爐內(nèi)直流垂直蒸發(fā)管尾部自然循環(huán)耦合式cfb注汽鍋爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種循環(huán)流化床注汽鍋爐，屬于油田注汽鍋爐技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有油田注汽鍋爐絕大部分為燃油、燃氣直流注汽鍋爐，為了節(jié)約運行成本，也有單位開發(fā)了燃煤層燃直流注汽鍋爐，但隨著國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，特別是鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13271-2014的實施，使得層燃注汽鍋爐失去了市場的青睞，這是因為層燃爐NOx排放濃度遠高于現(xiàn)有排放標(biāo)準(zhǔn)，而且爐內(nèi)不能脫硫，使得環(huán)保投資甚至高于鍋爐本體的投資。于是人們把目光投向循環(huán)流化床鍋爐，因為循環(huán)流化床鍋爐的NOx排放濃度低于現(xiàn)行環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，而且爐內(nèi)添加石灰石在Ca/S摩爾比為2左右時，床溫在850~880°C時脫硫效率達到80~90%，具有顯著的優(yōu)越性。
[0003]但是，現(xiàn)有的循環(huán)流化床燃煤注汽鍋爐為自然循環(huán)鍋爐，如授權(quán)公告號為CN202709071U、授權(quán)公告日為2013年01月30日的實用新型專利，公開了一種《循環(huán)流化床油田注汽鍋爐》，該注汽鍋爐在運行過程中出現(xiàn)爐膛水冷壁爆管，因為油田注汽鍋爐的給水僅僅是軟化水，不是除鹽水，給水含鹽量高達2300mg/kg。采用自然循環(huán)，當(dāng)排污率定為5%時，鍋筒內(nèi)爐水含鹽濃度為48300mg/kg，即通過下降管進入水冷壁管的爐水含鹽濃度為48300mg/kg。自然循環(huán)超高壓(14~18MPa)鍋爐的循環(huán)倍率為5~8，由于油田注汽爐容量小(20~-130t/h)，高度低，所以取循環(huán)倍率為5時，鍋爐水冷壁管出口的含鹽濃度高達60375mg/kg，這樣水冷壁管內(nèi)近壁面區(qū)域因鍋水的蒸發(fā)導(dǎo)致含鹽濃度更高，當(dāng)含鹽濃度超過鹽的溶解度時，鹽就會在管壁上析出而結(jié)垢，久而久之，鹽垢越結(jié)越厚，導(dǎo)致傳熱惡化而爆管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有自然循環(huán)的油田注汽鍋爐存在水冷壁管內(nèi)壁容易結(jié)鹽垢，長期下去會導(dǎo)致傳熱惡化而爆管的問題，進而提供爐內(nèi)直流垂直蒸發(fā)管尾部自然循環(huán)耦合式CFB注汽鍋爐。
[0005]本發(fā)明中，循環(huán)流化床爐膛水冷壁采用直流垂直蒸發(fā)管，尾部低溫區(qū)布置蒸發(fā)器(即蒸發(fā)受熱面)，采用自然循環(huán)。
[0006]實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案有三種結(jié)構(gòu)形式，分別是:
方案一:爐內(nèi)直流垂直蒸發(fā)管尾部自然循環(huán)耦合式CFB注汽鍋爐，包括爐體、連接管一、連接管二、省煤器出水總管、兩側(cè)墻連接管、前后墻連接管、一次風(fēng)道、二次風(fēng)道、旋風(fēng)分離器、下降管、蒸汽連接管、連接管三、過熱器、蒸發(fā)器、省煤器、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器、一次風(fēng)空氣預(yù)熱器、回料閥、排污管及尾部煙道；所述的爐體為循環(huán)流化床，爐體的底部設(shè)有一次風(fēng)風(fēng)室，爐體的底部設(shè)有排渣口，排渣口的下端穿出一次風(fēng)風(fēng)室，爐體的前墻下部位于一次風(fēng)風(fēng)室上方布置給煤口，爐體上位于給煤口上方布置二次風(fēng)管，爐體的爐膛出口與旋風(fēng)分離器連通，所述的旋風(fēng)分離器底部通過回料閥與爐體下部連通，旋風(fēng)分離器的出口與尾部煙道連通，所述的尾部煙道內(nèi)自上而下依次布置過熱器、蒸發(fā)器、省煤器、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器和一次風(fēng)空氣預(yù)熱器；所述的一次風(fēng)空氣預(yù)熱器通過一次風(fēng)道與所述的一次風(fēng)風(fēng)室連通，所述的二次風(fēng)空氣預(yù)熱器通過二次風(fēng)道與所述的二次風(fēng)管連通；
所述的蒸發(fā)器傾斜設(shè)置，且蒸發(fā)器的進水口一端低于蒸發(fā)器的汽水混合物出口一端；所述的省煤器通過省煤器出水總管分別與爐體的兩側(cè)墻連接管和前后墻連接管連通；所述的兩側(cè)墻連接管依次通過爐體的兩側(cè)墻水冷壁下集箱及兩側(cè)墻膜式水冷壁與兩側(cè)墻上集箱連通；所述的前后墻連接管依次通過爐體的前后墻水冷壁下集箱及前后墻膜式水冷壁與爐體的前后墻匯集集箱連通；所述的兩側(cè)墻上集箱通過連接管一與爐體的汽包連通，所述的前后墻匯集集箱通過連接管二與爐體的汽包連通；所述的汽包內(nèi)設(shè)有汽水分離器一和汽水分離器二，進入汽包內(nèi)的水經(jīng)所述的汽水分離器一進行汽水分離，分離出的水進入汽包的水空間，汽包的水空間通過下降管與蒸發(fā)器的進水口連通，蒸發(fā)器的汽水混合物出口通過連接管三與所述的汽水分離器二連通；經(jīng)汽水分離器一分離出的蒸汽進入汽包的汽空間，汽包的汽空間通過蒸汽連接管與過熱器連通；汽包底部與排污管連通。
[0007]方案二:爐內(nèi)直流垂直蒸發(fā)管尾部自然循環(huán)耦合式CFB注汽鍋爐，包括爐體、連接管一、連接管二、省煤器出水總管、兩側(cè)墻連接管、前后墻連接管、一次風(fēng)道、二次風(fēng)道、旋風(fēng)分離器、下降管、蒸汽連接管、連接管三、過熱器、蒸發(fā)器、省煤器、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器、一次風(fēng)空氣預(yù)熱器、回料閥、排污管、尾部煙道、水冷屏及連接管四；所述的爐體為循環(huán)流化床，爐體的底部設(shè)有一次風(fēng)風(fēng)室，爐體的底部設(shè)有排渣口，排渣口的下端穿出一次風(fēng)風(fēng)室，爐體的前墻下部位于一次風(fēng)風(fēng)室上方布置給煤口，爐體上位于給煤口上方布置二次風(fēng)管，爐體的爐膛出口與旋風(fēng)分離器連通，所述的旋風(fēng)分離器底部通過回料閥與爐體下部連通，旋風(fēng)分離器的出口與尾部煙道連通，所述的尾部煙道內(nèi)自上而下依次布置過熱器、蒸發(fā)器、省煤器、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器和一次風(fēng)空氣預(yù)熱器；所述的一次風(fēng)空氣預(yù)熱器通過一次風(fēng)道與所述的一次風(fēng)風(fēng)室連通，所述的二次風(fēng)空氣預(yù)熱器通過二次風(fēng)道與所述的二次風(fēng)管連通；
所述的蒸發(fā)器傾斜設(shè)置，且蒸發(fā)器的進水口一端低于蒸發(fā)器的汽水混合物出口一端；所述的水冷屏豎直固定在爐體的爐膛內(nèi)部，所述的省煤器通過省煤器出水總管與水冷屏的下集箱連通，水冷屏的上集箱通過連接管四分別與兩側(cè)墻連接管和前后墻連接管連通；所述的兩側(cè)墻連接管依次通過爐體的兩側(cè)墻水冷壁下集箱及兩側(cè)墻膜式水冷壁與兩側(cè)墻上集箱連通；所述的前后墻連接管依次通過爐體的前后墻水冷壁下集箱及前后墻膜式水冷壁與爐體的前后墻匯集集箱連通；所述的兩側(cè)墻上集箱通過連接管一與爐體的汽包連通，所述的前后墻匯集集箱通過連接管二與爐體的汽包連通；所述的汽包內(nèi)設(shè)有汽水分離器一和汽水分離器二，進入汽包內(nèi)的水經(jīng)所述的汽水分離器一進行汽水分離，分離出的水進入汽包的水空間，汽包的水空間通過下降管與蒸發(fā)器的進水口連通，蒸發(fā)器的汽水混合物出口通過連接管三與所述的汽水分離器二連通；經(jīng)汽水分離器一分離出的蒸汽進入汽包的汽空間，汽包的汽空間通過蒸汽連接管與過熱器連通；汽包底部與排污管連通。
[0008]方案三:爐內(nèi)直流垂直蒸發(fā)管尾部自然循環(huán)耦合式CFB注汽鍋爐，包括爐體、連接管一、連接管二、省煤器出水總管、兩側(cè)墻連接管、前后墻連接管、一次風(fēng)道、二次風(fēng)道、旋風(fēng)分離器、下降管、蒸汽連接管、連接管三、過熱器19、蒸發(fā)器20、一級省煤器21a、二級省煤器21b、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器22、一次風(fēng)空氣預(yù)熱器23、回料閥24、排污管27、尾部煙道30、水冷屏31及連接管四34 ;所述的爐體I為循環(huán)流化床，爐體I的底部設(shè)有一次風(fēng)風(fēng)室26，爐體I的底部設(shè)有排渣口 35，排渣口 35的下端穿出一次風(fēng)風(fēng)室26，爐體I的前墻下部位于一次風(fēng)風(fēng)室26上方布置給煤口 25，爐體I上位于給煤口 25上方布置二次風(fēng)管14，爐體I的爐膛出口與旋風(fēng)分離器15連通，所述的旋風(fēng)分離器15底部通過回料閥24與爐體I下部連通，旋風(fēng)分離器15的出口與尾部煙道30連通，所述的一次風(fēng)空氣預(yù)熱器23通過一次風(fēng)道12與所述的一次風(fēng)風(fēng)室26連通，所述的二次風(fēng)空氣預(yù)熱器22通過二次風(fēng)道13與所述的二次風(fēng)管14連通；
所述的尾部煙道30內(nèi)自上而下依次布置一級省煤器21a、過熱器19、蒸發(fā)器20、二級省煤器21b、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器22和一次風(fēng)空氣預(yù)熱器23 ;所述的水冷屏31豎直固定在爐體I的爐膛內(nèi)部；所述的蒸發(fā)器20傾斜設(shè)置，且蒸發(fā)器20的進水口一端低于蒸發(fā)器20的汽水混合物出口一端；所述的一級省煤器21a與二級省煤器21b連通，所述的二級省煤器21b通過省煤器出水總管7與水冷屏31的下集箱32連通，水冷屏31的上集箱33通過連接管四34分別與兩側(cè)墻連接管8和前后墻連接管9連通；所述的兩側(cè)墻連接管8依次通過爐體I的兩側(cè)墻水冷壁下集箱10及兩側(cè)墻膜式水冷壁5與兩側(cè)墻上集箱3連通；所述的前后墻連接管9依次通過爐體I的前后墻水冷壁下集箱11及前后墻膜式水冷壁6與爐體I的前后墻匯集集箱4連通；所述的兩側(cè)墻上集箱3通過連接管一 2a與爐體I的汽包29連通，所述的前后墻匯集集箱4通過連接管二 2b與爐體I的汽包29連通；所述的汽包29內(nèi)設(shè)有汽水分離器一和汽水分離器二，進入汽包內(nèi)的水經(jīng)所述的汽水分離器一進行汽水分離，分離出的水進入汽包的水空間，汽包的水空間通過下降管與蒸發(fā)器的進水口連通，蒸發(fā)器的汽水混合物出口通過連接管三與所述的汽水分離器二連通；經(jīng)汽水分離器一分離出的蒸汽進入汽包的汽空間，汽包的汽空間通過蒸汽連接管與過熱器連通；汽包底部與排污管連通。
[0009]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是:
1、由于爐內(nèi)采用直流，爐膛水冷壁管再也不會爆管。這是因為給水含鹽濃度