[发明专利]循环灰量的调节方法、分离器和燃烧系统

说明书

技术领域

本发明涉及流化床燃烧系统技术。更具体地，本发明涉及一种调节循环流化床燃烧系统中的循环灰量的方法。

背景技术

循环流化床燃烧技术是近二十几年迅速发展起来的新型燃烧技术。随着流化床燃烧系统技术的发展，循环流化床燃烧低热值、高灰分燃料的优势得到充分体现，逐渐成为低热值燃料的主流炉型。由于采用高效的高温旋风分离器，使得燃料颗粒可以在炉内循环多次燃烧，因此它具有燃烧适应性好，可燃用煤矸石、炉渣、垃圾等高灰份低热值的劣质燃料，可采用炉内脱硫，氮氧化物排放量低等诸多优点，是目前国家重点发展的炉型之一。

图1为现有技术中循环流化床燃烧系统A的结构示意图。图中，1为炉膛布风板，2为燃料进口，3为二次风喷口，4为炉膛，5为旋风分离器，6为料腿，7为返料器， 10为热二次风管道，11为热一次风管道，12为过热器，13为省煤器，14为二次风空预器，15为一次风空预器，16为烟气出口。

在图1中，流化床燃烧系统的炉膛4内燃烧所需要的燃料由燃料进口2送入，燃烧所需要的一次风从炉膛布风板1的下部送入，二次风通过布置在炉膛4中部的二次风喷口3送入，燃烧所产生的带有灰分的高温烟气上升进入旋风分离器5，经过旋风分离器5分离烟气和灰分，其中，烟气将流经过热器12、省煤器13、二次风空预热器14、一次风空预热器15的吸热降温后，从烟道下部的烟气出口16排出。旋风分离器5分离下来的灰则通过其料腿6进入返料器7中，通过返料器7返回到炉膛4中循环燃烧。

可见，旋风分离器的分离效率直接影响着燃烧系统内循环灰量的大小，当分离效率高时，单位时间分离出灰量相对较大，返回炉膛的速度较快，当分离效率低时，单位时间分离出循环灰量相对较小，返回炉膛的速度较缓。在现有的循环流化床燃烧系统中，炉膛出口的灰和未燃尽的燃料在旋风分离器的作用下大部分从烟气中分离下来，并通过旋风分离器的料腿6和返料器7返回炉膛4内。

然而，在燃烧高灰份燃料的流化床燃烧系统中，尤其是在掺烧或纯燃烧煤矸石发电的循环流化床燃烧系统中，由于燃料的灰分含量很高，一般在40％以上，在旋风分离器的作用下，炉内的循环灰量很大。当循环灰量过大时会超出燃烧系统设计工况，使循环流化床燃烧系统无法再稳定、经济、安全地运行。

另一方面，由于地区的差异以及垃圾分类管理水平的不同，造成各地垃圾中泥砂和灰土的含量是一个不确定因素，当采用循环流化床燃烧系统焚烧垃圾时，往往会碰到循环灰量过大的问题。如果不能够对循环灰量进行限制，将无法保证循环流化床燃烧系统在进行垃圾焚烧时能够稳定运行。

在现有技术中，当发生循环灰量过大、远偏离设计工况时，在保证一定负荷的条件下，可以通过调整一、二次风的配比来降低炉膛中灰的携带能力，进而减少循环灰量。但是上述方法在操作上比较困难，周期长，效果不明显。目前，更普遍地采取在旋风分离器的料腿或返料器的下部，通过人工放灰来减少循环灰量，但此种措施很难进行定量地控制，对操作人员的技术水平要求很高。同时劳动强度大，既不安全也不经济。

因此，在循环流化床燃烧系统中实现方便、简单、可靠地调节循环灰量具有很重要的意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种循环灰量的调节方法、调节式旋风分离器和新型循环流化床燃烧系统，达到调节循环流化床循环灰量的目的。

本发明的循环灰量的调节方法包括：

向旋风分离器的料腿中导入调节风；

通过调节所述调节风的风量改变旋风分离器的分离效率。

本发明通过导入调节风来影响料腿内的气体流动状态，从而实现对循环灰量的调节作用。随着对料腿内导入风量的增加，原先料腿内的气流的下行速度逐渐降低，直至气流方向转变为上行，且随着导入风量的进一步增加，气流的上行速度逐渐增大，旋风分离器的分离效率逐渐下降，相应地，循环灰量逐渐减少，反之则循环灰量逐渐增加。

进一步地，所述调节风的导入位置在料腿的负压区。

在料腿的负压区导入调节风，其优点在于，第一，可以避免料腿内循环灰的外喷；第二，不但对旋风分离器分离效率的调节范围大，而且调节的灵敏度也比较高；第三，可以避免料腿内循环灰的堵塞和搭桥。

进一步地，调节所述调节风的风量使所述调节风在料腿内的导入点始终为负压状态。

通过限制所述调节风的导入量保证调节风在料腿内的导入点所在位置始终处于负压，这样可以避免导入点随着导入量的增加变为正压状态后所产生的循环灰外喷、堵塞或搭桥的不良后果。