[发明专利]一种基于模块放大设计的多炉膛循环流化床锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型循环流化床锅炉，尤其涉及一种基于模块放大设计的多炉膛循环流化床锅炉。

背景技术

随着循环流化床锅炉技术的发展，锅炉容量不断增大，对锅炉蒸发量和蒸汽参数要求不断提高，需要在燃烧室内布置越来越多的受热面。对于传统单炉膛的循环流化床锅炉，虽然通过增加炉膛高度和截面积可以增加炉膛蒸发受热面面积，但是由于放大效应，炉膛放热容积的增加速度始终快于水冷壁面积的增加速度，因此大型循环流化床炉膛通常需要布置额外的受热面以使热量平衡。同时，大截面单炉膛的循环流化床存在床料混合不充分和二次风射程不够的问题。

目前循环流化床锅炉技术领域有不同的技术方案解决大截面炉膛存在的问题。申请人阿尔斯通公司提出在炉膛下部设置分隔件的方法(专利公开号CN1643302A)，将床面分为两个部分，分隔件上垂直炉膛纵向设置热交换管面板，作为水冷壁的扩展受热面。申请人西安热工研究院有限公司提出带隔墙结构的循环流化床锅炉(专利公开号CN1621740A)，可以采用一个全隔墙受热面将炉膛分成两个独立部分，或者采用多个半隔墙受热面错排布置，炉膛仍为一体的方式。同时还提出在全隔墙下部倒V型部位设置二次风口对炉膛中心供风的方案。申请人中国科学院工程热物理研究所提出一种环形炉膛的大型循环流化床锅炉结构(专利公开号CN102226518A)，利用环形炉膛结构降低对二次风射程的要求，同时多边形的水冷壁则适应大型循环流化床锅炉的多分离器布置。

综合现有的各种技术方案，为解决大型循环流化床锅炉炉膛受热面布置、二次风穿透和床料混合问题，一般采取在炉膛中设置受热面分隔件的方法，如采用底部裤衩腿结构降低对二次风射程的要求，但是实践发现该方案存在床料翻床的现象，即炉膛的一侧支腿的床料全部翻到另一侧支腿，使锅炉运行困难。另一种方法，在炉膛内设置隔墙受热面的方法虽然为炉膛提供了更多受热面，但是隔墙在不同程度上导致炉膛内的物料浓度、温度分布均匀性变差，同时隔墙受热面在高浓度的气固流冲刷下存在磨损问题并且二次风的穿透也受到影响。对于多边形环形炉膛结构，虽然环形炉膛能解决二次风的穿透问题，但是其床料的均匀混合和多分离器的气固均匀分配问题有待考察。这些方式对于循环流化床锅炉扩容的方式均基于在增加单个炉膛尺寸基础上再在炉膛中设法设置受热面思路进行。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种基于模块放大设计的大型多炉膛循环流化床锅炉。本发明设计思路是在一定容量成熟循环流化床锅炉基础上，采用模块放大方式扩展循环流化床锅炉容量，满足循环流化床锅炉的大型化和高参数化发展。

一种基于模块放大设计的多炉膛循环流化床锅炉，包括锅炉燃烧室，所述的燃烧室由至少两个平行排列的炉膛组成，相邻的两个炉膛之间的顶部设有连通空间。

所述炉膛的高度相等。采用高度相等的炉膛，能减少各炉膛燃烧室内的物质成分的差异，从而保证多炉膛之间具有相同的燃烧环境。

相邻的两个炉膛顶部相互连通形成所述的连通空间，所述的连通空间的高度不大于所述燃烧室高度的1/3。相邻两个炉膛内的烟气和循环床料颗粒在炉膛顶部的连通空间内可以相互交换、均匀混合，以避免由于各炉膛的配风和给煤量的偏差或者燃烧状况的偏差引起的分离器气固分配偏差。选择连通空间的高度为不大于燃烧室高度的1/3是为了保证炉膛顶部气固混合均匀的同时，限制炉膛下部较粗颗粒的相互交换，避免了类似于裤衩腿炉膛锅炉的床料翻床问题。

所述炉膛顶部相对应的连通空间内设有1～2个出口烟窗，所述出口烟窗连接有旋风分离器。旋风分离器主要作用是将大量的高温固体物料从炉膛出口的气流中分离出来，通过返料装置送回炉膛，以维持燃烧室快速流态化状态，燃料剂和脱硫剂多次循环，反复燃烧和反应。

所述炉膛内设有若干悬吊屏，悬吊屏为从水冷壁和炉顶引出的L型悬吊屏或者为从炉顶引出的U型悬吊屏。随着循环流化床锅炉容量的增大，炉膛的放热容积较炉内的蒸发受热面增加得更快，导致放热大于吸热的热量不平衡问题。大容量锅炉需在主循环回路中布置额外受热面来吸收一部分热量，以保证最佳的炉膛温度和过量空气系数。在炉膛上部布置悬吊屏是一种有效的受热面布置方式，除了可以简化系统以外，还有利于锅炉低负荷运行时的蒸汽温度达到额定参数。