[发明专利]一种带有空气冷却式旋风分离器的循环流化床锅炉

说明书

技术领域

本发明属于热能工程应用技术领域，具体涉及一种带有空气冷却式旋风分离器的循环流化床锅炉。

背景技术

旋风分离器是循环流化床锅炉的关键部件之一，也是制约循环流化床大型化发展的技术之一，旋风分离器的主要作用是将炉膛出口排出的高温物料从烟气中分离下来，通过回料阀送回炉膛密相区继续参与循环和燃烧，分离器的效率及运行效果直接决定了颗粒的循环倍率及循环流化床内的物料平衡。

目前所公开的旋风分离器技术，包括高温绝热式旋风分离器和冷却式旋风分离器，后者主要是采用膜式壁结构、利用水冷或汽冷的圆形或方形旋风分离器，比如中国专利ZL93235842.X所公开的带加速段的水冷方形旋风分离器及CN101786050A所公开的高温卧式旋风分离器，这些均是高温旋风分离器发展过程中的成功尝试。然而，绝热旋风分离器存在体积庞大、造价高、易结焦等问题，水冷或汽冷旋风分离器的蒸发受热面或过热器受热面也可完全移入炉膛、而采用其他的冷却形式。

此外，对于燃煤锅炉，为控制NOx排放，许多情况下需要采用选择性催化还原法(SCR)来实现烟气NOx还原，但SCR系统占地面积大，系统复杂，需要延长或改变尾部烟道结构以保证SCR系统的安装空间，因此常规锅炉加装SCR会对尾部烟道对流受热面、钢架及扶梯等产生很大影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种循环流化床锅炉系统，其旋风分离器用一、二次风空气冷却，节省空气预热器受热面及所占空间，从而直接在尾部烟道底端加装SCR脱硝系统，合理利用锅炉及尾部烟道空间，实现高效燃烧和低污染物排放的双重目的。

本发明的技术方案是：一种带有空气冷却式旋风分离器的循环流化床锅炉，它含有炉膛、布置在炉膛底部的一次风室、炉膛密相区的二次风口、旋风分离器和尾部烟道，所述炉膛的出口与旋风分离器的入口相连，旋风分离器的下部出口通过回料装置与炉膛密相区相连，所述尾部烟道内依次布置有高温过热器、低温过热器、省煤器和空气预热器，其特征在于：所述旋风分离器采用空气冷却式旋风分离器，分离器主体受热面通入空气冷却，该空气冷却式旋风分离器的底端布置有空气入口风箱，分离器筒体顶部设置有空气出口风箱，空气入口风箱和空气出口风箱与分离器主体受热面相连通，分离器内壁敷有耐火材料；所述空气预热器的出口通过管道与空气入口风箱相连；所述空气出口风箱通过管道分别与一次风室和二次风口相连。

本发明的另一技术特征是：所述空气冷却式旋风分离器的主体受热面采用膜式壁或风室结构；

本发明的又一技术特征是：所述空气冷却式旋风分离器内主体受热面分隔布置为一次风受热面和二次风受热面，所述空气入口风箱包含一次风入口风箱和二次风入口风箱，所述空气出口风箱包含一次风出口风箱和二次风出口风箱，一次风入口风箱和一次风出口风箱分别与一次风受热面相连通，二次风入口风箱和二次风出口风箱分别与二次风受热面相连通，一次风出口风箱通过管道与一次风室相连，二次风出口风箱通过管道与二次风口相连。

上述技术方案中，所述空气预热器下部布置有选择性催化还原(SCR)脱硝系统，所述旋风分离器内的一次风受热面与二次风受热面的面积比为6∶4～5∶5。

本发明具有以下优点及突出性效果：①旋风分离器通过空气冷却，其冷却效果好，结构简单，分离器为不承压部件，因而操作安全，且节省一部分尾部烟道换热空间；②在节省的尾部烟道空间加装SCR脱硝系统，从而避免了调整尾部烟道结构及烟气流程来加装SCR系统，对整个锅炉系统结构影响较小、造价较低；③一、二次风在一级空气预热器及旋风分离器内的受热面分隔布置，实现锅炉一、二次风的分别加热、分别供风；④与循环流化床本身的脱硫相结合，该锅炉可同时实现脱硫、脱硝，大大降低污染物排放。⑤替代绝热分离器，从而解决绝热分离器笨重、启动热慢性大、燃用强后燃性煤种易结焦等问题；⑥替代水冷分离器，将替换的蒸发受热面移入炉膛，节省部分空气预热器所占尾部烟道空间；⑦替代汽冷分离器，将替换的过热器受热面放入炉膛，节省部分空气预热器所占尾部烟道空间。因此，本发明可利用于现有所有形式分离器的锅炉上，并容易地、低成本地加装SCR脱硝系统。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明的分离器采用膜式壁结构示意图。

图3是本发明的分离器采用风室结构示意图。

图4是本发明的分离器空气出口风箱剖面示意图(为图2的A-A剖视图)。

图5是本发明的分离器空气入口风箱剖面示意图(为图2的B-B剖视图。