[实用新型]工业锅炉飞灰循环燃尽装置

说明书

本实用新型“工业锅炉飞灰循环燃尽装置”所属技术领域为工业锅炉的节能和环保。

现有各类工业锅炉的实际效率普遍不高，其中有一项损失是因排烟中飞灰浓度较大同时飞灰含碳量较大（一般大于50％）引起的。一般层燃锅炉，如链条炉和往复炉等，此项损失为1.5～3％；抛煤机炉为3～5％；而普通沸腾炉高达15～20％。目前运行的和生产的层燃锅炉尚未采取措施来降低此项损失（仅有极少的新设计在燃尽室利用旋转气流来提高燃尽程度，但收效甚微）。正在大力开发的新一代沸腾炉一循环沸腾锅炉一般采用高效的高温旋风分离器来实现气固分离，但其体积十分庞大，流动阻力也很大，一般中小工业锅炉无法采用。另外还有两种新研制的高温分离器与上述不同。一是瑞典STudsvik公司的撞击式分离器，它的体积较小，阻力也低可使锅炉布置紧凑，因而引起了广泛的重视。但它的分离元件是用特殊的耐热耐磨合金钢制作的，因此也难以在工业锅炉上推广。二是清华大学研制的平面旋流式分离器（国内专利）也可达到高温气固分离的目的，但其分离元件系由碳化硅粉压制成的，价格也很可观，同时流动阻力也偏大一些，其运行效果尚有待考验。

综上所述，用于新一代沸腾炉的几种飞灰回收装置都不适用于一般工业锅炉。因而需要开发新的装置来填补这个空白。

上述背景情况分析表明，工业锅炉中由于烟气中飞灰浓度大含碳量高引起的能源损失问题，至今尚未解决。本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低廉而且广泛适用的装置，把它附加在已有的或正在生产的工业锅炉上，可将炉膛出口处高温烟气中大部分灰粒捕捉下来，重新送入炉膛继续燃烧并多次循环，大大提高燃尽程度，从而达到节约能源和改善环境的目标。

本实用新型的装置系由高温分离器、绝热灰仓和返料风管等三部分组成。（如附图1所示）。

（a）、高温分离器（1）：

高温分离器（1）由沿烟气流动方向错列的布置六排分离柱体（4）组成。每排柱体的数量及高度视所配锅炉容量而定。分离柱体（4）由高强耐火材料或铸石制成，是一异形柱状物体，其正面（即迎烟气气流方向）为“3”字形，用以实现撞击分离和惯性分离；其背面为弧形峰状突起，目的是导向烟气减少阻力，并有安置连接榫头加强柱体的作用。分离柱体由形状相同的分离元件迭加而成。分离元件的长度有两种：100mm和200mm，由此可组合成所需柱体的高度。分离元件之间靠榫头和高温粘结剂固定，累积高度不宜超过1000mm。

本分离器沿烟气流动方向错列布置6排分离柱体，形成迷宫式结构，可使烟气流速至少经过5次撞击和惯性分离。本分离器的设计主要着眼于结构简单紧凑、阻力小、投资低，易于推广使用，而不去一味追求很高的分离效率。其设计分离效率约为60～80％（烟气含尘浓度大而且粗粒子较多时分离效率高，反之则低）。但对飞灰损失起主要作用的粗粒子（如50um以上者）则分级分离效率可达90％左右，这样可以达到投资少而效果显著的目的。

（b）绝热灰仓（2）

该灰仓由普通耐火材料砌成，其功能是贮存分离下的灰粒并支撑分离器。顶部是安置分离柱体和承接落灰的孔板，由耐火混凝土予制成的。灰仓一般直接在炉膛后拱上砌筑，四周为耐火砖墙，下部缩口，经一折线形通道通往炉膛，折线形通道中有一水平直段，可起到自锁作用，即在没有充气时，仓中存灰不会自行下落，同时也阻止烟气返窜。

（c）返料风管（3）

本返料风管与原有锅炉的鼓风管相连，头部有数个喷嘴（5），操作风道上的阀门（6）可以使堆积在灰仓的落灰重新被吹入炉膛燃烧，从而达到飞灰循环燃尽的目的。

本实用新型的优点及用途：

1）、本实用新型有重大节能经济效益。安装本装置一般可使燃烧效率提高2％以上。以2t／n锅炉为例，每小时可节煤6公斤，以年运行4000小时计，年节煤24吨，折合1200元。目前国内拥有近30万台工业锅炉，总容量约60万蒸吨。若能在20万蒸吨容量的锅炉上安装本装置，年节煤可达200万吨，合壹亿元。而改装投资在半年左右即可回收。

2）、本实用新型有显著的环境效益。由于飞灰回收作用可使锅炉出口烟气含尘浓度下降一半以上，由此可导致最终的排尘浓度大幅度下降，一般可达20～40％，降低的程度视所用除尘器对较细粉尘的分离效率而不同。

3）、本实用新型价格低廉，安装简便，用户可自行施工。本装置的流动阻力较小，一般为20～30毫米水柱，所以运行费用较低，而且一般不更换原配套的引风机。