[发明专利]基于流态重构控制硫化物的循环流化床锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及循环流化床锅炉设备，具体是一种基于流态重构控制硫化物的循环流化床锅炉。

背景技术

随着国家《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）颁布实施，要求燃煤锅炉的烟尘、二氧化硫、氮氧化物、汞及其化合物排放均要达到限定值。目前已投运的循环流化床锅炉二氧化硫排放，通过炉内喷钙和尾部增设脱硫装置等措施，大多能达到原来的限定值。而对于硫化物超低排放，其与锅炉燃烧和脱硫剂的利用密切相关，目前在控制硫化物排放指标方面，尚无针对的整体锅炉燃烧结构设计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种整体循环流化床锅炉燃烧结构，降低硫化物的排放量。

本发明所采用的技术方案是：基于流态重构控制硫化物的循环流化床锅炉，包括炉膛，与炉膛烟气出口连通的并列布置在炉膛烟气出口区域、进口烟道下倾、中心筒偏心的绝热旋风分离器，与分离器底部和炉膛分别连通的返料器，与炉膛下端通过布风板连接的风室，均匀布置安装在布风板上的钟罩式风帽，炉膛前后墙上的二次风管；风室连接一次风道，返料器高压冷风出口有蘑菇形风帽，安装有流量计、压力计的风管连通炉膛和返料器。

作为一种优选方式：分离器由外壳和三层结构的耐火材料里衬组成，三层耐火材料分别为高强度耐磨浇注料、轻质浇注料、轻质保温砖，分离器上有第一工作温度控制装置。

作为一种优选方式：返料器由外壳和三层结构的耐火材料里衬组成，三层耐火材料分别为高强度耐磨浇注料、轻质浇注料、轻质保温砖，返料器设有第二工作温度控制装置。

作为一种优选方式：布风板上设有磷酸盐耐火混凝土层。

作为一种优选方式：二次风管的喷嘴设置在炉膛下部物料需要助燃的高度。

本发明的有益效果是：本发明由于在炉膛出口并列布置了高效绝热旋风分离器，炉膛燃烧后的烟气经炉膛出口进入旋风分离器，将烟气夹带的物料分离下来，通过返料器返回炉膛循环再燃，分离效率很高；一次风经风室通过钟罩式风帽均匀进入炉膛，流化床料，二次风通过分布在炉膛前后墙上的二次风管喷嘴，送入炉膛下部物料燃烧需要空气的空间，保证燃烧从还原性气氛转入过氧燃烧阶段，提高了燃烧效率，增强了脱硫剂的固硫效果。炉内燃烧配风的优化调整，使得锅炉初始硫化物生成控制在较低值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

其中，1、炉膛，2、分离器，3、返料器，4、钟罩式风帽，5、风室，6、二次风管，7、喷嘴，8、风管。

具体实施方式

如图1所示，一种基于流态重构控制硫化物的循环流化床锅炉，二次风管和炉膛内脱硫入口相连接，返料器由外壳和三层结构的耐火材料里衬组成，三层耐火材料分别为高强度耐磨浇注料、轻质浇注料、轻质保温砖；所述返料器的返料风采用高压冷风，由小风帽（蘑菇形风帽）送入，入口风管母管上装设流量计、压力计。

在炉膛燃烧后的烟气经炉膛出口进入旋风分离器，将烟气夹带的物料分离下来，通过返料器返回炉膛循环再燃。分离后的烟气经中心筒流向尾部对流受热面。控制整个物料分离和返料回路的工作温度为有利于超低硫化物排放最佳温度。旋风分离器的直段、锥段、料腿以及返料器的部分重量支撑在钢架上；分离器出口的烟道由吊杆悬吊于炉顶顶板上。每个分离器料腿的下部均装有一个返料器，返料器内设有布风板，布风板上放灰口。燃烧室一次风从风道引入风室。风室与炉膛被布风板相隔，布风板为膜式壁结构，其上均匀布置钟罩式风帽，特殊材料精密浇铸，使用温度高，具有较长使用寿命。为保护布风板，布风板上的磷酸盐耐火混凝土厚度适宜。

二次风通过分布在炉膛前后墙上的二次风管喷嘴，送入炉膛下部物料燃烧需要空气的高度空间。保证燃烧从还原性气氛转入过氧燃烧阶段，提高燃烧效率，降低尾部飞灰含碳量，运行时二次风压正好能穿入缺氧区。

基本发明确保锅炉炉膛烟气上升速度依据燃料煤的成灰磨耗特性，保持炉膛最佳烟气上升速度在4.5～5m/s范围内，适宜的循环物料量保证锅炉运行床温、炉膛出口烟温、分离器返料温度和分离器出口温度均在850～880℃最佳反应之间，温度变化范围在30℃，850～880℃的炉膛温度位于炉内喷钙的最佳反应温度区间，旋风分离器的高分离效率使循环物料具有最佳的物料比表面积，延长脱硫剂在炉内的反应停留时间，增强脱硫剂的固硫效果，使炉内喷钙后锅炉燃烧实际产生的硫化物较国际通常产品大大偏低。再加上锅炉炉膛前后墙二次风口喷入前燃烧处于还原性气氛，强刚性二次风的喷入是气氛转为富氧状态，强化了脱硫反应的进行。在基于流态重构超低排放循环流化床锅炉上不增加昂贵的尾部湿法脱硫装置，配合较低成本的半干法脱硫装置，就可以达到国家GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》中锅炉尾部烟气硫化物排放要求。