[发明专利]20t/h级高效燃烧福建无烟煤的循环流化床锅炉

说明书

技术领域

本发明属于锅炉燃烧技术领域，具体涉及一种20t/h级高效燃烧福建无烟煤的循环流化床锅炉。

背景技术

福建省的主要能源资源是煤炭，已探明的煤炭储量约15亿吨，其中无烟煤占98.3%。福建无烟煤有着独特的燃烧性质，主要体现在：（1）挥发分极低（Var<4%）；（2）着火点温度高，一般在600℃左右；（3）碳化程度高，燃烧时间长，不易燃尽；（4）灰熔点较低，易结焦；（5）煤种细粉含量大，粒径小于1.0mm粒子重量百分比为47%以上；另外，由于福建无烟煤煤质脆易爆裂，煤粒在挥发份析出阶段热爆和燃烧过程磨损也会产生大量细粉。福建无烟煤的这些特点使得它很难在煤粉炉中燃烧，以前基本是采用链条炉和沸腾炉燃烧，但它在链条炉和沸腾炉中的燃烧效率也普遍不高。循环流化床锅炉以其物料流态化循环燃烧的特点,使燃料颗粒在炉内高温区的滞留时间可以大大增加直至燃尽,因此燃烧效率显著提高,目前已成为燃烧福建无烟煤的首选炉型。

燃烧科学理论告诉我们，影响燃料燃烧有3个主要因素，即所谓的“3T”原则：温度（Temperature）、时间(Time)、扰动(Turbulent)；大型循环流化床锅炉因其较高的炉膛高度，强烈的扰动、合适的流化速度和炉膛燃烧温度等特点在燃烧福建无烟煤时效果较好，飞灰含碳量较低，燃烧效率较高。但中小型循环流化床锅炉特别是35t/h及以下的锅炉（容量10-35t/h，即本案所谓的20t/h级CFB锅炉）在燃烧福建无烟煤时的效果却不尽如人意，反映在其飞灰含碳量普遍偏高，燃烧效率和热效率偏低，目前福建省在用容量为15-35t/h的循环流化床锅炉大多热效率≤70%，飞灰含碳量≥30%，其主要原因是炉膛燃烧温度及煤颗粒停留时间设计不合理，具体反映在炉膛高度不够、蒸发受热面布置不合理等。

针对福建无烟煤特殊的燃烧特性，设计开发一款高效燃烧福建无烟煤的循环流化床锅炉，对于提高福建省能源资源的利用效率，加大福建无烟煤的开发利用，降低本地企业对省外烟煤的依赖，减缓煤炭交通运输压力，提高锅炉效率，降低企业的燃料成本等具有重要意义。另外，由于福建无烟煤的典型性，本发明的循环流化床锅炉技术对于燃烧南方八省其它地区的无烟煤也具有重要的借鉴价值！

发明内容

本发明的目的在于提供一种20t/h级高效燃烧福建无烟煤的循环流化床锅炉，该锅炉可解决小型循环流化床锅炉燃烧福建无烟煤燃烧效率偏低的问题，实现福建无烟煤的高效利用，降低企业的动力成本及污染物控制成本，节能减排。该锅炉发明可广泛应用于造纸、印染、化工、食品等使用中小型工业锅炉作为热源的行业。

为实现上述发明目的，本发明的技术解决方案是：

本发明是一种20t/h级高效燃烧福建无烟煤的循环流化床锅炉，它包括炉膛、两个旋风分离器、返料器、烟道；所述的炉膛由膜式水冷壁和布风板围合而成，水冷壁由水冷壁管形成的前后墙和侧墙及顶棚管组成，水冷壁下部设有一、二次风口，二次风风口处设有喷嘴，炉膛上部设置有炉膛烟气出口；所述的两个旋风分离器与炉膛烟气出口相连接；所述的返料器与旋风分离器固体颗粒出口和炉膛下部分别相连接；旋风分离器烟气出口连接S型烟道，S型烟道连接尾部烟道，其特征在于：在炉膛内壁敷设了卫燃带；所述的用于送入二次风的喷嘴由两组或两组以上喷嘴组成，每组喷嘴有四个，分别布置于炉膛四角，喷嘴采用同一水平面切圆布置或错层切圆布置；炉膛燃烧室为瘦高型结构。

所述的卫燃带敷设于炉膛密相区上部或稀相区中部，敷设高度为2-3m。

所述的卫燃带敷设于炉膛密相区上部和稀相区中部，敷设高度为2-3m。

所述的同组四角布置的四个喷嘴可设置在同一炉膛水平截面上，或错开设置在不同水平截面上，同一组喷嘴的中心线在同一炉膛水平截面内的投影应形成一个水平的切圆，且同组二次风喷嘴喷出的二次风在俯视图上为一切圆结构。

所述的炉膛燃烧室为瘦高型结构，其比同容量、燃烧热值相近的烟煤的循环流化床锅炉高3－5m。

采用上述方案后，本发明具有以下几大特点：