[发明专利]一种纯烧低热值煤矸石的循环流化床锅炉技术

说明书

技术领域

本发明属于循环流化床锅炉技术领域，具体涉及一种纯烧低热值煤矸石的循环流化床锅炉技术。

背景技术

随着我国煤炭产量的逐年增加,煤矸石堆积，占煤炭产量的约10%～15%。目前，累计堆有煤矸石山1500多座，约占40亿吨，占地1.3万公顷以上，而且每年约以1亿吨的速度递增。因为大量的煤矸石堆积，未能利用和处置，矸石山还会自燃发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害，给环境带来了巨大的污染，因此合理利用煤矸石既可以保护环境又可以利用其富含的有价值能源和资源。

现有循环流化床锅炉，主要包括锅筒、膜式水冷壁炉膛、绝热旋风分离器、返料系统和竖井烟道；所述膜式水冷壁炉膛固定在刚性梁上并与锅炉构架连接，膜式水冷壁炉膛上部出口与绝热旋风分离器侧口相接，其上部中心出口筒与竖井烟道相通，分离器下部立管通过自平衡回料阀与返料系统相接；膜式水冷壁炉膛内下部为流化床燃烧室；所述返料系统与流化床燃烧室相通；位于流化床燃烧室底部的水冷式布风板，其上设有钟罩式风帽，其下连有一次风室和排渣口；所述流化床燃烧室内水冷壁上均布有密集销钉并涂敷耐磨可塑料，所述二次风箱采用单层结构，其上的方形二次风进口管布置在流化床燃烧室前墙和流化床燃烧室后墙的上部；所述竖井烟道内依次布置过热器系统、省煤器、空气预热器；

使用现有循环流化床锅炉不能纯烧矸石，热效率低，而且必须掺烧大量的煤，掺烧后热值达到3000 kcal/kg以上才能充分燃烧；即使纯烧矸石，出力也达不到规定值，而且磨损严重，其原因如下：

一、由于矸石比其它的煤种硬,煤中灰份较多、热值低，锅炉在运行时灰量约为普通循环流化床的4倍，而循环流化床受热面的磨损主要是由于灰与管子的碰撞造成的，由于普通流化床截面尺寸、防磨结构不能满足要求，如长期运行则使受热面会产生非常严重的磨损，而导致锅炉无法运行。

二、燃烧普通煤时床温控制在900℃，料层控制在500～600mmm,这种床温和料层无法保证煤矸石的燃烧稳定及碳颗料的燃烬。

三、一般循环流化床锅炉设计一次风比例约为60%，一次风的作用主要是保证流化，燃矸石循环流化床，一方面由于矸石比重较大，另一方面矸石中挥发份也较低，在下部燃烧份额比例必定加大，60%的一次风量无法保证煤矸石的燃尽。

发明内容

本发明目的是针对现有循环流化床锅炉的技术的不足，提供一种促进保护环境，同时又可以利用其富含的有价值能源和资源，能够纯烧矸石的循环流化床锅炉技术。

本发明为解决上述技术问题而采取的技术方案是：

一种纯烧低热值煤矸石的循环流化床锅炉技术，采用循环流化床锅炉，该技术包括循环流化床锅炉的结构改进与纯烧低热值煤矸石循环流化床锅炉燃烧及结构设计工艺参数两部分；

该循环流化床锅炉的结构改进：

1）锅炉的竖井烟道内受热面采用被动防磨技术，加装防磨护瓦，护瓦材质选用耐磨材质；

2）排渣口布置在靠近后墙的位置，排渣口设置在靠近返料口的位置；

3）多点排渣：冷渣机排渣量为现有技术的6～7.5倍；

4）采用绝热型旋风分离器；

5）采用自平衡回料阀，并将负压状态的灰送回到正压状态的流化床内；

6）二次风采用前、后墙布置，且前墙的二次风量大于后墙的二次风量；

7）二次风箱采用单层设置；

该纯烧低热值煤矸石燃烧工艺参数如下：

1）所述该循环流化床锅炉的炉内流化风速：在额定负荷状态下选取为4.3～4.7m/s；

2）所述该循环流化床锅炉的竖井烟道内各段烟气流速选取如下：

a.高温过热器段：10～11m/s；

b.低温过热器段：8～9m/s；

c.省煤器段：6～7m/s；

d.空预器段：9～10m/s；

3）该循环流化床锅炉的炉内床温控制在910～950℃；

4）该循环流化床锅炉的一次风与二次风比例为8：2；

5）该循环流化床锅炉的燃烧料层厚为800～1000mm。

所述的纯烧低热值煤矸石燃烧工艺参数部分还包括：所述的纯烧低热值煤矸石循环流化床锅炉结构设计工艺参数包括：所述纯烧低热值煤矸石与燃烧普通煤种的循环流化床锅炉，在相同级别的条件下，各部分设计工艺参数对比取值如下：

a. 纯烧低热值煤矸石与燃烧普通煤种的流化床炉膛截面为：1.3～1.6倍；

b. 纯烧低热值煤矸石与燃烧普通煤种的流化床面积为：1.80～2.00倍；