帶擴(kuò)展水冷壁的循環(huán)流化床爐膛的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶擴(kuò)展水冷壁的循環(huán)流化床爐膛，包括鍋爐爐膛和擴(kuò)展水冷壁，爐膛的上部設(shè)有爐膛出口，所述擴(kuò)展水冷壁與爐膛的內(nèi)壁相連，能夠避免擴(kuò)展水冷壁可能引起的震動(dòng)。擴(kuò)展水冷壁的寬度小于或等于1米，擴(kuò)展水冷壁的換熱面積與爐膛的內(nèi)壁側(cè)面積相對(duì)應(yīng)。本實(shí)用新型通過(guò)增加擴(kuò)展水冷壁：1.增加CFB鍋爐爐膛的換熱面積，起到降低和均衡下?tīng)t膛溫度的作用；2.使得床溫更加均勻，降低NOx原始生量，對(duì)實(shí)現(xiàn)超低NOx排放起到促進(jìn)作用；3.擴(kuò)展水冷壁引導(dǎo)爐膛內(nèi)物料顆粒和煙氣流動(dòng)，均勻流場(chǎng)和防止側(cè)向磨損；該擴(kuò)展水冷壁適用范圍廣，能夠在各種CFB鍋爐中使用，特別是大容量CFB鍋爐及超臨界CFB鍋爐，以及大型CFB鍋爐改造使用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
帶擴(kuò)展水冷壁的循環(huán)流化床爐膛
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種循環(huán)流化床鍋爐，尤其涉及一種帶擴(kuò)展水冷壁的循環(huán)流化床鍋爐爐膛，屬于循環(huán)流化床技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，循環(huán)流化床(CFB)燃燒技術(shù)是一種新型潔凈煤燃燒技術(shù)，其主要特點(diǎn)是燃料在爐膛中呈流化態(tài)燃燒。燃料由給煤裝置送入爐膛，在高壓一次風(fēng)作用下帶出爐膛底部進(jìn)行物料循環(huán)，在循環(huán)過(guò)程中參與燃燒和傳熱。隨著循環(huán)流化床鍋爐的大型化、容量增加，為保證恰當(dāng)?shù)臒煔饬骰俣龋仩t的爐膛橫截面積也成比例增加。由于截面面積增加是平方級(jí)增加，而圍繞在爐膛四周的水冷壁面積是線性增加，因此水冷壁面積相比鍋爐容量增加顯的不足。
[0003]為了彌補(bǔ)四周水冷壁面積不足，已經(jīng)有在爐膛內(nèi)設(shè)置不同附加換熱面積的專(zhuān)利和文獻(xiàn)。
[0004]如專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為CN101067490A的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利，其公開(kāi)了一種超臨界循環(huán)流化床鍋爐爐膛受熱面，其包括水冷布風(fēng)板和水冷壁，其特征在于，還包括擴(kuò)展屏，擴(kuò)展屏為L(zhǎng)形膜式屏，擴(kuò)展屏下部敷設(shè)耐磨材料，擴(kuò)展屏下集箱為工質(zhì)進(jìn)口集箱，擴(kuò)展屏上集箱為工質(zhì)出口集箱;擴(kuò)展屏位于水冷壁內(nèi)側(cè);水冷壁下集箱為工質(zhì)進(jìn)口集箱，水冷壁上集箱為工質(zhì)出口集箱，水冷壁上集箱與擴(kuò)展屏下集箱通過(guò)連接管道相連。該裝置在保證水動(dòng)力安全性的前提下，在爐膛內(nèi)增加了屏式擴(kuò)展受熱面，減小了水冷壁受熱面積，使超臨界循環(huán)流化床鍋爐爐膛尺寸可以盡可能的小，特別是可以降低爐膛高度，從而降低了鍋爐造價(jià)和制造難度。但是水冷壁上集箱與擴(kuò)展屏下集箱通過(guò)連接管道相連的串聯(lián)結(jié)構(gòu)對(duì)水冷壁出口的蒸汽的干度有嚴(yán)格要求，“鍋爐30%負(fù)荷工況下，工質(zhì)干度要多80%” “鍋爐50%負(fù)荷工況下，水冷壁2將工質(zhì)加熱為飽和蒸汽”。上述要求使得水冷壁還是必須有足夠的面積，使得爐膛高度降低幅度有限。此外水冷壁2和擴(kuò)展屏3串聯(lián)，水冷壁系統(tǒng)質(zhì)量流速很高，尤其是擴(kuò)展屏3的質(zhì)量流速。質(zhì)量流速增大對(duì)降低管壁的溫度作用有限，但會(huì)使水冷壁的阻力增加，增大鍋爐給水栗的能耗，降低電廠的經(jīng)濟(jì)性。此種方式擴(kuò)展屏在爐膛的中上部，對(duì)于大型CFB鍋爐起不到增加下?tīng)t膛換熱面積的作用，起不到降低下?tīng)t膛溫度，抑制氮氧化物的生成的目的。
[0005]如專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為CN1714255A的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利，其公開(kāi)了一種采用循環(huán)的常壓流化床燃燒的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其包括一渦流燃燒室，其中，渦流燃燒室基本上全面通過(guò)包圍壁限定并且由氣密的、利用基本上垂直的管系構(gòu)成的管壁組成，而且在下部具有至少一個(gè)漏斗；并且渦流燃燒室構(gòu)成有至少一基本上垂直設(shè)置的并設(shè)有垂直的管系的加熱表面，其中加熱表面由一種焊接的管一接片一管組合構(gòu)成;并且包圍壁和加熱表面的管系由水/蒸汽工作介質(zhì)流過(guò)，其中，包圍壁和加熱器的全部的管構(gòu)成為汽化器加熱表面并且為了通流全部待汽化的工作介質(zhì)而并聯(lián)起來(lái);包圍壁的全部的管具有光滑的內(nèi)部管表面，并且加熱表面在燃燒室底面或漏斗上邊緣與燃燒室蓋之間延伸。專(zhuān)利CN1714255A所述加熱面只能布置在爐膛的中間位置，以滿(mǎn)足“相同的加熱長(zhǎng)度”。然而，循環(huán)流化鍋爐的爐膛高度通常高達(dá)40?50米甚至更高，加熱面布置在爐膛中間，非常容易引起震動(dòng)，或者彎曲變形，是鍋爐運(yùn)行的安全隱患。其次，加熱面布置在爐膛中間會(huì)阻礙循環(huán)流化鍋爐爐膛內(nèi)煙氣流動(dòng)，不利鍋爐內(nèi)煙氣、物料濃度均勻。加熱表面也難以做到和包圍壁相同的加熱長(zhǎng)度。
[000?]如公開(kāi)號(hào)為CN101558265A的實(shí)用新型專(zhuān)利，其公開(kāi)了一種有蒸發(fā)器表面結(jié)構(gòu)的循環(huán)流化床鍋爐，其主要是設(shè)置一個(gè)蒸發(fā)器，蒸發(fā)器主要由兩個(gè)交叉連接的垂直水管板組成。這種蒸發(fā)器呈十字形結(jié)構(gòu)布置，不與鍋爐爐膛內(nèi)壁相連，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，十字形蒸發(fā)器體積大，會(huì)阻礙循環(huán)流化鍋爐爐膛內(nèi)煙氣流動(dòng)，不利鍋爐內(nèi)煙氣、物料濃度均勻，布置靈活性差。循環(huán)流化鍋爐的爐膛高度通常高達(dá)40?50米甚至更高，十字形蒸發(fā)器也存在震動(dòng)的隱患。
[0007]上述不同附加換熱面積的方法，沒(méi)有或很少利用到循環(huán)流化爐膛內(nèi)下降流顆粒濃度高，換熱強(qiáng)的特點(diǎn)，因此附加換熱面積的換熱效率也低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的在于:提供一種帶擴(kuò)展水冷壁的循環(huán)流化床爐膛，與現(xiàn)有技術(shù)中增加蒸發(fā)器或者水冷壁的結(jié)構(gòu)不同在于:本擴(kuò)展水冷壁結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，由于與爐膛相連，因此可以直接豎向設(shè)置，減少安裝的難度，并且其設(shè)置方式靈活、多樣化，適用范圍廣，能有效的解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。
[0009]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種帶擴(kuò)展水冷壁的循環(huán)流化床爐膛，包括鍋爐爐膛和擴(kuò)展水冷壁，爐膛的上部設(shè)有爐膛出口，所述擴(kuò)展水冷壁與爐膛的內(nèi)壁相連，能夠避免擴(kuò)展水冷壁可能引起的震動(dòng)。擴(kuò)展水冷壁的寬度小于或等于I米，擴(kuò)展水冷壁的換熱面積與爐膛的內(nèi)壁側(cè)面積相對(duì)應(yīng)。
[0010]作為優(yōu)選，擴(kuò)展水冷壁豎向布置，其寬度小于下降顆粒層的寬度。循環(huán)流化床爐膛物料內(nèi)循環(huán)的特點(diǎn)是:在爐膛中心，由煙氣攜帶，在氣流曳力作用下顆粒整體向上流動(dòng)，即從布風(fēng)板向頂棚流動(dòng)，在靠近爐膛的壁面，顆粒聚集在重力作用下，垂直向下流動(dòng)，形成濃度高的下降顆粒層。在下降流顆粒層內(nèi)，擴(kuò)展水冷壁的換熱系數(shù)高，換熱面的利用率高。而且通常來(lái)說(shuō)，下降流顆粒層的寬度是小于I米的，擴(kuò)展水冷壁寬度不超出下降顆粒層，不會(huì)阻礙和影響爐膛中心顆粒和煙氣整體向上流動(dòng)，因此擴(kuò)展水冷壁的布置位置靈活，可以在爐膛壁面靈活布置。豎向布置的擴(kuò)展水冷壁能夠引導(dǎo)和約束下降流顆粒垂直向下流動(dòng)，減少顆粒橫向偏流對(duì)爐膛壁面的沖刷磨損。
[0011 ]作為優(yōu)選，擴(kuò)展水冷壁包括水冷壁管和連接鋼板，水冷壁管通過(guò)連接鋼板與爐膛的內(nèi)壁相連。連接鋼板是平板結(jié)構(gòu)，便于制造和安裝。
[0012]作為優(yōu)選，爐膛的內(nèi)壁主要由位于前壁面和后壁面、位于兩側(cè)的側(cè)墻壁面、位于底部的布風(fēng)板和位于頂部的頂棚組成，擴(kuò)展水冷壁至少與前壁面、后壁面或者側(cè)壁面之一相連。由于擴(kuò)展水冷壁與至少一個(gè)內(nèi)壁相連，因此，可以簡(jiǎn)化其安裝難度，并且安裝可選擇性較高。
[0013]作為優(yōu)選方式之一，擴(kuò)展水冷壁的換熱總長(zhǎng)度與前壁面、后壁面和側(cè)壁面的長(zhǎng)度之和相對(duì)應(yīng)。
[0014]作為優(yōu)選方式之一，擴(kuò)展水冷壁的頂部穿出爐膛的頂棚，底部穿出靠近布風(fēng)板的后壁面。
[0015]作為優(yōu)選方式之一，擴(kuò)展水冷壁的頂部穿出爐膛出口下方的后壁面，底部穿出靠近布風(fēng)板的后壁面。
[0016]作為優(yōu)選方式之一，擴(kuò)展水冷壁的頂部穿出頂棚，底部穿出后壁面的中部。
[0017]作為優(yōu)選方式之一，爐膛出口設(shè)置于后壁面上，擴(kuò)展水冷壁與后壁面相連，且擴(kuò)展水冷壁設(shè)于爐膛出口傾斜壁面的延長(zhǎng)線之外，防止擴(kuò)展水冷壁影響煙氣流向爐膛出口。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型循環(huán)流化床鍋爐爐膛通過(guò)增加擴(kuò)展水冷壁來(lái)實(shí)現(xiàn)以下效果:
[0019]1.增加CFB鍋爐爐膛的換熱面積，起到降低和均衡下?tīng)t膛溫度的作用；
[0020]2.使得床溫更加均勻，降低NOx原始生量，對(duì)實(shí)現(xiàn)超低NOx排放起到促進(jìn)作用；
[0021 ] 3.擴(kuò)展水冷壁引導(dǎo)爐膛內(nèi)物料顆粒和煙氣流動(dòng)，均勻流場(chǎng)和防止側(cè)向磨損；
[0022]該擴(kuò)展水冷壁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造和安裝;其適用范圍廣，能夠在各種CFB鍋爐中使用，特別是大容量CFB鍋爐及超臨界CFB鍋爐，以及大型CFB鍋爐改造使用。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是帶擴(kuò)展水冷壁的循環(huán)流化床爐膛實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2是圖1中擴(kuò)展水冷壁的布置示意圖。
[0025]圖3是實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4是實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖5是擴(kuò)展水冷壁的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中:爐膛-1，爐膛出口 -2，擴(kuò)展水冷壁-3，水冷壁管-3a，連接鋼板_3b，前壁面-1a，后壁面-1b，側(cè)壁面-1c，布風(fēng)板-1d，頂棚-1e，下降顆粒層_4。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0030]本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了相互排斥的特質(zhì)和/或步驟以外，均可以以任何方式組合，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類(lèi)似目的的替代特征加以替換，即，除非特別敘述，每個(gè)特征之一系列等效或類(lèi)似特征中的一個(gè)實(shí)施例而已。
[0031]如圖1-5所示，本實(shí)用新型帶擴(kuò)展水冷壁的循環(huán)流化床爐膛，其包括鍋爐爐膛I和擴(kuò)展水冷壁3，爐膛I的上部設(shè)有爐膛出口 2。擴(kuò)展水冷壁3包括水冷壁管3a和連接鋼板3b，水冷壁管3a通過(guò)連接鋼板3b與爐膛I的內(nèi)壁相連。具體來(lái)說(shuō)，爐膛I的內(nèi)壁主要由位于前后的前壁面Ia和后壁面lb、位于兩側(cè)的側(cè)壁面lc、位于底部的布風(fēng)板Id和位于頂部的頂棚Ie組成，擴(kuò)展水冷壁3至少與左壁面la、右壁面Ib或者正壁面Ic之一相連。擴(kuò)展水冷壁3的寬度小于或等于I米，具體來(lái)說(shuō)，擴(kuò)展水冷壁3豎向布置，其寬度小于下降顆粒層4的寬度。擴(kuò)展水冷壁3的換熱面積與爐膛I的內(nèi)壁側(cè)面積相對(duì)應(yīng)。具體來(lái)說(shuō)，擴(kuò)展水冷壁3的換熱總面積與前壁面la、后壁面Ib和兩側(cè)壁面Ic的面積之和在相似的區(qū)域(如圖2中的A B C區(qū)域內(nèi))內(nèi)近似相等。
[0032]實(shí)施例1，如圖1、2所示:
[0033]在300MWe以上大型循環(huán)流化床鍋爐中:按爐膛出口的數(shù)量把爐膛劃分成截面積相等的區(qū)域，如附圖2所示的A、B、C三個(gè)區(qū)。A、B、C三個(gè)區(qū)內(nèi)的擴(kuò)展水冷壁的壁面換熱面積加上A、B、C三個(gè)區(qū)域的爐膛內(nèi)壁面換熱面積之和近似相等。擴(kuò)展水冷壁的兩面都換熱，計(jì)算換熱面積時(shí)應(yīng)加以考慮。這對(duì)于大型循環(huán)流化床爐膛內(nèi)溫度均勻特別有利。
[0034]擴(kuò)展水冷壁3的頂部穿出爐膛的頂棚le，底部穿出靠近布風(fēng)板Id的后壁面lb。爐膛出口 2設(shè)置于后壁面Ib上，擴(kuò)展水冷壁3與后壁面Ib相連，且擴(kuò)展水冷壁3設(shè)于爐膛出口 2下傾斜壁面的延長(zhǎng)線之外。這樣的布置能有效增加爐膛下部的換熱面積，降低爐膛下部溫度，合適的溫度能抑制燃燒產(chǎn)生氮氧化物NOx的量，提高循環(huán)流化床鍋爐的脫硫效率。
[0035]實(shí)施例2，如圖3所示:
[0036]擴(kuò)展水冷壁3的頂部穿出爐膛出口 2下方的后壁面lb，底部穿出靠近布風(fēng)板Id的后壁面lb。擴(kuò)展水冷壁從爐膛出口的下方穿出爐膛，防止擴(kuò)展水冷壁影響煙氣流向爐膛出口。
[0037]實(shí)施例3，如圖4所示:
[0038]擴(kuò)展水冷壁3的頂部穿出頂棚le，底部穿出后壁面Ib的中部。這樣就不會(huì)和爐膛下部的開(kāi)口相互影響。該實(shí)施實(shí)例特別適合鍋爐改造使用，已建成循環(huán)流化床鍋爐，當(dāng)燃料發(fā)生變化，或者其他原因造成爐膛換熱面積不足，爐膛溫度高時(shí)使用。已建成的循環(huán)流化床鍋爐爐膛下部設(shè)有回料口、給料(煤、石灰石)口、空氣噴口等，擴(kuò)展水冷壁需要避開(kāi)這些開(kāi)口。
[0039]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶擴(kuò)展水冷壁的循環(huán)流化床爐膛，包括鍋爐爐膛(I)，爐膛(I)的上部設(shè)有爐膛出口( 2 )，其特征在于:還包括擴(kuò)展水冷壁(3 )，所述擴(kuò)展水冷壁(3 )與爐膛(I)的內(nèi)壁相連，擴(kuò)展水冷壁(3)的寬度小于或等于I米，擴(kuò)展水冷壁(3)的換熱面積與爐膛(I)的內(nèi)壁側(cè)面積相對(duì)應(yīng)。2.如權(quán)利要求1所述的帶擴(kuò)展水冷壁的循環(huán)流化床爐膛，其特征在于:擴(kuò)展水冷壁(3)豎向布置，其寬度小于下降顆粒層(4)的寬度。3.如權(quán)利要求1所述的帶擴(kuò)展水冷壁的循環(huán)流化床爐膛，其特征在于:擴(kuò)展水冷壁(3)包括水冷壁管(3a)和連接鋼板(3b)，水冷壁管(3a)通過(guò)連接鋼板(3b)與爐膛(I)的內(nèi)壁相連。4.如權(quán)利要求1、2或者3中任一所述的帶擴(kuò)展水冷壁的循環(huán)流化床爐膛，其特征在于:爐膛(I)的內(nèi)壁主要由位于前壁面(Ia)和后壁面(lb)、位于側(cè)邊的側(cè)壁面(lc)、位于底部的布風(fēng)板(Id)和位于頂部的頂棚(Ie)組成，擴(kuò)展水冷壁(3)至少與前壁面(la)、后壁面(Ib)或者側(cè)壁面(Ic)之一相連。5.如權(quán)利要求4所述的帶擴(kuò)展水冷壁的循環(huán)流化床爐膛，其特征在于:擴(kuò)展水冷壁(3)的受熱總長(zhǎng)度與前壁面(la)、后壁面(Ib)和側(cè)壁面(Ic)的長(zhǎng)度之和相對(duì)應(yīng)。6.如權(quán)利要求5所述的帶擴(kuò)展水冷壁的循環(huán)流化床爐膛，其特征在于:擴(kuò)展水冷壁(3)的頂部穿出爐膛的頂棚(le)，底部穿出靠近布風(fēng)板(Id)的右壁面(lb)。7.如權(quán)利要求5所述的帶擴(kuò)展水冷壁的循環(huán)流化床爐膛，其特征在于:擴(kuò)展水冷壁(3)的頂部穿出爐膛出口(2)下方的右壁面(Ib)，底部穿出靠近布風(fēng)板(Id)的右壁面(lb)。8.如權(quán)利要求5所述的帶擴(kuò)展水冷壁的循環(huán)流化床爐膛，其特征在于:擴(kuò)展水冷壁(3)的頂部穿出頂棚(Ie)，底部穿出右壁面(Ib)的中部。9.如權(quán)利要求5所述的帶擴(kuò)展水冷壁的循環(huán)流化床爐膛，其特征在于:爐膛出口(2)設(shè)置于后壁面(Ib)上，擴(kuò)展水冷壁(3)與后壁面(Ib)相連，且擴(kuò)展水冷壁(3)設(shè)于爐膛出口(2)傾斜面的延長(zhǎng)線以外。
【文檔編號(hào)】F23M5/08GK205535720SQ201620277543
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月6日
【發(fā)明人】鞏李明, 王鵬, 尹博, 姚精勤, 蘇虎, 韋立校, 陳震宇, 黃敏, 徐鵬, 胡修奎, 尹莉, 魯佳易, 薛大勇
【申請(qǐng)人】東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司