專利名稱：組合循環(huán)流化床鍋爐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種流化床鍋爐結構，特別是一種組合循環(huán)流化床鍋爐結構，屬于機械工程領域。
背景技術：
現有的典型循環(huán)流化床鍋爐，經文獻檢索發(fā)現，中國科學院工程熱物理研究所申請的專利，專利申請?zhí)枮?4115512，專利名稱為循環(huán)流化床燃燒裝置，該專利中包括一次風入口、燃料入口、二次風口、爐膛、高溫氣固分離器、分流調節(jié)器、熱交換器、尾部對流煙道、中低溫氣固分離器。其中，爐膛的主體段通常采用垂直壁面方式布置。這種循環(huán)流化床結構存在以下缺陷沿著床高顆粒濃度急劇下降，出現明顯的下部顆粒濃度過密，上部顆粒過稀的狀況，從而導致沿爐膛高度傳熱的嚴重不均勻，上部受熱面的傳熱利用率較低；大部分顆粒一次通過爐膛進入旋風分離器，爐膛內邊壁附近的回流顆粒量較少，傳熱較弱；邊壁回流顆粒下落的距離長，造成邊壁顆粒溫度較低，也影響傳熱，甚至嚴重時影響到顆粒的正常燃燒。此外，爐膛中的顆粒在軸心處易成團，影響燃盡，降低燃燒效率。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現有技術中的不足和缺陷，提供一種組合循環(huán)流化床鍋爐，使其基于氣流加速過程中，固體相易于被氣體相攜帶的兩相流動規(guī)律，在現有技術的基礎上，對流化床進行了改進，提高了鍋爐的出力與熱效率，改善鍋爐工作性能。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現的，本發(fā)明包括爐膛、旋風分離器、喉口、回料閥、布風板，具體改進如下沿循環(huán)流化床的爐膛高度壁面設置多種向爐膛內凸出的橫隔墻結構組成喉口，將爐膛沿高度分隔成若干個燃燒室。增加喉口后，爐膛出現多個內循環(huán)，另加上外循環(huán)，構成組合式循環(huán)結構。橫隔墻結構與喉口的作用有通過提高流經喉口的速度提升顆粒上升速度；縮小顆粒沿床高的濃度差；組織沿著床高壁面附近的顆?；亓髁?，增強顆粒與壁面的對流傳熱；促進回料閥返料。
各個橫隔墻組成的喉口處的氣流速度的增加，對通過喉口的上升顆粒群起到加速作用，使得更多的顆粒得到提升；喉口的存在隔斷了喉口上段燃燒室邊壁下降顆粒流落到喉口下段的燃燒室，從而增大了喉口上段顆粒濃度。由于分隔燃燒室使得邊壁顆粒流下落距離縮短，燃燒室內顆粒循環(huán)的加速，顆粒的溫度較高，并且由于顆粒循環(huán)量的大幅增加，使得組合循環(huán)流化床沿著床高顆粒的濃度分布的差異得到有效縮小，傳熱得到大幅度強化。
喉口可以為單級喉口，也可以為兩級或兩級以上的多級喉口，喉口形狀為梯形、矩形、三角形、半圓形以及拉閥爾形等，喉口的位置可以是正對的，也可以是錯列開的。喉口的作用是改變爐膛內的兩相流體動力特性，使床料在整個爐膛內混合均勻，從而強化傳熱。由于增設了喉口，使得爐膛上下壓差增大，同時加大了旋風分離器底部和頂部的壓差和增大了回料管上下的壓差，使得回料管氣固兩相更好地處于充氣滑移狀態(tài)，進而促進返料更加順暢。
對于大容量循環(huán)流化床鍋爐，可以采用多級喉口，多級喉口采用上述形狀的喉口任意組合。增加喉口的級數，可以增加爐膛內顆粒循環(huán)的次數和停留時間，床料可以上升到更高的空間，循環(huán)流化床可處理的床料量增加，符合當前循環(huán)流化床大型化的要求。
本發(fā)明具有實質性特點和顯著進步，本發(fā)明能夠有效提升顆粒群在爐膛內的上升能力，縮小顆粒沿床高分布的密度差；增大顆粒在爐膛燃燒室的壁面附近的循環(huán)量，增強顆粒與壁面的對流傳熱；延長顆粒在爐膛內的停留時間，強化燃燒；促進返料更加順暢。


圖1本發(fā)明結構示意2單級梯形喉口的本發(fā)明中爐膛結構示意3錯列單級梯形喉口的本發(fā)明中爐膛結構示意4正對二級梯形喉口的本發(fā)明中爐膛結構示意圖具體實施方式
如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明包括爐膛1、旋風分離器2、喉口3、回料閥4、布風板5、風室6，具體改進如下沿循環(huán)流化床的爐膛1高度壁面設置多種向爐膛內凸出的橫隔墻結構組成喉口3，將爐膛1沿高度分隔成若干個燃燒室，增加喉口3后，爐膛出現多個內循環(huán)，另加上外循環(huán)，構成組合式循環(huán)結構。
喉口1的形狀為各種幾何形狀，如梯形、矩形、三角形、半圓形以及拉閥爾形等。喉口1為單級喉口或者為兩級或兩級以上的多級喉口，其位置可以正對，也可以錯列。多級喉口適用于大容量循環(huán)流化床鍋爐，多級喉口采用各種形狀的喉口任意組合。
以下以上下兩個喉口段的情況為例，對本發(fā)明作進一步的說明設置上下兩個喉口1段，當氣流通過位于下面一個喉口1上升時，由于氣固速度的提高，使得穿過喉口的顆粒量增加；當氣固兩相流經過上一個喉口時，由于喉口的收縮，一部分上升顆粒撞擊喉口隔墻下落，并且，上部燃燒室上方掉落到喉口橫隔墻的顆粒受到喉口高速氣流的吹托作用，不會掉落到喉口下面，從而增大了兩個喉口之間段內的顆粒循環(huán)回流量。另外，顆粒在沿著床高的各段存在有組織的多重內循環(huán)，延長了顆粒在爐膛內的停留時間，加速了沿著床高的傳熱。由于沿床高顆粒的停留時間增長、混合、傳熱均得到增強，因而對于外循環(huán)的要求相應降低，從而也減少了分離器的負擔；同時，由于顆粒在主爐膛內平均停留時間的增加，傳熱的強化，循環(huán)流化床鍋爐的設計高度可以適當地降低，從而，可以節(jié)省鍋爐的金屬耗量，降低鍋爐生產成本。
權利要求
1.一種組合循環(huán)流化床鍋爐，包括爐膛(1)、旋風分離器(2)、回料閥(4)、布風板(5)，其特征在于，還包括喉口(3)，具體改進如下沿循環(huán)流化床的爐膛(1)高度壁面設置多種向爐膛(1)內凸出的橫隔墻結構組成喉口(3)，將爐膛(1)沿高度分隔成若干個燃燒室，增加喉口(3)后，爐膛出現多個內循環(huán)，另加上外循環(huán)，構成組合式循環(huán)結構。
2.根據權利要求1所述的組合循環(huán)流化床鍋爐，其特征是，喉口(1)的形狀為各種幾何形狀，如梯形、矩形、三角形、半圓形以及拉閥爾形。
3.根據權利要求1或2所述的組合循環(huán)流化床鍋爐，其特征是，喉口(1)為單級喉口或者為兩級或兩級以上的多級喉口，其位置為正對，或者錯列。
4.根據權利要求1或2或3所述的組合循環(huán)流化床鍋爐，其特征是，多級喉口適用于大容量循環(huán)流化床鍋爐，多級喉口采用各種形狀的喉口任意組合。
全文摘要
一種組合循環(huán)流化床鍋爐，屬于機械工程領域。本發(fā)明包括爐膛、旋風分離器、喉口、回料閥、布風板，具體改進如下沿循環(huán)流化床的爐膛高度壁面設置多種向爐膛內凸出的橫隔墻結構組成喉口，將爐膛沿高度分隔成若干個燃燒室，增加喉口后，爐膛出現多個內循環(huán)，另加上外循環(huán)，構成組合式循環(huán)結構。本發(fā)明能夠有效提升顆粒群在爐膛內的上升能力，縮小顆粒沿床高分布的密度差；增大顆粒在爐膛燃燒室的壁面附近的循環(huán)量，增強顆粒與壁面的對流傳熱；延長顆粒在爐膛內的停留時間，強化燃燒；促進返料更加順暢。
文檔編號F23C10/00GK1445477SQ0311680
公開日2003年10月1日 申請日期2003年5月8日 優(yōu)先權日2003年5月8日
發(fā)明者繆正清, 陳永國, 田子平, 章明川, 熊天柱, 李俊 申請人:上海交通大學