[发明专利]炉内强旋燃烧循环流化床锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉领域，具体涉及一种炉内强旋燃烧循环流化床锅炉。

背景技术

目前烟气旋转燃烧技术在煤粉锅炉、燃油燃气锅炉得到广泛应用，由于循环流化床锅炉燃料特性及结构等技术原因，烟气旋转燃烧技术在循环流化床锅炉领域很少采用，因此高效低污染炉内强旋燃烧技术研究是循环流化床锅炉发展方向。

循环流化床锅炉入炉燃煤粒度要求为0～10mm，一般3mm～10mm的燃煤颗粒在炉膛下段内主床上燃烧，0～3mm的燃煤颗粒在炉膛上部燃烧，由于锅炉上部空间尺寸有限，燃煤颗粒在上部炉膛燃烧的时间较短，且与空气的混合性均匀性较差，烟气携带未燃尽的燃煤颗粒以2m/s～4m/s的速度流出炉膛，0～3mm的燃煤颗粒一次性通过炉膛燃烧的份额只有50％～60％，为了提高0～3mm的燃煤颗粒在炉膛上部的燃烬率只能采取如下途径：

(1)、提高锅炉高度，以延长燃煤颗粒在炉内的燃烧时间；

(2)、提高炉膛上部燃烧温度至900℃～1050℃，加快燃烧速度；

(3)、锅炉炉内采取强旋二次风加强炉内烟气扰动；

(4)、提高锅炉分离器分离效率、循环倍率。

从一般循环流化床锅炉实际运行情况看，以上措施均非理想方案，具体原因如下：

1)、提高锅炉高度，设备及钢耗成本大幅增加；

2)、随着国家环保排放标准要求日益提高，高温燃烧增加SO₂及NOx生成及排放浓度，必须进行低温燃烧，炉膛温度需控制在800℃～850℃左右；

3)、由于炉内二次风所占烟气量比例较小，大容量锅炉炉膛深度尺寸较大，二次风穿透距离较短，炉内扰动效果有限，无法实际炉内烟气旋转燃烧；

4)、提高锅炉分离器分离效率、循环倍率，造成设备运行电耗增加及炉内磨损增大，由于循环灰量大，锅炉煤种适应能力差。

经检索，专利号为02223608.2，名称为“高、低混合流速循环炉内强旋燃烧循环流化床锅炉”的专利提供的技术方案，其布置有炉膛、第一燃烬段和第二燃烬段三个燃烧段，燃煤颗粒在炉内的燃烧时间有所增加，但燃煤颗粒与空气相互间的扰动性较差，其一次性通过炉膛燃烧的份额仍只有60％～70％。

因此降低设备成本，减少锅炉SO₂、NOx排放，增大燃煤颗粒一次性通过炉膛燃烧的份额，提高锅炉燃烧效率及锅炉热效率，降低运行电耗及设备磨损，解决节能与环保之间的矛盾是循环流化床锅炉未来的发展方向。

发明内容

为克服现有循环流化床锅炉技术的不足，本发明提供一种燃烧率高、能耗低、结构简单的炉内强旋燃烧循环流化床锅炉。具体方案如下：

一种炉内强旋燃烧循环流化床锅炉，包括炉壁以及均设置在所述炉壁内部的主炉膛、顶部与旋风分离器的进口连通的分离室和与所述旋风分离器的出口连通的预热腔，所述主炉膛的下部设有燃煤进口以及位于所述燃煤进口下方且与所述主炉膛连通的风室，还包括设置在所述炉壁内且用于将主炉膛内未完全燃烧的混合物进行强化燃烧的强旋燃烧室，所述强旋燃烧室位于所述主炉膛和所述分离室之间，所述强旋燃烧室的侧壁上设有与所述主炉膛相通的至少一个烟气入口通道，所述强旋燃烧室的上部与所述分离室相通。

根据本发明的一个优选实施例，所述主炉膛为供燃煤颗粒燃烧的带空腔的方形结构；所述强旋燃烧室的水平截面为方形，其四角为平滑过渡的弧形结构；所述旋风分离器为低阻旋风分离器；所述分离室及强旋燃烧室的底部设有用于将未燃烬颗粒返回至所述主炉膛的返料装置。

根据本发明的一个优选实施例，所述烟气入口通道的数量为两个，其垂直截面的形状均呈长条形，且两者等高设于所述强旋燃烧室侧壁的上部。

根据本发明的一个优选实施例，所述烟气入口通道位于所述强旋燃烧室的3/5～4/5高度处，且烟气入口通道顶部高度小于强旋燃烧室上部烟气出口通道的底部高度。

根据本发明的一个优选实施例，所述烟气入口通道的出口向下倾斜设置，且其中心轴线与水平线呈18°～20°的夹角。

根据本发明的一个优选实施例，所述烟气入口通道的长度为500mm～600mm，所述强旋燃烧室侧壁的厚度为130mm～150mm，所述烟气入口通道的烟气流进所述强旋燃烧室的速度为18m/s～22m/s。

根据本发明的一个优选实施例，还包括由下至上设置在所述预热腔内的一级空气预热器和二级空气预热器，所述二级空气预热器通过空气流通管与所述风室连通。