]所述的膜式水冷壁7、對流管束4、落渣裝置11和尾部換熱設(shè)備5模塊化制造和安裝。在于所述的燃盡室3和對流管束煙道18之間還設(shè)有檢修空間17。
[0044]本實(shí)用新型自然循環(huán)的蒸汽鍋爐的工作原理如下:
[0045]各種粉體燃料(含煤粉、油、氣、生物質(zhì)粉、其他可燃固體粉)通過單個或多個燃燒器8噴入膜式壁爐膛7，同時，經(jīng)過尾部換熱設(shè)備5加熱后的高溫空氣也進(jìn)入燃燒器8與粉體混合進(jìn)入爐膛2進(jìn)行強(qiáng)烈懸浮燃燒；并且爐膛中布置了兩級助燃和脫硝二次風(fēng)及10，在保證未燃盡產(chǎn)物充分燃燒的前提下有效阻止?fàn)t膛結(jié)焦和降低氮氧化物的生成。在爐膛2燃燒換熱后的高溫?zé)煔鈴臓t膛出煙口 14轉(zhuǎn)折180°向下進(jìn)入與爐膛背靠背串聯(lián)的燃盡室3，經(jīng)充分燃盡換熱后的煙氣再進(jìn)入對流管束煙道18 ;在對流管束煙道18內(nèi)，煙氣與對流管束4內(nèi)的水進(jìn)行對流換熱，降溫后的煙氣進(jìn)入尾部換熱設(shè)備5，最后排入煙氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行凈化。在煙氣凈化系統(tǒng)內(nèi)，煙氣中的固體顆粒和二氧化硫被清除掉。吸熱的預(yù)熱空氣從多個燃燒器8中再次噴入爐膛7。尾部換熱設(shè)備5可利用煙氣的余熱對空氣進(jìn)行預(yù)熱，從而達(dá)到余熱回收后循環(huán)利用和節(jié)能的目的。
[0046]上集箱15、下集箱9、膜式水冷壁7、對流管束4和主下降管6構(gòu)成自然水循環(huán)系統(tǒng)。上集箱15連接接入鍋筒1，汽水混合物從膜式水冷壁7的受熱面和對流管束4上升進(jìn)入上集箱15，蒸汽經(jīng)汽連通管接入鍋筒1上部的汽空間。由于蒸汽從鍋筒的高水位處接入，則蒸汽沒有通過水空間而直接接入鍋筒，從而避免了泡沫的產(chǎn)生，再加上進(jìn)入鍋筒1的蒸汽已進(jìn)行預(yù)分離，因此，大大提高了蒸汽的品質(zhì)。鍋筒1內(nèi)的回水和上集箱15里汽水預(yù)分離后的水從4根主下降管6流入下集箱9，再進(jìn)入膜式水冷壁7和對流管束4內(nèi)，依靠主下降管內(nèi)的熱水與膜式水冷壁7和對流管束4內(nèi)的汽水混合物的密度差驅(qū)動來形成水循環(huán)。
[0047]參照圖4，本實(shí)用新型的第二種實(shí)施方式。與圖3實(shí)施方式不同之處僅在于燃燒器布置在爐膛頂部，其余結(jié)構(gòu)與圖3實(shí)施方式相同。
[0048]參照圖5，本實(shí)用新型的第三種實(shí)施方式。與圖3實(shí)施方式不同之處僅在于燃燒器布置在爐膛底部，其余結(jié)構(gòu)與圖1實(shí)施方式相同。
[0049]參照圖6，本實(shí)用新型的第四種實(shí)施方式。。與圖1實(shí)施方式不同之處僅在于燃燒器布置在爐膛對沖左右側(cè)，其余結(jié)構(gòu)與圖1實(shí)施方式相同。
[0050]應(yīng)該理解到的是:上述實(shí)施例只是對本實(shí)用新型的說明，而不是對本實(shí)用新型的限制，任何不超出本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)的實(shí)用新型創(chuàng)造，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種三回程粉體蒸汽鍋爐，包括鍋筒(1)、爐膛(2)、燃盡室(3)、對流管束(4)、尾部換熱設(shè)備(5)、燃燒器(8)、落渣裝置(11)、下集箱(9)和上集箱(15)，所述的下集箱(9)設(shè)置在鍋爐本體的底部，所述的上集箱(15)設(shè)置在鍋爐本體的頂部；所述的燃燒器(8)布置在鍋爐爐膛的前部、頂部、底部或側(cè)部；其特征在于所述的鍋爐本體采用全膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，四角布置4根主下降管(6);所述的對流管束⑷設(shè)置在對流管束煙道(18)內(nèi)，所述的對流管束煙道(18)縱向設(shè)置，且與所述的爐膛(2)等高；所述的對流管束(4)、主下降管(6)和膜式水冷壁(7)的上下兩端分別與所述的上集箱(15)和下集箱(9)聯(lián)通；所述的燃盡室(3)與爐膛(2)背靠背縱向并排且等高設(shè)置；所述的爐膛(2)、燃盡室(3)、對流管束煙道(18)和尾部換熱設(shè)備(4)依次串聯(lián)導(dǎo)通；所述的落渣裝置(11)設(shè)置在所述爐膛(2)底部；所述的爐膛(2)內(nèi)布有二級助燃和脫硝二次風(fēng)(10);所述鍋筒(I)的水空間分別與所述的上集箱(15)和下降管(6)聯(lián)通，所述鍋筒(I)的的上部汽空間還通過汽連通管與所述的上集箱(15)聯(lián)通。
2.如權(quán)利要求1所述的一種三回程粉體蒸汽鍋爐，其特征在于所述的燃燒器(8)為單個或多個。
3.如權(quán)利要求1所述的一種三回程粉體蒸汽鍋爐，其特征在于所述的對流管束⑷采用旗面管或蛇形管結(jié)構(gòu)，且順列布置。
4.如權(quán)利要求1所述的一種三回程粉體蒸汽鍋爐，其特征在于所述的膜式水冷壁(7)、對流管束(4)、落渣裝置(11)和尾部換熱設(shè)備(5)模塊化制造和安裝。
5.如權(quán)利要求1所述的一種三回程粉體蒸汽鍋爐，其特征在于所述的燃盡室(3)和對流管束煙道(18)之間還設(shè)有檢修空間(17)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種三回程粉體蒸汽鍋爐，其特征在于所述的鍋筒(I)布置在前部的主下降管(6)和上集箱(15)的交叉處，或者布置在后部的主下降管(6)和上集箱(15)的交叉處。
7.如權(quán)利要求1-6任何一項所述的一種三回程粉體蒸汽鍋爐，其特征在于所述的落渣裝置(11)是出干灰或出濕灰的結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】F23C10/18GK204240318SQ201420581337
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】唐海清, 周海能, 王改, 龔子林, 沈玉華, 何華明, 蘇曉奇, 徐慧 申請人:杭州燃油鍋爐有限公司