[发明专利]一种卧式流化床锅炉

说明书

技术领域：

燃烧各种固体燃料或废弃物的工业锅炉

技术背景：

流化床锅炉已经有半个多世纪的工业应用史，上世纪70年代以前流化床锅炉主要是第一代鼓泡流化床锅炉，曾在中国广泛流行。虽然具有燃料适应性广、可以炉内脱硫和低温燃烧等优点，但由于锅炉容量较小、粉尘排放量大、需要高性能除尘器以及循环流化床锅炉的兴起等原因，鼓泡流化床已经很少有人问津。从锅炉性能上看，鼓泡流化床锅炉与循环流化床锅炉几乎完全相同，除锅炉容量的差别外，其他差别都是程度上的差别。如运行风速、脱硫效率等。虽然循环流化床锅炉将鼓泡流化床锅炉的大部分优点发扬光大，但循环流化床拒绝采用鼓泡流化床使用的埋管受热面，而这种埋管受热面具有所有锅炉受热面中最大的传热系数。

对于鼓泡流化床的研究，主要集中在六五、七五、八五期间的国家攻关计划，国外的研究在时间上也大致与此相当。这段时间中，提出了各种各样的鼓泡流化床锅炉炉型，所有文献和专利涉及到的流化床锅炉都是立式炉型，即下部是鼓泡流化床，上部是悬浮段结构。不论炉膛中增加了哪些机构，如高温气固分离筒(哈尔滨工业大学和东北电力大学的横向布置或纵向布置的卧筒和平行旋流筒、清华大学的三漩涡分离筒等)，都没有改变鼓泡流化床锅炉的立式结构。这些锅炉保持了流化床锅炉发展初期形成主要优点(燃料适应性广、低温燃烧、炉内脱硫等)，在锅炉整体布置上与煤粉炉颇为相似。

由于鼓泡流化床使用高压头鼓风机，粉尘排放量大，无法满足环保要求，成为制约鼓泡流化床锅炉发展的致命伤。加上鼓泡流化床锅炉容量小，主要在中小工业企业使用，采用价格昂贵的静电除尘器或布袋除尘器成为中小企业的额外负担。

中小型工业锅炉中，链条炉排锅炉、往复炉排锅炉、固定炉排锅炉对燃料的含硫量十分敏感。燃烧时，煤中的硫反应生成的SOx几乎全部排到大气环境中，每台锅炉需要一个脱硫塔，而脱硫塔不仅仅是一个装置，还要额外消耗水资源，因为通常干法或半干法脱硫难于保障脱硫效率。

从另一个角度看，要想提高锅炉效率，必须从燃烧和传热角度着手。从燃烧角度降低化学热损失和机械热损失，从传热角度提高锅炉有效利用热。流化床锅炉具有稳定的着火热源，适应于几乎所有的固体燃料和废弃物。中小型流化床工业锅炉有可能利用自身特点有效降低化学热损失、机械热损失和物理热损失。

发明内容：

本发明提供了一种锅炉燃烧效率高，脱硫效果好的一种卧式流化床锅炉。

按照工业流化床锅炉结构特征，设置多个连续布置的鼓泡流化床。第一个流化床承担主燃烧室任务，在这里实现燃料的燃烧放热过程。第二个流化床担任次燃烧室任务，提供良好的燃烧条件，降低大渣含碳量和飞灰含碳量。第三个流化床及后续流化床以降低排烟温度和热床料温度为主要任务。本质上讲，第一个流化床是燃烧室，同时承担脱硫任务。第二个燃烧室是燃尽室，起到燃烧残碳、继续脱硫作用和回收部分热量作用。第三个流化床是传热室，起到锅炉省煤器作用。其中装有三部分受热面。一是烟气对流受热面21，吸收短路烟气的热量；二是埋管受热面，以水为介质吸收流化物热量；三是部分空气预热器受热面，用空气吸收流化物热量。流化床上部均设置横向冲刷得对流管束以降低烟气温度，保证较低的排烟热损失。

本发明包括主燃烧室3和内置式分离器室12，主燃烧室3通过带有烟窗和溢流口的隔墙29与所述的燃尽室5相连，燃尽室5中设置有受热面25和26，保证有足够的温度燃尽可燃的未燃物，燃尽室5通过带有灰渣通道的隔墙23与所述的省煤器室7相连，省煤器室7布置有埋管受热面和对流受热面21吸收颗粒和烟气携带的热量，省煤器室通过带有灰渣通道的隔墙18与内置分离器室12相连，内置式分离器室中布置有内置式分离器18，分离下来的细灰经过灰斗15与放灰口16排除炉外，省煤器室部分灰渣和燃尽室灰渣经过排渣管22和17排走，烟气穿越锅炉后墙14，经引风机与炉外除尘器相连或直接排入大气。

发明优点：

1.由燃烧室、燃尽室、传热室构成的三个串联流化床实现了锅炉各项热力任务的技术分解，可以根据不同的任务特征分配热力责任。

2.所有流化床中都使用埋管传热，具有所有锅炉结构中最高的传热系数。使锅炉体积大大缩小。如果以埋管传热系数为1，钢管对流受热面传热系数约为0.25，空气预热器对流传热系数约为0.1，可以大大降低锅炉钢材消耗量。