CN203771392U - 循环流化床锅炉 - Google Patents

Abstract

循环流化床锅炉，炉膛内顺烟气流动方向依次设有烟气高温控制区、碱金属低温凝结区；所述的炉膛的烟道与烟气高温控制区烟气侧、碱金属低温凝结区烟气侧相连；碱金属低温凝结区烟气侧、炉膛的出口、烟气高温控制区工质侧的进口依次相连；烟气高温控制区工质侧出口与气固分离装置相连，气固分离装置固体颗粒出口与返料机构相连，返料机构出口与炉膛底部相连；所述的碱金属低温凝结区内布置碱金属凝渣器，碱金属凝渣器工质侧工质为低温冷却介质；所述的烟气高温控制区内布置烟气升温器，烟气升温器工质侧工质为从炉膛出口来的低/无碱金属含量低温烟气；所述的碱金属凝渣器为可更换式结构，当烟气中的碱金属在碱金属凝渣器凝结后可拆卸清洗或更换。

Description

循环流化床锅炉

技术领域

本实用新型涉及燃煤流化床锅炉技术领域，特别是一种基于烟气温度梯度热交换燃烧高碱金属含量煤的循环流化床锅炉。

背景技术

我国是一个煤矿资源丰富的国家，新疆准东是煤炭资源储量富集的区域。新疆准东煤储量巨大，开采成本低，煤反应性好，容易燃尽。但是，由于成煤历史和当地特殊的自然地理环境，准东煤中碱金属如钠的含量总体较高。煤中碱金属是煤在锅炉燃烧过程中造成换热面沾污的一个重要因素，因此，高碱金属煤的燃烧利用受到了极大的限制。目前对高碱金属煤的利用主要采用掺烧沾污性弱的煤种的方法，但这种控制方法只能减缓沾污，无法从根本上解决问题。因此，高碱金属煤燃烧过程中消除由于高碱金属引起的锅炉受热面粘污问题对于改善其燃烧利用具有重要的现实意义和经济价值。

一种应用于高钠煤及生物燃料的循环流化床锅炉（专利公开号202938288U），在烟气碱金属凝结温度范围内，用汽冷包墙换热面代替对流式换热面，减轻该温度范围内碱金属在对流受热面上的凝结程度。一种燃用高钠钾含量燃料的烟气再循环锅炉系统（专利公开号203162930U），通过烟气再循环装置，降低混合烟室入口烟气温度，使烟气中碱金属在混合烟室凝固，减少升华灰在对流受热面积灰结渣。一种燃用低灰熔点高钠钾含量燃料的锅炉热力系统（专利公开号202581381U），通过增大辐射换热面积，降低炉膛出口温度，使烟气中碱金属凝结在炉膛出口，减少碱金属在对流受热面凝结。上述专利存在一定的缺陷：由于通过降低烟气温度，减少了后续对流换热面与烟气的热量交换。

本实用新型基于针对含高碱金属煤种的燃烧与换热实验研究发现的煤中碱金属在不同温度条件下的析出凝结规律，设置高、低温区，在低温区凝结碱金属，得到低/无碱金属含量烟气，利用高温区将低/无碱金属含量低温烟气升温，回收热量，克服了上述专利缺点。不仅能够解决锅炉换热面凝渣问题，而且可以极大利用燃料燃烧热量，灵活布置换热面，有利于锅炉的大型化。

发明内容

本实用新型要克服现有技术的上述缺点，提供一种基于温度梯度热交换燃烧高碱煤的循环流化床锅炉。

本实用新型技术方案如下：

循环流化床锅炉，其特征在于：炉膛1内顺烟气流动方向依次设有烟气高温控制区2、碱金属低温凝结区3，

所述的炉膛1的烟道与烟气高温控制区2烟气侧、碱金属低温凝结区3烟气侧相连，

碱金属低温凝结区3烟气侧、烟气高温控制区2工质侧的进口相连，

烟气高温控制区2工质侧出口与气固分离装置4相连，气固分离装置4固体颗粒出口与返料机构5相连，返料机构5出口与炉膛1底部相连。

所述的碱金属低温凝结区3内布置碱金属凝渣器8，碱金属凝渣器8工质侧工质为低温冷却介质6，

所述的烟气高温控制区2内布置烟气升温器7，烟气升温器7工质侧工质为从炉膛出口来的低/无碱金属含量低温烟气，

所述的碱金属凝渣器8为可更换式结构，当烟气中的碱金属在碱金属凝渣器8凝结后可拆卸清洗或更换。

所述的烟气高温控制区2温度在550～950℃，所述的碱金属低温凝结区3温度在250～650℃。

煤燃烧产生的烟气依次通过布置在烟气高温控制区中的烟气升温器烟气侧、布置在碱金属低温凝结区中的碱金属凝渣器烟气侧、炉膛出口、烟气升温器工质侧、气固分离装置，最后到达锅炉尾部受热面。

本实用新型提出了一种基于温度梯度热交换燃烧含高碱金属成分煤的循环流化床锅炉，通过温度分区，将烟气中的碱金属凝结在低温凝结区内的碱金属凝渣器上。碱金属低温凝结区的低/无含碱低温烟气，通过烟气高温控制区升温，得到低/无碱金属高温烟气，这些低/无碱金属含量的洁净高温烟气通向锅炉其它对流受热面。

本实用新型的优点是：解决燃烧含高碱金属成分煤种时受热面的沾污问题，同时使煤燃烧热量得到极大利用。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理图；

图2a是本实用新型的烟气高温控制区、碱金属低温凝结区均布置

在炉膛内的结构形式

图2b是本实用新型的烟气高温控制区布置在炉膛内，碱金属低温

凝结区布置在炉膛出口外的结构形式

图3a工质侧流程同向布置的烟气碱金属凝渣器与烟气升温器布置形式

图3b工质侧流程交叉布置的烟气碱金属凝渣器与烟气升温器布置形式

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的整体结构做进一步详细描述。

图中：1-炉膛，2-烟气高温控制区，3-碱金属低温凝结区，4-气固分离装置，5-返料机构，6-低温冷却介质，7-烟气升温器，8-碱金属凝渣器。

如图1，本实用新型技术方案如下：

循环流化床锅炉，其特征在于：炉膛1内顺烟气流动方向依次设有烟气高温控制区2、碱金属低温凝结区3，

所述的炉膛1的烟道与烟气高温控制区2烟气侧、碱金属低温凝结区3烟气侧相连，

碱金属低温凝结区3烟气侧、炉膛的出口、烟气高温控制区2工质侧的进口依次相连，

烟气高温控制区2工质侧出口与气固分离装置4相连，气固分离装置4固体颗粒出口与返料机构5相连，返料机构5出口与炉膛1底部相连。

所述的碱金属低温凝结区3内布置碱金属凝渣器8，碱金属凝渣器8工质侧工质为低温冷却介质6，

所述的烟气高温控制区2内布置烟气升温器7，烟气升温器7工质侧工质为从炉膛出口来的低/无碱金属含量低温烟气，

所述的碱金属凝渣器8为可更换式结构，当烟气中的碱金属在碱金属凝渣器8凝结后可拆卸清洗或更换。

所述的烟气高温控制区2温度在550～950℃，所述的碱金属低温凝结区3温度在250～650℃。

如图2所示，烟气高温控制区、碱金属低温凝结区可按a方式，将烟气高温控制区、碱金属低温凝结区均布置在炉膛内；按b方式，将烟气高温控制区布置在炉膛内、碱金属低温凝结区布置在炉膛外。

如图3所示，烟气碱金属凝渣器与烟气升温器布置可按a方式，工质侧流程同向布置；按b方式，工质侧流程交叉布置。

本实用新型的具体工作原理是：

燃料进入主燃区后，煤中的碱金属化合物挥发出来，生成高碱金属含量烟气。煤燃烧产生的烟气依次通过布置在烟气高温控制区中的烟气升温器烟气侧、布置在碱金属低温凝结区中的碱金属凝渣器烟气侧、炉膛出口、烟气升温器工质侧、气固分离装置，最后到达锅炉尾部受热面。

当烟气进入碱金属低温凝结区时，碱金属凝渣器工质侧通入低温冷却工质，冷却工质可以为空气或水。通过调整1冷却工质的流量与温度、2碱金属凝渣器在炉膛中的位置、3烟气侧的烟气流速，以及4锅炉运行参数如一二次风比、床温等条件，实现碱金属低温凝结区温度控制。当烟气温度降至650℃～250℃，烟气中的碱金属全部凝结在凝渣器表面，此时烟气为低/无碱金属含量的低温烟气。

低/无碱金属含量的低温烟气经过炉膛出口，进入烟气高温控制区烟气升温器工质侧，与高温烟气侧工质进行热交换。烟气高温控制区的温度通过调整1工质侧烟气流速、2烟气升温器在炉膛中的位置、3烟气侧的烟气流速、以及4锅炉运行参数如一二次风比、床温等条件实现。

低/无碱金属含量的低温烟气经高温控制区中的烟气升温器升温，温度升至550℃以上，得到低/无碱金属含量的高温烟气，这些低/无碱金属含量的洁净高温烟气通向锅炉其它对流受热面时，可以解决燃烧含高碱金属成分煤种时受热面的沾污问题。当碱金属低温凝结区中碱金属结渣器表面结渣程度严重时，可将碱金属结渣器进行拆卸清洗或更换，避免影响对流烟道中烟气流动状态，并避免影响锅炉正常运行。

Claims (2)

1.循环流化床锅炉，其特征在于：炉膛（1）内顺烟气流动方向依次设有烟气高温控制区（2）、碱金属低温凝结区（3），

所述的炉膛（1）的烟道与烟气高温控制区（2）烟气侧、碱金属低温凝结区（3）烟气侧相连，

碱金属低温凝结区（3）烟气侧、烟气高温控制区（2）工质侧的进口相连，

烟气高温控制区（2）工质侧出口与气固分离装置（4）相连，气固分离装置（4）固体颗粒出口与返料机构（5）相连，返料机构（5）出口与炉膛（1）底部相连；

所述的碱金属低温凝结区（3）内布置碱金属凝渣器（8），碱金属凝渣器（8）工质侧工质为低温冷却介质（6），

所述的烟气高温控制区（2）内布置烟气升温器（7），烟气升温器（7）工质侧工质为从炉膛出口来的低/无碱金属含量低温烟气，

所述的碱金属凝渣器（8）为可更换式结构，当烟气中的碱金属在碱金属凝渣器（8）凝结后可拆卸清洗或更换。

2.如权利要求1所述的循环流化床锅炉，其特征在于：所述的烟气高温控制区（2）温度在550～950℃，所述的碱金属低温凝结区（3）温度在250～650℃。