[发明专利]流化床蒸汽发生器及产生蒸汽的方法

说明书

本发明涉及流化床热交换器及产生蒸汽的方法，特别是涉及以多层堆叠式流化床产生热量的蒸汽发生器及相应方法。

由于流化床具有传热速率高的优点，同时又能减少腐蚀、锅炉水垢及二氧化硫的产生，故被公认为是一种引人注目的热源。在典型的流化床装置中，空气向上通过大量粒状物料构成的床层并使其膨胀，以至呈悬浮或流化状态。然而，输入到与流化床进行热交换的水流中的热量范围有一内在的限度，其主要原因是，送往流化床中的空气量必须足以使床层维持在流化状态，但又不导致过量的粒状物料被吹走。

上述缺点在很大程度上已被美国专利第3，823，693号中所披露的热交换器所克服。该专利于1974年7月16日批给Bryers和Shenker，并与本申请转让给同一受让人。在该专利所披露的装置中，热交换器的燃烧段由多个纵向堆叠的室所组成，各室均含有一个流化床。欲被加热的流体在热交换器中向上通过流化床，借此逐步提高该流体的温度。每个床层之上均设有管束为来自各床层的烟道气提供对流传热表面。粒状物料与从各床层逸出的烟道气相分离并返回到最下面的床层，该床层的作用相当于一个循环室，用于烧除粒状物料中所残存的碳。

然而，各床层之上可用于安装管束的空间是较小的，这是由于管束间隙、进行焊接的必要间距以及燃烧的要求，使每个床室之上的有效截面积受到了限制。这样，由管束所确定的对流传热表面就被限制到某种程度，以致使得各床层的单位对流表面的烟道气的质量流量和传热系数均小于最佳值。又由于对循环床不提供新鲜燃料，由于燃料变化而导致的热输入量的异常变化或蒸汽发生器的输出变化就会经常发生，另外，在循环室中因没有控制存料量和流化速度的手段，进一步增加了控制各床层换热量的难度。

因此，本发明的目的是提供一种蒸汽发生器和产生蒸汽的方法，该蒸汽发生器既具有多层堆叠式流化床的优点，又能提供具有最佳尺寸的对流传热表面。

本发明的另一个目的是提供上述类型的蒸汽发生器和产生蒸汽的方法，在蒸汽发生器中将新鲜燃料加到循环床中以防止热输入量的异常变化。

本发明的更进一步的目的是提供上述类型的蒸汽发生器和产生蒸汽的方法，其中循环床的存料量和流化速度是可以控制的。

为达到上述目的及其它目的，在燃烧炉壳体中装设了多层垂直堆叠式流化床，邻接该炉又装设了热量回收炉以接收从多层流化床逸出的烟道气。在热量回收炉中也安置了一个流化床。另有一个或两个分离器邻接热量回收炉，用以接收烟道气并分离出夹带的固体颗粒。分离出的固体颗粒则循环返回到热量回收炉中的流化床中去。在循环床中加入新鲜燃料，且该床的存料量及流化速度是可控制的。

通过参照下面的关于本发明的具体实施方案的详细描述和附图，可进一步理解上面的本发明的简要描述及其它目的、特性及其优点。这些实施方案是较好的，但只起说明作用。本说明书的附图是本发明的蒸汽发生器的纵向剖面示意图。

本发明的蒸汽发生器如附图所示，它包括由延伸在燃烧室10中的三个主要的流化床室A、B和C所组成的燃烧炉部分。燃烧室10则由前壁12、后壁14、侧壁16以及另一侧壁（图中未绘出）所限定。各床室A、B和C的细节将在后文叙述。

距后壁14一定距离处设置有另一壁18，用以形成邻接燃烧室10的热量回收室20。靠近壁18处设有一对旋风分离器22和24，二者分别经管道26和28与室20相通。

在前、后壁12和14之间安装有三个在垂直方向呈一定距离的水平、多孔的空气分布板30，这三个板分别在室A、B和C内延伸到周围四壁。在各分布板30的下方均设有风室34，各床室A、B和C的空气入口管32（图中以断面形式绘出）经侧壁16伸入各风室34中。这样，空气被分布到各床室A、B和C中，空气流量由气闸或类似部件进行控制（图中未绘出）。

前壁12的不同高度处安装有三个撒布器36，分别与床室A、B和C相通。撒布器36用以从外部来源接收粒状燃料，并以常规方式将其撒入各个床室。不言而喻，可以常规方式用滴管或类似物（图中未绘出）将诸如石灰石类的吸附剂送到各床室A、B和C中，借以将粒状燃料燃烧产生的硫化物吸附掉。这样，粒状物料在各床室A、B和C中就形成了物料床，空气经分布板30进入各床时就将粒状物料向上吹起成流化状态。