[发明专利]循环流化床锅炉二次风布风方法

说明书

技术领域

本发明涉及循环流化床锅炉领域，尤其是一种循环流化床锅炉二次风布风方法。

背景技术

随着循环流化床锅炉向着更高参数、更大容量和更高效率的方向发展，锅炉炉膛截面积显著增加，这使得布置在炉膛侧壁的二次风喷口距炉膛中心的距离可多达数米远，二次风因此很难达到炉膛中心区域，这就造成炉膛中心存在贫氧区域使得燃烧不充分而降低燃烧效率。同时，随着国家对电站锅炉污染物排放要求的愈加严苛，使得具有环保优势的循环流化床锅炉也面临新的挑战。为进一步降低锅炉污染物排放值，需要调节锅炉的燃烧特性，从而力求在源头上深度抑制污染物气体的生成量。二次风作为调节燃烧的重要手段之一，如何在确保穿透性的同时兼顾抑制污染物生成，便成为大型循环流化床锅炉二次风布置急需攻克的关键技术之一。

为此，于2012年8月1日公开的公告号为CN202361365的中国实用新型专利“循环流化床锅炉二次风管”，是通过减少一次风量来避免将颗粒较大的粉尘被带到换热面上而造成的磨损，同时通过减少二次风管数量，来增大二次风的入炉风速和刚度。不过由于其仅设置3～5根风管，因此难于适应大型电站循环流化床锅炉的发展要求。

于2010年8月4日公开的公告号为CN201539856的中国实用新型专利“一种循环流化床锅炉炉膛中心供风装置”，是通过在布风板上加装中心布风装置对大型循环流化床锅炉的炉膛中心贫氧区域直接供风。然而，由于中心布风装置直接穿过布风板，其连接处的密封与膨胀有一定的实施难度。此外，由于中心布风装置的存在，还可造成其所在区域的流化不良等情况出现。

于2008年7月23日公开的公布号为CN101225954A的中国发明专利申请“内凹式循环流化床锅炉二次风供风方法及其装置”，是将炉膛下部二次风喷口附近的壁面向炉内凹入，使二次风供风喷口由离炉膛中心更近的位置向炉内供风，从而改善炉膛燃烧中心区域氧浓度场分布。但该方法结构复杂，同时内凹的二次风口位置将影响炉内气固流动，且实现起来难度较大。

于2010年6月6日公开的公布号为CN101718430A的中国发明专利申请“循环流化床锅炉带二次风喷射的十字受热屏”，是将带二次风喷射口的十字受热屏布置于炉内，并通过弯管结构在炉膛下部区域围城一个可容纳二次风管的空间，并通过弯管来形成二次风喷口。然而，由于炉膛下部区域的固体颗粒浓度较高，容易造成二次风喷口的弯管区域和十字屏弯管处的磨损，同时该结构复杂，实施起来并非易事。

可见，上述方案均未给出结构简单并行之有效的适合大型循环流化床锅炉的二次风布置方案，且未涉及抑制污染物排放内容，从而限制了循环流化床锅炉向着更高参数、更低能耗以及更加清洁的方向发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能降低污染物排放且易于布置的循环流化床锅炉二次风布风方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：循环流化床锅炉二次风布风方法，炉膛由炉底布风板、四周水冷壁和顶棚水冷壁组成，二次风喷管与布置在四周水冷壁上的二次风喷口相连，二次风喷口分为常规二次风喷口和相对于常规二次风喷口处于更高位置的高效二次风喷口，二次风喷管相应分为常规二次风喷管和高效二次风喷管，高效二次风喷口的中心与布风板间的距离h同整个炉膛高度H之比在0.1～0.5范围内，且h≥6m；高效二次风喷口通过让管开设；高效二次风喷管与水平方向所夹锐角在-65°～25°，高效二次风的质量流率M_flux在18kg/(m²﹒s)～70kg/(m²﹒s)。

循环流化床锅炉炉内的气固流动复杂，在炉膛底部，会形成一个由粗颗粒为主，用以提供足够床料量来维持炉膛床压的密相区。在炉膛密相区以上至炉膛出口之间，存在着一个颗粒浓度沿炉膛高度递减的稀相区，物料从密相区表面因气泡破裂而被抛到该区域。

在稀相区下部，气固两相流体扰动剧烈，气固两相混合充分，因此常规二次风喷口和给煤口、回料口等都布置在此区域，以利于气固两相流体混合均匀。

就二次风喷口位置设置而言，若入射位置太低(对应位置的颗粒浓度便会很高)，则二次风很难到达炉膛中心区域补充燃烧所需要的氧，但若二次风喷口入射位置太高，则会抑制炉膛下部的颗粒被抛入炉膛上部并参与循环。同时为了兼顾分级燃烧而进一步降低污染物排放，都需要设置合理的二次风入射位置。

目前，对二次风喷射下循环流化床锅炉气固混合的研究以及定量描述，仍是循环流化床开发研究中非常薄弱的环节之一。加之在测量手段和精度上的困难，关于二次风在其喷口所在炉膛截面喷射特性的研究非常有限。