專利名稱：一種膜式水冷壁四煙道生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐，特別是一種充分利用燃燒熱能的膜式水冷壁四煙道高效生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐。
背景技術(shù)：
隨著社會對能源需求的日益增長，而作為主要能源來源的化石燃料卻迅速地減少。因此，尋找一種可再生的替代能源，成為社會普遍關(guān)注的焦點。而生物質(zhì)是唯一的即可再生又可直接儲存與運輸、且可實現(xiàn)有害氣體排放少的能源，因此，燃用生物質(zhì)發(fā)電的鍋爐已成為鍋爐的最新發(fā)展趨勢。作為荊條、玉米稈等的生物質(zhì)燃料，采用循環(huán)流化床燃燒方式時，主要存在如下方面的問題(1)生物質(zhì)燃料的發(fā)熱值比較低，為了使出口蒸汽達到預(yù)定溫度，需較多的受熱面積；(2)生物質(zhì)燃料燃燒后的灰中的硅元素含量較多，灰顆粒較硬， 在較高的煙速下，煙道內(nèi)壁磨損嚴(yán)重；(3)生物質(zhì)燃料中含堿金屬較多，當(dāng)煙道內(nèi)壁溫度較高時，煙氣中所含的堿金屬對壁面腐蝕性較強。目前，對生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐已經(jīng)開展了研究專利號為ZL200610088935. 5公開了“生物質(zhì)循環(huán)流化床燃燒方法及生物質(zhì)循環(huán)流化床”，通過爐膛內(nèi)設(shè)置高溫過熱器、尾部煙道中設(shè)置低溫過熱器，解決了生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐溫度分布不均勻、爐膛內(nèi)結(jié)渣等問題；專利號為ZL 200720309013. 2公開了“生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐”，該鍋爐由燃燒室、偏心式旋風(fēng)分離器、返料器、過熱器、省煤器及空氣預(yù)熱器等組成，解決了生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)團、結(jié)渣及積灰等問題，上述兩種鍋爐的結(jié)構(gòu)簡單，但燃燒的熱能利用率較低，不利于低碳節(jié)能；專利號為ZL 200820108769. 5公開了一種“燃用秸稈類生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐”，該鍋爐包括皮帶給料機、壓縮成型設(shè)備、爐膛、水冷蒸發(fā)屏受熱面、旋風(fēng)分離器、返料器、屏式低溫過熱器、對流高溫過熱器及省煤器、空氣預(yù)熱器等，該鍋爐具有給料順暢、流化均勻、床層不易結(jié)團、結(jié)焦，燃燒效率高等優(yōu)點，但燃燒熱能的轉(zhuǎn)化率低，煙道內(nèi)壁的磨損和堿金屬腐蝕較大。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、燃燒充分、燃燒熱能轉(zhuǎn)化率高的膜式水冷壁四煙道生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐。技術(shù)方案本發(fā)明的膜式水冷壁四煙道生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐，包括設(shè)在鋼架上內(nèi)部設(shè)有汽水分離裝置的鍋筒、設(shè)在鍋筒下方的爐膛、與爐膛相連的旋風(fēng)分離器、設(shè)在旋風(fēng)分離器下部的返料器，爐膛經(jīng)旋風(fēng)分離器連接有第二煙道、第三煙道和第四煙道，煙道內(nèi)設(shè)有高溫對流過熱器、低溫對流過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器，煙道的出口處設(shè)有與引風(fēng)機相連的除塵器，其特征在于所述的爐膛、第二煙道以及第三煙道均由膜式水冷壁圍成，爐膛的下部內(nèi)表面、爐膛的煙氣出口內(nèi)表面、旋風(fēng)分離器的內(nèi)表面、旋風(fēng)分離器的煙氣出口內(nèi)表面以及第二煙道與第三煙道連通處周圍敷設(shè)有耐火澆注料；所述第二煙道入口上端設(shè)有中溫屏式過熱器，高溫對流過熱器和低溫對流過熱器自下而上間隔設(shè)在第三煙道內(nèi)，第二煙道與第三煙道之間的中包墻為下大上小結(jié)構(gòu)的漸縮式包墻；中溫屏式過熱器的上端設(shè)有左、右中溫屏式過熱器出口集箱，低溫對流過熱器的上下兩接頭端分別連接有上低溫對流過熱器出口集箱和下低溫對流過熱器進口集箱；高溫對流過熱器的上下兩接頭端分別連接有上高溫對流過熱器進口集箱和下高溫對流過熱器出口集箱；上低溫對流過熱器出口集箱與右中溫屏式過熱器進口集箱管線連接，之間設(shè)有第一噴水減溫器，上高溫對流過熱器進口集箱與左中溫屏式過熱器出口集箱管線連接，之間設(shè)有第二噴水減溫器。所述的耐火澆注料為耐磨耐火磚。有益效果由于采用上述技術(shù)方案，一是爐膛、第二煙道、第三煙道由膜式水冷壁圍成，提高生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐的燃燒熱能的利用率；二是通過在爐膛下部內(nèi)表面、爐膛煙氣出口內(nèi)表面、旋風(fēng)分離器內(nèi)表面、旋風(fēng)分離器煙氣出口內(nèi)表面以及第二煙道與第三煙道連通處周圍敷設(shè)有耐火澆注料，中包墻采用漸縮式包墻結(jié)構(gòu)，增強了壁面耐磨性能，確保鍋爐長期安全可靠運行；三是通過布設(shè)中溫屏式過熱器、低溫對流過熱器、高溫對流過熱器、第一噴水減溫器、第二噴水減溫器以及膜式水冷壁煙道，有效降低了煙溫，可避免熱能流失，減輕堿金屬腐蝕。本發(fā)明提高了生物質(zhì)流化床鍋爐燃燒熱能的利用率，從而減輕高速高溫?zé)煔鈱煹纼?nèi)壁的磨損及堿金屬腐蝕，確保鍋爐安全可靠運行，有效解決了現(xiàn)有生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐存在的問題。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1 一鍋筒；2 —汽水分離裝置；3 —鋼架；4 一集中下降管；5 —爐膛出口集箱；6 —爐膛；7 —爐膛下降管；8 —旋風(fēng)分離器；9 一膜式水冷壁；10 —漸縮式包墻；11 -耐火澆注料；12 —水冷風(fēng)室；13 —爐膛進口集箱；14 一熱空氣進口 ；15 —回料管道；16 — 返料器；17 —放灰管；18 —第二煙道；19 一第二煙道進口集箱；20 —中包墻進口集箱； 21 —中包墻；22 —第三煙道進口集箱；23 —第三煙道；24 —冷空氣進口 ；25 —熱空氣出口 ；26 —除塵器；27 —引風(fēng)機；28 —煙囪；29 —飽和蒸汽引出管；30 —汽水混合物引入管； 31 一第二煙道出口集箱；32 —左中溫屏式過熱器出口集箱；33 —中溫屏式過熱器；34 — 右中溫屏式過熱器進口集箱；35 —中包墻出口集箱；36 —第三煙道出口集箱；37 —第一噴水減溫器；38 —第二噴水減溫器；39 —上低溫對流過熱器出口集箱；40 —省煤器出口集箱；41 —省煤器；42 —低溫對流過熱器；43 —下低溫對流過熱器進口集箱；44 —第四煙道； 45 一上高溫對流過熱器進口集箱；46 —高溫對流過熱器；47 —省煤器進口集箱；48 —給水泵；49 一汽輪機；50 —下高溫對流過熱器出口集箱；51 —空氣預(yù)熱器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進一步描述
本發(fā)明的膜式水冷壁四煙道高效生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐，包括內(nèi)部設(shè)有汽水分離裝置 2的鍋筒1、爐膛6、旋風(fēng)分離器8、返料器16、第二煙道18、第三煙道23、第四煙道44、低溫對流過熱器42、高溫對流過熱器46、省煤器41，除塵器26、與除塵器沈相連的引風(fēng)機27、 與引風(fēng)機27相連的煙囪觀。爐膛6、第二煙道18以及第三煙道23由膜式水冷壁9圍成， 可提高燃燒熱能的利用率并降低煙溫。鍋筒1設(shè)在鋼架3的頂板上，爐膛6的底部設(shè)有水冷風(fēng)室12，爐膛6的上部出口連有旋風(fēng)分離器8，旋風(fēng)分離器8底部連接返料器16，返料器CN 102297423 A
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16出口經(jīng)回料管道15與爐膛6下部相連通，返料器16的底部連接放灰管17 ；旋風(fēng)分離器 8的頂部經(jīng)一直角管連接第二煙道18，第二煙道18與第三煙道23在下部連通，第三煙道23 上出口與第四煙道44連通；第四煙道44下部出口與除塵器沈相連，除塵器沈出口與引風(fēng)機27相連，引風(fēng)機27出口與煙囪觀相連。在爐膛6下部內(nèi)表面、爐膛6煙氣出口內(nèi)表面、 旋風(fēng)分離器8內(nèi)表面、旋風(fēng)分離器8煙氣直角管出口內(nèi)表面以及第二煙道18與第三煙道23 連通處周圍均敷設(shè)有耐火澆注料11，以有效增加煙道內(nèi)壁的抗磨性、減輕內(nèi)壁的磨損，保證鍋爐長期安全可靠運行，耐火澆注料11采用耐磨耐火磚敷設(shè)，也可采用耐火陶瓷敷設(shè)。在第二煙道18上端布設(shè)中溫屏式過熱器33，第三煙道23內(nèi)自下而上間隔設(shè)有高溫對流過熱器46和低溫對流過熱器42，可有效減輕煙道壁面的堿金屬腐蝕。第二煙道18與第三煙道 23中間的中包墻21采用下大上小結(jié)構(gòu)的漸縮式包墻10，以實現(xiàn)煙氣等流速，減輕對煙道壁面的磨損。第三煙道23與第四煙道44在上部連通，第四煙道44內(nèi)自上而下依次布置有省煤器41和空氣預(yù)熱器51。冷空氣經(jīng)空氣預(yù)熱器51的冷空氣進口 M變?yōu)闊峥諝?，空氣預(yù)熱器51的熱空氣出口 25與水冷風(fēng)室12的熱空氣進口 14連接。爐膛6的右上端設(shè)有與鍋筒1相連的爐膛出口集箱5，爐膛6下方的水冷風(fēng)室12左下端設(shè)有爐膛進口集箱13，第二煙道18的左下端和左上端分別設(shè)有第二煙道進口集箱19和第二煙道出口集箱31，中溫屏式過熱器33的上端左右兩側(cè)設(shè)有左中溫屏式過熱器出口集箱32和右中溫屏式過熱器進口集箱34，第二煙道和第三煙道之間設(shè)有中包墻21，中包墻21下端和上端中包墻進口集箱20 和中包墻出口集箱35 ；第三煙道23的右下端和右上端設(shè)有第三煙道進口集箱22和第三煙道出口集箱36，低溫對流過熱器42的右下端和右上端設(shè)有下低溫對流過熱器進口集箱43 和上低溫對流過熱器出口集箱39，高溫對流過熱器46的右上端和右下端設(shè)有上高溫對流過熱器進口集箱45和下高溫對流過熱器出口集箱50，省煤器41的右下端和右上端設(shè)有省煤器進口集箱47和省煤器出口集箱40。給水泵48與省煤器進口集箱47連接，省煤器出口集箱40與鍋筒1相連。鍋筒1下端連接集中下降管4，通過集中下降管4分別給爐膛6、第二煙道18和第三煙道23的膜式水冷壁9供水，集中下降管4 一端通過爐膛下降管7與爐膛進口集箱13連接，另一端與第二煙道進口集箱19、中包墻進口集箱20和第三煙道進口集箱22連接，爐膛出口集箱5、第二煙道出口集箱31、中包墻出口集箱35及第三煙道出口集箱36通過汽水混合物引入管30與鍋筒1相連接。飽和蒸汽引出管四與低溫對流過熱器進口集箱43連接，上低溫對流過熱器出口集箱39與右中溫屏式過熱器進口集箱34連接， 左中溫屏式過熱器出口集箱32與高溫對流過熱器進口集箱45連接，在上低溫對流過熱器出口集箱39與右中溫屏式過熱器進口集箱34、左中溫屏式過熱器出口集箱32與上高溫對流過熱器進口集箱45之間，分別布置第一噴水減溫器37和第二噴水減溫器38，下高溫對流過熱器出口集箱50與汽輪機49相連。 工作原理及工作過程鍋爐給水通過給水泵48，經(jīng)過省煤器41預(yù)熱后水引入鍋筒 1。鍋爐采用自然循環(huán)，鍋筒1內(nèi)的水由集中下降管4分配到爐膛6、第二煙道18、中包墻21 和第三煙道23中的膜式水冷壁9，經(jīng)爐膛6、第二煙道18和第三煙道23內(nèi)高溫?zé)煔鈱δな剿浔?加熱后成為形成汽水混合物，隨后經(jīng)爐膛出口集箱5、第二煙道出口集箱31、中包墻出口集箱35和第三煙道出口集箱36，通過汽水混合物引出管30引入鍋筒1，通過汽水分離裝置2進行汽水分離。爐膛6、第二煙道18、中包墻21以及第三煙道23采用膜式水冷壁 9，將充分吸收爐膛6、第二煙道18以及第三煙道23內(nèi)煙氣的熱量，提高了燃燒熱能的利用率。爐膛6、旋風(fēng)分離器8和返料器16三部分構(gòu)成了循環(huán)流化床鍋爐的核心部分-物料熱循環(huán)回路，生物質(zhì)燃料與經(jīng)過空氣預(yù)熱器51的熱空氣在爐膛6內(nèi)和循環(huán)物料混合并燃燒， 產(chǎn)生熱煙氣，形成氣固兩相流。氣固兩相流在爐膛6內(nèi)向上流動。在這一過程中大顆粒循環(huán)物料在不同高度向下回落，形成循環(huán)流化床鍋爐的內(nèi)循環(huán)。其余循環(huán)物料隨熱煙氣經(jīng)爐膛6出口進入到旋風(fēng)分離器8，旋風(fēng)分離器8對氣流進行經(jīng)過分離凈化，分離下來的固體顆粒經(jīng)過返料器16、回料管道15返回到爐膛6，形成鍋爐的外循環(huán)。為保證長期停爐過程中將床料完全排出，返料器16底部連接放灰管17，將灰渣排出。被凈化過的高溫?zé)煔鈩t經(jīng)旋風(fēng)分離器8頂部出口進入尾部煙道(第二煙道18、第三煙道23和第四煙道44)，并依次流經(jīng)布置在第二煙道18中的中溫屏式過熱器33、布置在第三煙道23中的高溫對流過熱器46和低溫對流過熱器42、布置在第四煙道44的省煤器41和空氣預(yù)熱器51，然后經(jīng)過除塵器沈、 引風(fēng)機27，進入煙囪觀。被汽水分離裝置2分離出來的水通過集中下降管4進行再循環(huán)。 經(jīng)汽水分離裝置2分離出來的飽和蒸汽自鍋筒1頂部的飽和蒸汽引出管四引入低溫對流過熱器42，經(jīng)第一噴水減溫器37減溫后，引向右中溫屏式過熱器進口集箱34，蒸汽在中溫屏式過熱器33中先下行再上行進入到左中溫屏式過熱器出口集箱32，經(jīng)第二噴水減溫器 38減溫后，通過上高溫對流換熱器進口集箱45進入到高溫對流過熱器46，蒸汽在高溫對流過熱器46中下行，進入下高溫過熱器出口集箱50，最后將合格的過熱蒸汽引向汽輪機49。
權(quán)利要求
1.一種膜式水冷壁四煙道高效生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐，包括設(shè)在鋼架(3)上內(nèi)部設(shè)有汽水分離裝置(2)的鍋筒(1)、設(shè)在鍋筒(1)下方的爐膛(6)、與爐膛(6)相連的旋風(fēng)分離器(8)、設(shè)在旋風(fēng)分離器(8)下部的返料器(16)，爐膛(6)經(jīng)旋風(fēng)分離器(8)相連接的第二煙道(18)、第三煙道(23)和第四煙道(44)，煙道內(nèi)設(shè)有高溫對流過熱器(46)、低溫對流過熱器(42)、省煤器(41)和空氣預(yù)熱器(51)，煙道的出口處設(shè)有與引風(fēng)機(27)相連的除塵器(26)，其特征在于所述的爐膛(6)、第二煙道(18)以及第三煙道(23)均由膜式水冷壁 (9)圍成，爐膛(6)的下部內(nèi)表面、爐膛(6)的煙氣出口內(nèi)表面、旋風(fēng)分離器(8)的內(nèi)表面、 旋風(fēng)分離器(8)的煙氣出口內(nèi)表面以及第二煙道(18)與第三煙道(23)連通處周圍敷設(shè)有耐火澆注料(11)；所述第二煙道(18)入口上端設(shè)有中溫屏式過熱器(33)，高溫對流過熱器 (46)和低溫對流過熱器(42)自下而上間隔設(shè)在第三煙道(23)內(nèi)，第二煙道(18)與第三煙道(23)之間的中包墻(21)為下大上小結(jié)構(gòu)的漸縮式包墻(10);中溫屏式過熱器(33)的上端設(shè)有左、右中溫屏式過熱器出口集箱(32、34)，低溫對流過熱器(42)的上下兩接頭端分別連接有上低溫對流過熱器出口集箱(39 )和下低溫對流過熱器進口集箱(43 )；高溫對流過熱器(46)的上下兩接頭端分別連接有上高溫對流過熱器進口集箱(45)和下高溫對流過熱器出口集箱(50)；上低溫對流過熱器出口集箱(39)與右中溫屏式過熱器進口集箱(34)管線連接，之間設(shè)有第一噴水減溫器(37)，上高溫對流過熱器進口集箱(45)與左中溫屏式過熱器出口集箱(32 )管線連接，之間設(shè)有第二噴水減溫器(38 )。
2.如權(quán)利要求1所述的膜式水冷壁四煙道高效生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于 所述的耐火澆注料(11)為耐磨耐火磚。
全文摘要
一種膜式水冷壁四煙道生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐，包括鍋筒、爐膛、旋風(fēng)分離器、返料器、第二煙道、第三煙道、第四煙道、省煤器、除塵器、引風(fēng)機、煙囪。其中爐膛、第二煙道及第三煙道由膜式水冷壁圍成；在爐膛下部及其煙氣出口內(nèi)表面、旋風(fēng)分離器及其煙氣出口內(nèi)表面、第二煙道與第三煙道連通處周圍敷設(shè)耐火澆注料；在第二煙道上端布設(shè)中溫屏式過熱器，第三煙道內(nèi)間隔設(shè)有高溫、低溫對流過熱器，中包墻采用漸縮式包墻結(jié)構(gòu)；低溫對流過熱器、高溫對流過熱器與中溫屏式對流過熱器之間分別布置第一噴水減溫器和第二噴水減溫器。本發(fā)明提高了生物質(zhì)流化床鍋爐燃燒熱能利用率，減輕了高速高溫?zé)煔鈱煹纼?nèi)壁磨損及堿金屬腐蝕，增強了壁面耐磨性能。
文檔編號F22B31/08GK102297423SQ20111022942
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月11日
發(fā)明者劉鳳, 常春梅, 彭玉興, 李學(xué)林, 段緒強, 謝傳玉, 閆海州, 高猛 申請人:中國礦業(yè)大學(xué), 江蘇四方鍋爐有限公司