三旋涡内分离循环床锅炉.pdf

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摘要
申请专利号:

CN89103129.4

申请日:

1989.05.18

公开号:

CN1047378A

公开日:

1990.11.28

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

|||授权|||审定|||公开|||

IPC分类号:

F23C11/02

主分类号:

F23C11/02

申请人:

清华大学

发明人:

曹柏林; 宋泽晞

地址:

100084北京市海淀区清华园

优先权:

专利代理机构:

清华大学专利事务所

代理人:

邸更岩

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内容摘要

一种带有三旋涡分离室的内分离循环流化床锅炉,其分离装置是由三个旋涡分离室构成,即呈半蜗壳形的主旋涡分离室(6),与主旋涡室并联的端部细粉旋涡分离室(7)和下部半旋涡分离室(8),(8a)。其物料回送装置采用带松动风的壁式多孔半自流阀,三旋涡分离室的结构全部采用膜式水冷壁,且有较好的预分离段(4)。该发明具有较高的分离循环效率,特别是明显提高了细粉部分的分离效率,同时物料回送量大,调节范围大,循环倍率高,可燃用各种优、劣质燃料,因而能真正在中小型电站及工业炉上全面推广应用。

权利要求书

1: 一种内分离循环流化床锅炉,特别是一种带有旋涡分离室的内分离循环装置的流化床锅炉,其内分离循环装置是由旋涡分离器和物料回送装置组成,其特征是旋涡分离器是由三个旋涡分离室构成,第一分离室为主旋涡分离室[6],呈半蜗壳形;第二分离室与第一分离室并联,为半蜗壳形端部细粉旋涡分离室[7];第三分离室与第一、第二分离室串联,呈半圆形,为下部半旋涡分离室[8]、[8a],且在主旋涡分离室[6]的入口[5]前有予分离段[4],其物料回送装置是由回送槽[9]和带松动风的壁式多孔半自流阀[15]组成。
2: 按照权利要求1所述的流化床锅炉,其特征是所述的端部细粉分离室[7]的入口孔[12]的直径与主旋涡室[6]的平均直径之比为0.3~0.4;其细粉分离室[7]的长度与主旋涡室[6]的长度之比为0.20~0.25。
3: 按照权利要求2所述的流化床锅炉,其特征是所述的下部半旋涡分离室[8],[8a]的圆半径与主旋涡室[6]的平均半径之比为0.25~0.3。
4: 按照权利要求1所述的流化床锅炉,其特征是所述的主旋涡分离室[6]的出烟缩口[13]插入旋涡室的深度与主旋涡室[6]的长度之比为0.12~0.15。
5: 按照权利要求1所述的流化床锅炉,其特征是所述的物料回送装置中松动风管口[10]与返料孔口[11]应保证错列布置。

说明书


本发明涉及一种循环流化床锅炉,特别是涉及一种带有卧式旋涡分离室(或称卧式旋风筒)的内分离循环流化床锅炉。

    现有技术中的循环流化床锅炉,亦称循环床沸腾炉,一般分为外循环流化床锅炉和内循环流化床锅炉两种。外循环流化床循环效率高,但它具有循环系统复杂,占地面积及空间较大以及自身动力消耗大等缺点,一般仅宜用于220T/H以上的大型电站锅炉,不适用于中小型电站及工业炉。为克服外循环流化床的不足和缺陷,近几年来发展了一种内分离循环流化床锅炉,即把分离循环系统置于炉内。带有卧式旋风筒的内分离循环沸腾炉就是其中的一种。参见“Proceedings    of    the    1987    International    Conference    on    fluidized    Bed    Combustion”,P.1061,“Integrated    Fluidized    Bed/cyclone    Combustor    with    Internal    Solids    Recirculation”。它具有单个卧式旋风筒,无细粉分离室,故只能分离大于70μm的颗粒,因而分离效率较低。中国实用新型专利86205178,即“褐煤鼓泡床循环燃烧锅炉”,除带有一个卧式旋风筒外,其主要特点是带有一个分离隔室,它的分离原理是靠离心分离,且完全靠重力自流回送物料。其结构是卧式旋风筒与分离隔室均由左右管子交叉而成。当一部分气流随高浓度灰粒垂直向下穿过管子间隙进入分离隔离后,该气流又向上穿过管子间隙返回旋风筒,因此就出现了以下几个问题。一是已被分离到壁上的灰粒穿过管子间隙时被扰乱而引起大量夹带;二是气流返回旋风筒时又再次夹带较细灰粒,因此分离效率无法提高。同时由于旋风筒前无予分离段,且有管子阻挡与扰乱气流,故分离也受到一定影响。因此,其分离效率仅在40%~50%左右。不仅如此,该实用新型完全靠重力自流回送物料,因而也存在物料回送量少,循环倍率低,回送料量几乎不能调节控制,管子磨损严重等缺点。它仅能用于燃烧挥发份高、质地较软的褐煤,而不能用于灰发份低,质地较硬,灰多的煤种。

    本发明的目的是为中小型电站及工业上提供一种三旋涡内分离循环流化床锅炉,它具有较高的分离循环效率和循环倍率,循环料量的调节范围大,尤其能明显提高细粉部分的分离效率,从而提高整个锅炉的燃烧效率,脱硫效率及燃料的适应性。

    本发明是这样实现地:其内分离循环装置是由旋涡分离器和物料回送装置构成。旋涡分离器是由三个旋涡分离室组成。第一分离室为主旋涡分离室[6],呈半蜗壳形;第二分离室与第一分离室并联,为半蜗壳形端部细粉旋涡分离室[7];第三分离室与第一、第二分离室串联,呈半圆形,为下部半旋涡分离室[8]、[8a],且在主旋涡分离室[6]的入口[5]前有予分离段[4],其物料回送装置是由回送槽[9]和带松动风的壁式多孔半自流阀[15]组成。

    附图1为本发明的结构示意图(正剖视图)

    附图2为本发明的A-A剖视图(阶梯剖视)

    其中:[1]-给煤口,[2]-密相层,[3]-稀相段,[4]-予分离段,[5]-主旋涡室入口,[6]-主旋涡分离室,[7]-端部细粉旋涡分离室,[8],[8a]-下部半旋涡分离室,[9]-回送槽,[10]-松动风管口,[11]-返料孔口,[12]-端部细粉分离室的入口,[13]-主旋涡室的出烟缩口,[14]-隔板,[15]-壁式多孔半自流阀。

    下面结合附图详细说明本发明的具体结构及实施例。

    煤从给煤口[1]进入密相层[2]后,经流化燃烧,稍细颗粒进入稀相段[3]继续燃烧,而后随气流进入予分离段[4],再由主旋涡室的入口[5]进入主旋涡分离室[6],在此进行离心与撞击分离,同时一部分气流夹带细微颗粒经隔板[14]上的入口[12]进入端部细粉旋涡分离室[7]进行旋转离心与撞击分离。净化了的气体由主旋涡室[6]的出烟缩口[13]进入后面的对流受热面烟道。从主旋涡室[6]和细粉旋涡分离室[7]分离出来的物料进入下部半旋涡分离室[8]和[8a],进行离心与撞击分离后进入回送槽[9],最后经返料孔口[11]返回密相层[2]继续燃烧,此即可谓循环燃烧的全过程。为克服重力自流所引起的不足和缺陷,提高回送量及其调节范围,以适应燃料灰分变化及锅炉负荷的变化,在回料槽[9]的下部设置了壁式多孔半自流阀[15],该阀包括多个松动风管口[10]与多个返料口[11],且松动风管口[10]与返料口[11]错列布置,以克服集中回送在炉内分布不均使燃烧效率下降的缺点。

    本发明的三个旋涡分离室及回料槽均为膜式水冷壁所构成,局部敷以耐火涂料以防止磨损及保持所需受热面积。该内分离循环装置可设置在炉膛的侧墙,也可设置在后墙。设计与安装时,必须保证如下结构参数:主旋涡分离室[6]的入口[5]应保证气速为15~20m/s;出烟缩口[13]插入主旋涡室的深度与主旋涡室的长度之比为0.12~0.15;端部细粉旋涡分离室[7]的入口[12]的孔径与主旋涡室[6]的平均直径之比为0.30~0.40;下部半旋涡分离室[8],[8a]的圆半径(圆心在回料槽中心线上)与主旋涡室[6]的平均半径之比为0.25~0.30;端部细粉分离室[7]的长度与主旋涡室[6]的长度之比为0.20~0.25。

    本发明与现有技术相比,具有如下优点和积极效果:(1)该发明由于设有三个旋涡分离室,即增加了端部细粉旋涡分离室和下部半旋涡分离室,且在主旋涡分离室前有较好的予分离段,因而分离效率高,尤其是明显提高了细粉部分的分离效率。如对粒度为50μm~60μm的分离效率,可从50%提高到95%左右,从而提高了整个锅炉的循环燃烧效率和脱硫效率。同时由于该分离室的特殊的结构和形状,不仅具有较好地分离状况,而且避免了气流穿过管排扰乱气流而引起大量夹带和导致管子严重磨损等缺点。(2)物料回送采用了带松动风的壁式多孔半自流阀装置,因而克服了完全靠重力自流而引起的回送量小,循环倍率低以及调节范围小等缺陷。该回送装置的特点是可自动建立料封,加少量松动风后可大大提高回送量及其调节范围,并能使燃料在炉内分布均匀,因而燃料的适应性好,可燃用各种优、劣质燃料。(如无烟煤、矸石,优、劣质烟煤及褐煤等)。总之,该发明由于分离循环效率高,调节范围及适应范围大,因而能真正在中小型电站及工业锅炉上全面推广应用。

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资源描述

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一种带有三旋涡分离室的内分离循环流化床锅炉,其分离装置是由三个旋涡分离室构成,即呈半蜗壳形的主旋涡分离室(6),与主旋涡室并联的端部细粉旋涡分离室(7)和下部半旋涡分离室(8),(8a)。其物料回送装置采用带松动风的壁式多孔半自流阀,三旋涡分离室的结构全部采用膜式水冷壁,且有较好的预分离段(4)。该发明具有较高的分离循环效率,特别是明显提高了细粉部分的分离效率,同时物料回送量大,调节范围大,循环倍。

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