[发明专利]一种循环流化床锅炉物料分离器

说明书

技术领域

本发明涉及一种循环流化床锅炉的核心部件——物料分离器，循环流化床锅炉物料分离不用任何专门装置和分离元件，是由下上行烟道、大扩容转弯通道和料仓即锅炉本体受热面空间自然构成的惯性重力分离器。尤其涉及改进目前各种循环流化床锅炉物料分离器的结构设计，对正在使用的传统循环流化床锅炉和层燃链条锅炉的节能减排改造。

背景技术

循环流化床锅炉燃烧技术以其燃料适应性广，燃烧效率高、氮氧化物排放低、高效脱硫、负荷调节性能好等优点被世界公认为一种最具发展前景的“洁净”燃烧技术。

循环流化床物料分离器是循环流化床锅炉的核心部件，被称作锅炉的心脏，其主要作用是将大量高温固体物料从气流中分离出来，送回炉膛，以维持燃烧室的快速流化状态，保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应，达到理想的燃烧效率和脱硫效率。因此，循环流化床物料分离器的优劣，将直接影响着整个循环流化床锅炉的制造质量、成本和分离效率。

目前国际国内市场上最盛行占有率最高的循环流化床分离器是旋风分离器，其典型结构是用耐火材料制成的高温旋风分离器，其主要优点是分离效率高，主要缺点是体积庞大，分离器切向进口风速高、阻力大，引风机电耗高，气固两相朝料仓反向高速流动气流夹带严重飞灰量大，烟尘的原始排放浓度高，分离器需内衬和外保温隔热，使用耐磨耐高温材料用量大，不仅使分离器的原材料成本和制造安装成本增大，而且热惯性大，容易高温结焦，锅炉启停慢。有的锅炉采用水冷或汽冷式旋风分离器，虽然减少了耐磨耐高温材料，解决了热惯性大的问题，使锅炉不结焦、启停快，但是同样存在风速高、阻力大、引风机电耗高的缺点，再加其制造工艺复杂，致使售价高，客户不易接受市场占有率很低。

尽管在申请号为200910308160.1的发明专利中所公开的循环流化床锅炉中的物料分离与市场上流行的循环流化床锅炉物料分离相比有许多优点，如流阻低节省引风机电耗，膜式水冷壁结构节省耐高温耐磨材料等，但其结构仍存有许多缺陷，使其应用范围受限制，如转弯通道进口和出口全畅通无阻，一是气固两相经进、出口后的惯性分离性能差影响惯性分离效率，二是气固两相进入转弯通道扩容减速差速小影响重力沉降效率，三是料仓前后墙无水冷壁需非受热面钢结构，不仅影响炉墙的质量寿命而且增大非受热面钢耗不利防结焦；四是该结构的应用范围小，较适用＜35蒸吨的流化床锅炉；五是要保证物料分离效率其副燃室和燃尽室的流速适宜＜3m/s，使锅炉体积增大。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题提供一种节能、降耗、减排显著、应用范围广、工艺先进、制造安装简单、大幅度降低成本的循环流化床锅炉物料分离器。

本发明的发明构思是：在该物料分离器的转弯通道上构成利于烟尘均流碰撞惯性分离的管束，提高气固分离的效率，加大扩容减速的差速，提高重力沉降的效率。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是：一种循环流化床锅炉的物料分离器，包括被导向烟气下上折转膜式屏从前向后分隔成的下行烟道和上行烟道，所述下行烟道和上行烟道通过密封安装在它们下面具有转弯通道扩大空间的料仓连通，该物料分离器的前上部设有烟气入口，该物料分离器的后上部设有烟气出口，该物料分离器的四壁均为连接在所述锅炉的上集箱和下集箱之间的受热水冷壁，所述导向烟气下上折转膜式屏的上端与所述锅炉的上横集箱连通，所述导向烟气下上折转膜式屏的下端分叉成前面两排光管管束和后面两排光管管束，所述前面两排光管管束和后面两排光管管束均架接在所述料仓的上面，并分别形成所述转弯通道的烟气进口和烟气出口，所述前面两排光管管束和后面两排光管管束的下端与所述锅炉的中横集箱连通。

所述前面两排光管管束的前端与该物料分离器的前壁紧靠后两排合成一排向后内弯曲的倾斜管束作为所述料仓前墙管；所述后面两排光管管束的后端与该物料分离器的后壁紧靠后两排合成一排向前内弯曲的倾斜管束作为所述料仓后墙管。

所述导向烟气下上折转膜式屏和该物料分离器的四壁为全膜式壁结构、半膜式壁结构、全光管浇注耐火材料结构和干耐火墙结构中的任意一种。