本發(fā)明涉及鍋爐設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種低氮燃燒的循環(huán)流化床鍋爐。

背景技術(shù)：

煤炭是我國一次能源的主要來源，而燃煤發(fā)電是我國煤炭利用的主要部分。煤炭燃燒將產(chǎn)生很多污染物，如二氧化硫、氮氧化物及煙塵等，其中氮氧化物是酸雨形成的主要來源之一。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，污染物排放愈發(fā)嚴(yán)重，給人民生活帶來了極大的困擾。鑒于此，國家相繼頒發(fā)環(huán)保法規(guī)嚴(yán)格控制污染物的排放。在最新頒布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011）中明確規(guī)定，自2014年7月1 日起，現(xiàn)有循環(huán)流化床鍋爐氮氧化物排放限值為200mg/m3。

國內(nèi)現(xiàn)有循環(huán)流化床機(jī)組，由于煤種變化大及風(fēng)量配比調(diào)節(jié)不合理等因素，導(dǎo)致很多電廠難于達(dá)標(biāo)。在實(shí)際運(yùn)行過程中，有些機(jī)組雖然采用了一二次風(fēng)分級燃燒的方案，但是由于密相區(qū)溫度過高，一次風(fēng)占總風(fēng)量的比例不得不提到 60% 甚至更高，這樣不利于還原氣氛的生成，也就不利于氮氧化物的生成抑制。由于相當(dāng)數(shù)量的 CFB 鍋爐 NOx2排放濃度超過200mg/m3，需要安裝SNCR脫硝系統(tǒng)，這會(huì)顯著增加企業(yè)的運(yùn)行成本且改造周期長、設(shè)備初投資極大。在這樣的背景下，為了增強(qiáng)現(xiàn)有循環(huán)流化床機(jī)組風(fēng)量配比調(diào)節(jié)的靈活性，本發(fā)明提出了一種低氮燃燒的循環(huán)流化床鍋爐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種低氮燃燒的流化床鍋爐，其可有效降低NOx的原始排放量，使設(shè)備達(dá)到國標(biāo)環(huán)保要求。

本發(fā)明所述的一種低氮燃燒的流化床鍋爐，其技術(shù)方案為：包括依次設(shè)置并相互連接的燃燒系統(tǒng)、氣固分離循環(huán)系統(tǒng)和對流煙道系統(tǒng)，所述燃燒系統(tǒng)上方設(shè)有給鍋爐供水的鍋筒，所述燃燒系統(tǒng)包括爐膛，所述爐膛內(nèi)從下到上依次設(shè)有的布風(fēng)裝置、燃燒裝置和水冷壁腔，所述燃燒裝置上設(shè)有一次風(fēng)系統(tǒng)和二次風(fēng)系統(tǒng)，所述爐膛上方設(shè)有與所述鍋筒連接的上集箱，所述爐膛前壁外側(cè)設(shè)有通過下降管與所述鍋筒連接的下集箱，所述水冷壁腔內(nèi)設(shè)有兩片冷水屏，兩片所述水冷屏的上、下兩端分別穿過所述爐膛頂部及爐膛前壁，并分別與所述上集箱和所述下集箱對應(yīng)連接。

為了更好的降低床溫、降低氧量，進(jìn)而降低NO2的原始排放量，本發(fā)明在爐膛中增加了二片水冷屏，水冷屏與水冷壁共同作用給流化床降溫，水冷屏與水冷壁產(chǎn)生的汽水混合物通過汽水連接管送入上集箱。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述氣固分離循環(huán)系統(tǒng)包括分離裝置和設(shè)在所述分離裝置下方的返料裝置，所述分離裝置包括從上至下依次連通的分離器筒體、分離器錐體和分離器立管，所述分離裝置通過設(shè)在所述分離器立管下部側(cè)壁上的“老鷹嘴”狀的進(jìn)口煙道與所述燃燒裝置連通，所述分離器筒體頂部插入偏心中心筒，所述中心筒上端通過固定支座固定在所述對流煙道系統(tǒng)的煙道入口側(cè)壁上。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述中心筒的筒體上部外側(cè)壁與所述對流煙道系統(tǒng)的煙道入口側(cè)壁之間填充有硅酸鋁板。

分離器中心筒設(shè)計(jì)成偏心結(jié)構(gòu)，可以顯著提高分離效率，使分離器中氣固完全分離，有效避免了分離器分離下來的循環(huán)灰有部分返竄到分離器進(jìn)入尾部煙道中的情況，改善了旋風(fēng)分離器內(nèi)的流場分布，有效中心筒固定方式采用支座式，所述中心筒的筒體上部外側(cè)壁與對流煙道系統(tǒng)煙道入口的之間填充的硅酸鋁板可以有效的防止在運(yùn)行中因膨脹問題而使筒體變形，煙氣從燃燒裝置中進(jìn)入分離裝置分離后，固體由返料裝置送回燃燒裝置中，氣體通過中心筒上端的出口送入對流煙道系統(tǒng)。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述返料裝置包括分別與所述然燒裝置連接的松動(dòng)風(fēng)室和返料風(fēng)室，所述松動(dòng)風(fēng)室和所述返料風(fēng)室通過澆筑板隔開，所述松動(dòng)風(fēng)室和所述返料風(fēng)室上方均設(shè)有布風(fēng)板，所述松動(dòng)風(fēng)室和所述返料風(fēng)室的下方均設(shè)有料腿，所述布風(fēng)板上設(shè)有布風(fēng)帽，所述布風(fēng)板下方設(shè)有穿過返料箱的落灰管。

返料裝置的作用是將分離器分離下來的高溫固體物料送回呈現(xiàn)正壓的爐膛密相區(qū)內(nèi)，克服爐膛的正壓，以免分離器分離下來的循環(huán)灰有部分返竄到分離器進(jìn)入尾部煙道中；現(xiàn)有技術(shù)中，只設(shè)有一個(gè)返料室，本發(fā)明中在返料室旁還設(shè)有分隔布置的松風(fēng)室，松風(fēng)箱和返料箱的共同作用，將分離下的高溫固體物料連續(xù)穩(wěn)定的送回爐膛密相區(qū)中，調(diào)節(jié)回灰量，使物料得到充分燃燒，從而達(dá)到調(diào)節(jié)鍋爐燃燒效率和床溫的作用。返料裝置中的風(fēng)機(jī)最好采用羅茨風(fēng)機(jī)，其返料風(fēng)壓和返料風(fēng)量不存在比例關(guān)系，運(yùn)行時(shí)只要控制好風(fēng)量即可，而不需再關(guān)注返料風(fēng)壓，且在返料風(fēng)室和松風(fēng)室上方設(shè)置的布風(fēng)板，布風(fēng)板上設(shè)置布風(fēng)帽，通過調(diào)節(jié)布風(fēng)帽的開孔率來降低流化風(fēng)量，控制NO2排放量。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述二次風(fēng)系統(tǒng)的熱風(fēng)出口通過補(bǔ)燃風(fēng)管道與所述中心筒出口連接，作為補(bǔ)燃風(fēng)系統(tǒng)。

從二次風(fēng)系統(tǒng)的熱風(fēng)出口接熱風(fēng)管道至分離器中心筒出口，每只分離器接三只熱風(fēng)管，通過補(bǔ)充空氣，使得分離器出口飛灰中的未燃盡碳繼續(xù)燃燒，可以提高此處煙氣的溫度，同時(shí)還可以降低飛灰可燃物，提高鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述對流煙道系統(tǒng)包括水平煙道和設(shè)在水平煙道下方的垂直煙道，所述水平煙道和所述垂直煙道連接部設(shè)有折焰角，水平煙道入口設(shè)有一次過熱器，所述一次過熱器后方設(shè)有所述二次過熱器，所述垂直煙道從上到下依次設(shè)有省煤器、一級空氣預(yù)熱器、二級空氣預(yù)熱器和三級空氣預(yù)熱器。

由于爐膛煙氣溫度降低后，過熱器溫及減溫水會(huì)有所降低，在一次過熱器后方增加二次過熱器，增加了高溫過熱器面積，適當(dāng)提高過熱器的溫度，就可在不增加鍋爐深度的前提下，布置更多的過熱器受熱面，同時(shí)，折焰角的設(shè)置使煙氣沿燃燒室高度方向的分布趨向均勻，進(jìn)一步增加受熱面積，以滿足生產(chǎn)需要。

本發(fā)明的有益效果為：有效降低燃燒系統(tǒng)的床溫及氧量，進(jìn)而降低NO2的原始排放量，使燃料得到充分，降低飛灰可燃物，提高鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。

附圖說明

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為本發(fā)明主視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為K部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為H部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為所述中心筒主結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為所述中心筒俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為所述A部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為所述返料裝置主視結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-燃燒系統(tǒng)，10-下降管，11-布風(fēng)裝置，12-燃燒裝置，13-水冷壁腔，14-一次風(fēng)系統(tǒng)，15-二次風(fēng)系統(tǒng)，16-上集箱，17-下集箱，18-水冷屏，19-補(bǔ)燃風(fēng)管道，2-氣固分離系統(tǒng)，21-分離裝置，211-分離器筒體，212-分離器錐體，213-分離器立管，214-進(jìn)口煙道，215-中心筒，216-固定支座，217-硅酸鋁板，22-返料裝置，221-松動(dòng)風(fēng)室，222-返料風(fēng)室，223-布風(fēng)板，224-落灰管，225-布風(fēng)帽，226-料腿，3-對流煙道系統(tǒng)，31-水平煙道，32-垂直煙道，33-折焰角，34-一次過熱器，35-二次過熱器，36-省煤器，37-一級空氣預(yù)熱器，38-二級空氣預(yù)熱器，39-三級空氣預(yù)熱器，4-鍋筒。

具體實(shí)施方式

如圖所示，一種低氮燃燒的流化床鍋爐，包括依次設(shè)置并相互連接的燃燒系統(tǒng)1、氣固分離循環(huán)系統(tǒng)2和對流煙道系統(tǒng)3，所述燃燒系統(tǒng)1的上方設(shè)有給鍋爐供水的鍋筒4，所述燃燒系統(tǒng)1包括爐膛，所述爐膛內(nèi)從下到上依次設(shè)有的布風(fēng)裝置11、燃燒裝置12和水冷壁腔13，所述燃燒裝置12上設(shè)有一次風(fēng)系統(tǒng)14和二次風(fēng)系統(tǒng)15，所述爐膛上方設(shè)有與所述鍋筒4連接的上集箱16，所述爐膛前壁外側(cè)設(shè)有通過下降管10與所述鍋筒連接的下集箱17，所述水冷壁腔內(nèi)13設(shè)有兩片冷水屏18，兩片所述水冷屏18的上、下兩端分別穿過所述爐膛頂部及爐膛前壁，并分別與所述上集箱16和所述下集箱17對應(yīng)連接。

所述氣固分離循環(huán)系統(tǒng)2包括分離裝置21和設(shè)在所述分離裝置21下方的返料裝置22，所述分離裝置21包括從上至下依次連通的分離器筒體211、分離器錐體212和分離器立管213，所述分離裝置21通過設(shè)在所述分離器立管213下部側(cè)壁上的“老鷹嘴”狀的進(jìn)口煙道214與所述燃燒裝置12連通，所述分離器筒體211頂部插入偏心中心筒215，所述中心筒215的上端通過固定支座216固定在所述對流煙道系統(tǒng)3的煙道入口側(cè)壁上，所述中心筒215的筒體上部外側(cè)壁與所述對流煙道系統(tǒng)3的煙道入口的側(cè)壁之間填充有硅酸鋁板217；所述二次風(fēng)系統(tǒng)15的熱風(fēng)出口通過補(bǔ)燃風(fēng)管道19與所述中心筒215出口連接。

所述返料裝置22包括分別與所述然燒裝置12連接的松動(dòng)風(fēng)室221和返料風(fēng)室222，所述松動(dòng)風(fēng)室221和所述返料風(fēng)室222通過澆筑板隔開，所述松動(dòng)風(fēng)室221和所述返料風(fēng)室222的上方均設(shè)有布風(fēng)板223，所述松動(dòng)風(fēng)室221和所述返料風(fēng)室222的下方均設(shè)有料腿226，所述布風(fēng)板223上設(shè)有布風(fēng)帽225，所述布風(fēng)板223的下方設(shè)有穿過返料箱224的落灰管224。

所述對流煙道系統(tǒng)3包括水平煙道31和設(shè)在水平煙道31下方的垂直煙道32，所述水平煙道31和所述垂直煙道32的連接部設(shè)有折焰角33，所述水平煙道31的入口處設(shè)有一次過熱器34，所述一次過熱器34的后方設(shè)有所述二次過熱器35，所述垂直煙道32從上到下依次設(shè)有省煤器36、一級空氣預(yù)熱器37、二級空氣預(yù)熱器38和三級空氣預(yù)熱器39。

所述向所述燃燒裝置內(nèi)送入燃料，燃燒產(chǎn)生的蒸汽從進(jìn)口煙道進(jìn)入分離裝置中，分離裝置將氣固分離，固體落入返料裝置并送回燃燒室繼續(xù)燃燒，煙氣從中心筒上端出口進(jìn)入水平煙道，經(jīng)過2個(gè)過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器后排出，鍋爐中的水在水管中由產(chǎn)生的熱煙氣加熱，經(jīng)過燃燒裝置、分離裝置、2個(gè)過熱器及省煤器后，最終送入鍋筒中。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選方案，并非作為對本發(fā)明的進(jìn)一步限定，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的各種等效變化均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。