[发明专利]具有水冷气固分离器与四、七回程水冷烟道的流化床锅炉

说明书

本发明公开了具有水冷气固分离器与四、七回程水冷烟道的流化床锅炉，包括蒸汽锅炉、强制循环管架式热水锅炉、电站锅炉、超大型电站锅炉，所述流化床锅炉包括炉膛主燃室、副燃室、燃尽室、四回程水冷烟道、七回程水冷烟道、水冷顶棚；本发明分离器不用任何专门装置和分离元件可节省全部旋风分离器的耐火保温材料和钢架支撑；本发明一体化结构可节省两个横墙的耐火保温材料；本发明烟气四回程＞75T的CFB锅炉和烟气七回程＞600MW的CFB锅炉可分别降低炉体高度30％和40％，并分别节省整机的耐火保温材料与钢架40％与30％和50％与40％；本发明的超低初始烟尘排放和炉体全部受热面的炉墙烟道的湿式结构，可根除对流受热面磨损，大幅度节省维护维修费用延长锅炉使用寿命。

技术领域

本发明公开了一种具有水冷气固分离器与四、七回程水冷烟道的流化床锅炉，涉及循环流化床热水锅炉、循环流化床蒸汽锅炉、循环流化床热电联产锅炉和循环流化床电站锅炉；尤其涉及一种超大型循环流化床电站锅炉和一种超大型循环流化床集中供热锅炉；涉及对在用的各种循环流化床锅炉，煤粉锅炉，层燃链条锅炉的节能减排改造；涉及对在用的各种循环流化床锅炉的升级换代；涉及采用低阶煤低成本清洁高效替代煤粉锅炉、层燃链条锅炉和天然气锅炉。

背景技术

循环流化床锅炉的分级送风易调节空气燃料的混合比和低温循环燃烧的特性，可燃烧所有煤种，尤其是低阶煤，不仅燃烧效率高，而且可低成本在循环流化床锅炉内实现二氧化硫的高效脱除和氮氧化物原始超低生成，使循环流化床锅炉的污染物排放可与天然气锅炉的污染物排放相媲美，当发电和供热时循环流化床锅炉的污染物排放量低于天然气锅炉的污染物排放量。循环流化床锅炉已成为当今煤炭清洁高效利用的成熟技术。

但是，目前的事实是，循环流化床锅炉只有在使用劣质煤和对环保有特殊要求时才具有市场竞争的绝对优势；当市场不受煤种限制和对环保没有特殊要求时循环流化床锅炉却处于市场竞争的绝对劣势；这是因为循环流化床锅炉的炉体结构超高和核心部件“旋风分离器”的原材料能耗高、制造安装成本高、故障率高、维护维修费用高、对流受热面易磨损等痛点所致。若在此技术上有大的突破进而能够在市场上大面积推广，必将对我国乃至全球的节能降耗减排、应对气候变化具有重要的战略意义。

目前中国市场流行的占有率最高、最成熟的流化床锅炉是由耐磨隔热保温材料制成的高温绝热旋风分离器流化床锅炉。目前欧美市场流行的占有率最高、最成熟的流化床锅炉是圆形汽(水)冷旋风分离器流化床锅炉，这两种炉型的共同缺点是：锅炉本体的构架炉墙和汽水系统是由炉膛、旋风分离器、竖井烟道三大独立体相互连通构成，由于独立的墙面多且炉体较高使锅炉本体的耐火隔热保温材料和钢架耗量较大，另外，锅炉的结构形式都相同，仅仅是炉型大小的区别，如此使得中、小型锅炉的成本较高尤其是小型锅炉的成本超高。

先看高温绝热旋风分离器，因这种分离器使用的耐磨隔热保温材料厚度＞300mm，不仅使分离器的原材料耗量大和制造安装成本高，而且存在热惰性和热损大，分离器易高温结焦，锅炉启停慢，故障率高、维护维修费用高、对流受热面易磨损等弊端。这种结构的分离器由钢制外壳、绝热块、保温耐火砖、防磨衬里、紧固砖多层组成，对施工工艺、耐火材料选择要求很高。

再看圆形汽(水)冷旋风分离器，这种分离器虽然减少了耐磨隔热材料，解决了热惰性和热损大的弊端，使锅炉不结焦、启停快，但是同样都存在风速高、阻力大、飞灰扬析夹带严重致使引风机电耗高，烟尘的初始排放浓度高，对流受热面易磨损等弊端，尤其是分离器膜式壁与圆环集箱的结构复杂，工艺要求和制造成本极高而售价高，而且一旦旋风筒表面防磨浇注料脱落汽水管道将迅速磨损导致泄露。