專利名稱：快裝循環(huán)床鍋爐的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種適用于輕工、化工、紡織、煤炭、機械和服務等部門供生產(chǎn)、生活用汽的快裝循環(huán)床鍋爐。
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對環(huán)境污染實行治理的要求也越來越迫切。在我國，大氣污染的主要來源為燃煤，國際上已公認，流化床燃燒脫硫是解決大氣污染的重要方向之一。國外開發(fā)的循環(huán)床鍋爐，大都采用旋風分離器，安裝在爐膛出口，將固體物料與高溫煙氣分離，再通過物料回送系統(tǒng)將分離下來的物料送回爐膛形成循環(huán)，故結(jié)構復雜、設備龐大，難以小型化。因此，國外循環(huán)床鍋爐發(fā)展的主導方向是用于大型燃煤電站，屬大容量循環(huán)床鍋爐，并重點解決低污染排放問題，尚無中小型快裝循環(huán)床鍋爐問世。我國是以燃煤為主的能源結(jié)構，其中中小型工業(yè)及供暖鍋爐的燃煤量占燃煤總量的一半以上，約為煤炭總量的三分之一，而國內(nèi)廣泛使用的傳統(tǒng)層燃鍋爐難以控制二氧化硫(SO2)、氧化氮(NOX)等污染物的排放，如采用煙氣脫硫、脫硝，又難以負擔昂貴的投資。國內(nèi)已運行的流化床鍋爐，全部屬于鼓泡床鍋爐，存在著熱效率低，飛灰量大，大氣污染嚴重等缺點，而中小型快裝循環(huán)床鍋爐尚屬空白。因此，在我國開發(fā)中小型循環(huán)床鍋爐實現(xiàn)高效低污染燃燒，對于緩解我國一次能源的短缺和治理大氣污染，都具有重要的現(xiàn)實意義。
針對上述問題，根據(jù)我國國情，本實用新型設計研制了一種結(jié)構緊湊、體積小、重量輕、高效節(jié)能、低污染，并在4～10噸／時范圍內(nèi)實現(xiàn)快裝的新型循環(huán)床鍋爐。
這種快裝循環(huán)床鍋爐設有前置爐膛，爐膛四周全部為膜式水冷壁輕型爐墻，爐床設有新型撮箕形布風板，其上裝有風帽，在前置爐膛的出口設置平面流分離器，分離器下部設置回灰倉，構成自平衡回灰循環(huán)系統(tǒng)，其后部設置縱置式上下鍋筒，通過對流排管連接，構成對流受熱面，煙道尾部置有順流省煤器，省煤器后裝有干式和濕式兩級除塵器，從而構成整體式結(jié)構緊湊的快裝型循環(huán)床鍋爐。
循環(huán)床鍋爐能夠?qū)崿F(xiàn)小型和快裝，主要原因在于采用了平面流分離器和自平衡回送系統(tǒng)，以及特殊的布風型式。設置前置爐膛以及上下鍋筒縱向布置使鍋爐結(jié)構緊湊，加上爐膛四周采用膜式水冷壁輕型爐墻，使整臺鍋爐體積小、重量輕，可整體運輸，達到快裝目的。
膜式水冷壁構成了沸騰段受熱面和懸浮段受熱面，它由鍋爐用鋼管與扁鋼組合焊接而成或由鰭片管焊接而成，床層內(nèi)取消了埋管，解決了舊式鼓泡床沸騰爐存在埋管磨損腐蝕嚴重的缺點。輕型爐墻由礦渣棉外包以金屬皮制成，或者采用其他輕質(zhì)絕熱材料，使鍋爐重量大大減輕。
爐床采用了特殊的撮箕形布風板，它由平板焊接成左右側(cè)和后部傾斜的撮箕形布風板，布風板的中間平面區(qū)采用直風帽，傾斜部分采用側(cè)吹風帽，如7字型風帽或單側(cè)多孔風帽或單側(cè)開孔直風帽，分區(qū)布風，可根據(jù)不同區(qū)域風量要求布置風量，這樣既有利于灰倉內(nèi)高溫固體物料進入床層，又在床層內(nèi)形成了物料的小循環(huán)，改進了流化質(zhì)量，實現(xiàn)了物料在床內(nèi)循環(huán)燃燒?；蛘卟捎闷渌愋偷陌夹尾硷L板。所設計的布風板的面積較大，使沸騰層蓄熱大，能適應多煤種和劣質(zhì)煤，根據(jù)不同煤種可控制進煤量和調(diào)節(jié)風量來達到穩(wěn)定燃燒，并可實現(xiàn)淺床運行。對于燃煤粒度可擴大到0－20毫米范圍燃料只要經(jīng)粗破過篩即可使用，大大節(jié)約廠用電及輔助設備的投資。
爐膛出口設置高溫平面流分離器，分離器下部設置回灰侖構成自平衡回灰循環(huán)系統(tǒng)，依靠灰侖和床層內(nèi)的壓力平衡可自動調(diào)節(jié)循環(huán)量，有效的實現(xiàn)爐內(nèi)循環(huán)和床內(nèi)循環(huán)，大大提高了燃燒效率，燃燒效率可達95％以上，該分離器的尺寸小，阻力壓降低，在循環(huán)床鍋爐高濃度煙塵情況下具有較高的分離效率，對降低鍋爐的原始排放濃度有很好的效果，再加上對流煙道的沉降，使原始濃度降低到25000毫克／標米3以下，符合《工業(yè)鍋爐原始排塵濃度標準》，該分離器系通道組合式，由高溫炭化硅材料制成，它可根據(jù)鍋爐容量大小進行放大或縮小。
從分離器出來的煙氣通過上下鍋筒之間的對流排管，與其進行熱交換，使其蒸發(fā)為蒸汽，同時煙塵不斷沉降分離，煙氣流入煙道，再與順流省煤器進行熱交換，將給水加熱，然后再經(jīng)干式和濕式兩級除塵器除塵后排入大氣。第一級干式除塵器采用效率為80％的高效低阻干式除塵器，第二級濕式除塵器采用效率為98％的三級篩板除塵的濕式水篩除塵器，使煙塵排放濃度降到400毫克／標米3以下，林格曼黑度小于1。
該鍋爐由于布風板布置合理，可實現(xiàn)低溫強化燃燒，燃燒溫度為850～1000℃，在此溫度下可使用高活性脫硫劑，進行高效脫硫，可以實現(xiàn)燃用2％～10％含硫量的高硫煤，通過試驗證明，當燃用低熱值為12540～16720KJ／Kg，含硫量為3－5％的煙煤，其脫硫率＞80％，鈣利用率＞50％，因為循環(huán)床鍋爐脫硫反應可以在整個循環(huán)系統(tǒng)中進行，因此脫硫效率比鼓泡床鍋爐高得多，使煙氣中SO2濃度大大降低。且其高硫酸鈣含量的固硫渣可制價值更高的膨脹水泥或膨脹劑，可綜合利用。由于氧化氮只有在高于1000℃溫度下才能形成，而快裝循環(huán)床鍋爐的燃燒溫度低于1000℃，不利于氧化氮的形成，因此大大降低氧化氮的濃度，其排放濃度在100毫克／標米3以下，達到國際先進水平，而氮元素大部分轉(zhuǎn)化成氮氣排放對人體無害。噪音測試結(jié)果小于88分貝。從而使該鍋爐實現(xiàn)了高效低污染的目標，為我國解決燃煤面源污染在工業(yè)鍋爐上提供了一條切實可行的途徑。
本快裝循環(huán)床鍋爐結(jié)構上實現(xiàn)了快裝型式，填補了國內(nèi)空白，它使鍋爐結(jié)構緊湊，體積小，加上膜式水冷壁輕型爐墻，使鍋爐重量輕，可整體運輸，運輸方便，并可大大縮短安裝周期，節(jié)省建設投資，節(jié)省鋼材。可在4噸／時～6噸／時范圍內(nèi)實現(xiàn)快裝。由于鍋爐采用了床內(nèi)循環(huán)燃燒與爐內(nèi)循環(huán)燃燒相結(jié)合的先進燃燒方式，飛灰含量顯著降低，燃燒效率明顯提高，以致形成該鍋爐熱效率高，出力足，污染低的先進特點。它與快裝鏈條爐相比，該鍋爐結(jié)構簡單，操作方便，耗鋼量低，約為同容量鏈條爐耗鋼量的72％，可使成本降低，生產(chǎn)周期縮短。其熱效率比一般鍋爐高10％，可節(jié)煤15～25％，有較廣的煤種適應性，可燃用中、低質(zhì)煙煤、無煙煤、貧煤、高硫煤等多種煤種，尤其對我國南方劣質(zhì)煤比例大的缺煤省份解決了能源緊缺的問題。該鍋爐爐內(nèi)無死區(qū)，點火升溫快，負荷調(diào)節(jié)性能好，可在50～100％的負荷范圍內(nèi)正常運行，壓火啟停方便，燃燒穩(wěn)定，有較好的超負荷能力，消煙除塵效果好，高效節(jié)能，安全可靠。其經(jīng)濟效益和社會效益顯著，每臺鍋爐每年可節(jié)約燃煤1500多噸，按每噸100元計，可節(jié)約燃煤費用15萬元，每年可節(jié)約運費11萬元／臺，節(jié)約基建投資5萬元／臺，若燃用高硫煤添加高活性脫硫劑后，每臺鍋爐每年少排放SO2氣體500－800噸／年，大大減輕了環(huán)境污染，其高硫酸鈣含量脫硫渣尚可做膨脹水泥或膨脹劑。本鍋爐由于沒有埋管，也沒有鏈條爐的運動部件，因此鍋爐的使用壽命比鼓泡爐和鏈條爐大大延長。本鍋爐適用于輕工、化工、紡織、煤炭、機械和服務等部門供生產(chǎn)用汽和生活用汽。由此可見，該鍋爐有較好的發(fā)展前景。
以下結(jié)合實施例對本實用新型作進一步詳細描述


圖1為快裝循環(huán)床鍋爐結(jié)構圖圖2為撮箕形布風板結(jié)構圖圖中(1)為前置爐膛(2)為膜式水冷壁(3)為輕型爐墻(4)撮箕形布風板(5)為風帽(6)為平面流分離器(7)為回灰侖(8)為上下鍋筒(9)為對流排管(10)為省煤器(11)為干式除塵器(12)為濕式除塵器(13)為冷渣管(14)為灰侖參照
圖1，以6噸／時快裝循環(huán)床鍋爐為例，其蒸汽壓力為1.25MPa，總受熱面為180～250平方米，前置爐膛(1)為四方體，爐膛四周的膜式水冷壁(2)均由φ51×3毫米鍋爐用鋼管與扁鋼組合焊接而成，四周的輕型爐墻(3)采用礦渣棉外包以鐵皮制成，爐頂采用耐火混凝土制成。爐床內(nèi)采用撮箕形布風板(4)，其中間為方形平面風板，其上配以四周開孔的直風帽，左右側(cè)和后部為6－20度傾斜風板，其上配以7字型風帽(5)，分區(qū)布風，其風量根據(jù)需要各不相同，使床內(nèi)自然形成一種橫向攪動的動力，以形成床內(nèi)小循環(huán)，同時這種床內(nèi)動力也促進爐內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的自平衡調(diào)節(jié)能力，使燃料充分燃燒，提高燃燒效率。布風板中心部設有冷渣管(13)。在爐膛出口裝有高溫平面流分離器(6)能有效的實現(xiàn)爐內(nèi)循環(huán)燃燒，它是一種慣性物料回收裝置，系通道組合式，由高溫炭化硅材料制成。它將未燃顆粒從煙氣中分離后重新落入回灰侖(7)內(nèi)，由回灰口進入床內(nèi)循環(huán)燃燒。分離器(6)出口處也設有回灰侖，煙氣因通道變寬而降速，從而使部分煙塵沉降落入灰侖(14)，灰侖底部裝有一冷渣管，可定期出灰渣。在分離器后部裝有縱置式上下鍋筒(8)，通過對流管(9)互相連接，構成對流受熱面，其四周亦為輕型爐墻，煙氣通過對流排管進行熱交換，并再次將煙塵沉降，其下部設有一個冷渣管，可定期出灰渣，煙氣進入煙道與省煤器進行熱交換后流入高效低阻干式除塵器(11)，其效率為80％，再進入三級篩板的水篩式除塵器其效率為98％，經(jīng)二級除塵后排入大氣。該鍋爐的容積熱負荷和面積熱負荷均大于一般鍋爐，因此循環(huán)床燃燒技術可用于改造現(xiàn)有鍋爐。爐體按鐵道部規(guī)定，不超高，不超寬。鍋爐熱效率一類煙煤83.36％，一類無煙煤78.87％，熱效率大大超過鼓泡床鍋爐，同時，大大降低了原始煙塵排放濃度，達到了高效低污染的目的，處于國內(nèi)先進水平。
權利要求1.一種適用于輕工、化工、紡織、煤炭、機械和服務等部門供生產(chǎn)、生活用汽的快裝循環(huán)床鍋爐，它由爐膛、爐墻、鍋筒、水管循環(huán)燃燒系統(tǒng)、省煤器、除塵器構成，其特征在于本鍋爐設有前置爐膛(1)，爐膛四周布置有膜式水冷壁(2)輕型爐墻(3)，爐床設有撮箕型布風板(4)，其上裝有風帽(5)，在前置爐膛(1)的出口設置平面流分離器(6)，分離器(6)下部設置回灰侖(7)，構成自平衡回灰循環(huán)系統(tǒng)，其后部設置縱置式上下鍋筒(8)，通過對流排管(9)連接，構成對流受熱面，煙道尾部布置了順流省煤器(10)，省煤器后裝有干式(11)和濕式(12)二級除塵器，從而構成整體式結(jié)構緊湊的快裝型循環(huán)床鍋爐。
2.根據(jù)權利要求1所述的快裝循環(huán)床鍋爐，其特征在于輕型爐墻(3)由礦渣棉或其他輕質(zhì)絕熱材料外包以金屬皮制成。
3.根據(jù)權利要求1所述的快裝循環(huán)床鍋爐，其特征在于膜式水冷壁(2)由鍋爐用鋼管與扁鋼組合焊接而成或由鰭片管焊接而成。
4.根據(jù)權利要求1所述的快裝循環(huán)床鍋爐，其特征在于撮箕形布風板(4)由平板焊接成左右側(cè)和后部傾斜的撮箕形布風板或其他凹形布風板。
5.根據(jù)權利要求1所述的快裝循環(huán)床鍋爐，其特征在于風帽(5)為7字型風帽或單側(cè)開多孔風帽，或單側(cè)開孔直風帽。
6.根據(jù)權利要求1所述的快裝循環(huán)床鍋爐，其特征在于平面流分離器(6)為高溫平面流分離器，系通道組合式，由高溫炭化硅材料制成。
7.根據(jù)權利要求1所述的快裝循環(huán)床鍋爐，其特征在于干式除塵器(11)采用效率為80％的高效低阻干式除塵器。
8.根據(jù)權利要求1所述的快裝循環(huán)床鍋爐，其特征在于濕式除塵器(12)采用效率為98％的三級篩板除塵的濕式水篩除塵器。
9.根據(jù)權利要求1所述的快裝循環(huán)床鍋爐，其特征在于本鍋爐在4噸／時～10噸／時范圍內(nèi)結(jié)構上實現(xiàn)快裝型式。
專利摘要一種快裝循環(huán)床鍋爐，它設有前置爐膛，爐膛四周布有膜式水冷壁輕型爐墻，床內(nèi)裝有撮箕形布風板，在爐膛出口設置平面流分離器，構成自平衡回灰循環(huán)系統(tǒng)，后部設置縱置式上下鍋筒，以對流排管連接，煙道尾部布有省煤器及二級除塵器。本鍋爐結(jié)構上實現(xiàn)快裝，填補了國內(nèi)空白，它具有結(jié)構緊湊，體積小，重量輕，耗鋼量少，效率高，污染低，煤種適應性好，燃燒穩(wěn)定，操作方便等特點，燃燒效率＞95％，熱效率提高10％，達到國內(nèi)先進水平。
文檔編號F22B33/12GK2057258SQ8921186
公開日1990年5月16日 申請日期1989年11月28日 優(yōu)先權日1989年11月28日
發(fā)明者李輝杰, 傅家騮, 張緒祎, 張佩蘭, 戴現(xiàn)初, 何玉蘭, 張振杰, 王成治, 李紅焰 申請人:湘潭鍋爐廠