一种循环流化床锅炉的风控式物料外循环装置 【技术领域】
本发明涉及循环流化床锅炉的风控式物料外循环装置
背景技术
循环流化床燃烧技术作为新一代洁净燃烧技术已在世界范围内得到广泛应用。目前发展大型循环流化床锅炉正向大型化发展。为解决循环流化床锅炉大型化后带来的受热面布置的问题，目前一般采用在物料循环回路中布置受热面的方法来解决，如Lurgi型循环流化床锅炉布置外置式换热器，Fooster Wheeler公司则采用类似的INTREX流化床换热床。带外置式换热器的循环流化床锅炉循环回路主要包括燃烧室、固体颗粒的分离装置(旋风分离器)以及由返料机构和外置式换热器构成的物料外循环装置。通过灵活地调节返料机构和外置式换热器之间循环物料量的比例，以保证燃烧室处于最佳的工作温度和汽温的控制。目前的循环流化床锅炉的风控式物料外循环装置是采用造价昂贵的机械阀来控制循环回路进入外置式换热器的高温物料量的，由于该机械阀长期工作在高温环境中，很容易被磨损，一般半年左右就必须更换，这就大大增加了锅炉的运行维护费用。
【发明内容】
本发明是为提高循环流化床锅炉的运行安全性，节约运行维修费用，而提出一种非机械方式控制的物料外循环装置。
为达上述目的，本发明采取用风量来调节进入返料机构和外置式换热器的高温物料量及其比例的，具体技术解决方案有两种。
方案1：
循环流化床锅炉的风控式物料外循环装置，包括返料机构和外置式换热器，其特征是返料机构和外置式换热器上、下迭置，用物料通道连通，其中迭置在上面的一方设有侧风布风管、进料管，且在其内的物料通道有开口与进料室相通，所说地返料机构用隔板分隔出下方彼此相通的进料室和返料室，在进料室和返料室的下方有布风板，布风板上布置风帽，布风板下方有与进料室相通的进料风室和与返料室相通的返料风室，进料风室与松动风Q2风管连通，返料风室与流化风Q1风管连通，外置式换热器内用隔板分隔出下方彼此连通的进料室和流化床换热床，在进料室和流化床换热床的下方有布风板，布风板上分布风帽，布风板下方有与进料室相通的进料风室和与流化床换热床相通的换热床风室，进料风室与松动风Q4风管连通，换热床风室与流化风Q3风管连通，在流化床换热床上设有出风口，其内布置有受热面管束，返料机构的返料室和外置式换热器的流化床换热床分别有返料灰管与燃烧室炉膛相通。
方案2：
循环流化床锅炉的风控式物料外循环装置，包括返料机构和外置式换热器，其特征是返料机构和外置式换热器并置，分别位于共用的物料进料室的两侧，在进料室上设有进料管，进料室的下方有布风板，布风板上布置有风帽，布风板下方有与进料室相通的风室，该风室与松动风Q2风管连通，返料机构的返料室与进料室连通，在返料室的下方有布风板，布风板上布置风帽，布风板的下方有与返料室相通的返料风室，返料风室与流化风Q1风管连通，外置式换热器的流化床换热床与进料室连通，在流化床换热床的下方有布风板，布风板上布置风帽，布风板下方有与流化床换热床相通的换热床风室，换热床风室与流化风Q3风管连通，在流化床换热床上设有出风口，其内布置有受热面管束，返料机构的返料室和外置式换热器的流化床换热床分别有返料灰管与燃烧室炉膛相通。
上述两种方案中所说的布置在流化床换热床内的受热面管束是锅炉省煤器或蒸发受热面或过热器或再热器。
本发明的循环流化床锅炉的风控式物料外循环装置，通过控制返料机构和外置式换热器运行时送入的各风量，来调节进入返料机构和外置式换热器的高温物料量，用风量调节取代传统的机械阀调节，克服了机械阀控制存在的磨损严重，维修费用高等问题，提高了循环流化床锅炉的运行安全性。
【附图说明】
图1是返料机构迭置在外置式换热器上方的示意图；
图2是外置式换热器迭置在返料机构上方的示意图；
图3是返料机构和外置式换热器并置示意图，其中图a)是俯视图，图b)是图a)的A-A视图，图c)是图a)的B-B视图。
【具体实施方式】
图1所示，返料机构A迭置在外置式换热器B的上方，两者用物料通道4连通，其中迭在上方的返料机构有侧风Q5布风管21、进料管1，位于返料机构内的物料通道4有开口3与其进料室相通，所说的返料机构用隔板5′分隔出下方彼此相通的进料室5和返料室6，在进料室5和返料室6的下方有布风板10，布风板10上布置风帽11，布风板10下方有与进料室5相通的进料风室9和与返料室6相通的返料风室12，进料风室9与松动风Q2风管连通，返料风室12与流化风Q1风管连通；外置式换热器内用隔板7′分隔出下方彼此连通的进料室7和流化床换热床8，在进料室7和流化床换热床8的下方有布风板15，布风板15上分布风帽16，布风板15下方有与进料室7相通的进料风室14和与流化床换热床8相通的换热床风室17，进料风室14与松动风Q4风管连通，换热床风室17与流化风Q3风管连通，在流化床换热床8上设有出风口22，流化床换热床内布置有受热面管束19，返料机构的返料室6和外置式换热器的流化床换热床8分别有返料灰管20与燃烧室炉膛相通。
运行时，来自锅炉旋风分离器的高温灰经进料立管向下流动分成两股，一股进入返料机构，另一股经物料通道继续向下流动进入外置式换热器。返料机构中进入进料室的松动风量Q2应小于临界流化风量，而进入返料室的进风量Q1较大，保持良好的流化状态。同样地，外置式换热器中进入进料室的松动风量Q4应小于临界流化风量，而进入流化床换热床的进风量Q3较大，保持良好的流化状态。在流化床换热床内布置受热面管束吸收高温物料的热量。由返料机构和流化床换热床出来的物料由返料灰管直接送回到锅炉炉膛。通过调节如下布风风量：(1)返料机构返料室的流化风Q1；(2)返料机构进料室的松动风Q2(小于临界流化风量范围内)(3)流化床换热床的流化风Q3；(4)换热器进料室松动风Q4(小于临界流化风量范围内)；(5)由侧吹风布风管进入的侧吹风Q5。可以实现控制进入外置式换热器的高温物料量。增大流化床换热床的流化风Q3、换热器进料室松动风Q4，降低返料机构返料室的流化风Q1、返料机构进料室的松动风Q2和侧吹风Q5，可以增加进入外置式换热器的循环物料量。
图2所示，外置式换热器B迭置在返料机构A上方，它与图1迭置结构的区别仅是在外置式换热器上设置侧风Q5布风管21、进料管1，位于外置式换热器内的物料通道4有开口3与其进料室7相通。
图3所示，并置的返料机构和外置式换热器分别位于共用的物料进料室2的两侧，在进料室2上设有进料管1，进料室2的下方有布风板13，布风板13上布置有风帽18，布风板13下方有与进料室2相通的风室23，风室23与松动风Q2风管连通；返料机构A的返料室6与进料室2连通，在返料室6的下方有布风板10，布风板10上布置风帽11，布风板10的下方有与返料室6相通的返料风室12，返料风室12与流化风Q1风管连通，外置式换热器B的流化床换热床8与进料室2连通，在流化床换热床8的下方有布风板15，布风板15上布置风帽16，布风板15下方有与流化床换热床8相通的换热床风室17，换热床风室17与流化风Q3风管连通，在流化床换热床8上设有出风口22，流化床换热床内布置有受热面管束19，返料机构的返料室6和外置式换热器的流化床换热床8分别有返料灰管20与燃烧室炉膛相通。
运行时，进入共用进料室的风量应小于临界流化风量，而进入返料机构返料室和进入流化床换热床的风量都较大，保持良好的流化状态。流化床换热床内布置的受热面吸收高温物料的热量。由返料机构的返料室和流化床换热床出来的物料由返料灰管直接送回到锅炉炉膛。通过调节如下布风风量：(1)返料机构返料室的流化风Q1；(2)共用物料进料室的松动风量Q2；(3)流化床换热床的流化风Q3，可以实现控制进入外置式换热器的高温物料量。增大流化床换热床的流化风Q3，降低返料机构返料室的流化风Q1，可以增加进入外置式换热器的循环物料量。