流化床鍋爐外置床旋風流化系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種流化床鍋爐外置床旋風流化系統，適用于流化床鍋爐外置床，包括：流化床鍋爐外置床，內部為一空室；至少四根高溫循環(huán)顆粒進料管，于高溫循環(huán)顆粒進料管內通入高溫循環(huán)顆粒；至少四根第一流化風管，設置于流化床鍋爐外置床的側壁內，與空室形成連通并連通于高溫循環(huán)顆粒進料管，進入第一流化風管的流化風攜帶進入高溫循環(huán)顆粒進料管的高溫循環(huán)顆粒形成射流射入至空室中，各射流相互作用形成旋流；多個第二流化風管，豎直連通于空室的底部，將進入第二流化風管的流化風送入到空室中。本實用新型能夠使高溫循環(huán)顆粒在空室內形成水平旋風及垂直流化，從而實現高溫循環(huán)顆粒與受熱面充分地熱交換、解決了流化風布置不合理的問題。
【專利說明】流化床鍋爐外置床旋風流化系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種流化床鍋爐外置床的流化系統，特別是流化床鍋爐外置床對鍋爐循環(huán)物料進行旋風配風并流化的系統。

【背景技術】
[0002]循環(huán)流化床鍋爐日益得到廣泛的應用，主要是因為其具有控制污染物排放成本低廉、燃料適應性廣、負荷調節(jié)范圍大等多項優(yōu)點。隨著循環(huán)流化床鍋爐容量和參數的不斷提升，鍋爐換熱器吸熱份額顯著提高，造成爐內受熱面布置難度不斷加大。因此大型流化床鍋爐廣泛采用各種形式的外置床。所謂外置床就是將鍋爐內的一部分受熱面移至鍋爐外，通過高溫循環(huán)灰加熱的一種熱交換裝置，也叫做外置式換熱器。
[0003]現有外置床(外置式換熱器)設計為由內襯高強度耐磨材料構成的密閉框架結構裝置，其內部被分隔墻分為數個倉室。分隔墻由碳鋼制成，并在表面敷設有耐火耐磨材料，分隔墻內采用閉式冷卻水冷卻。每個倉室布置有風箱，高溫循環(huán)顆粒通過布置于倉室底部的鐘罩式風帽實現流化。在外置床中，高溫循環(huán)顆粒依次與各倉室中布置的受熱面進行換熱。為減小蒸汽出口汽溫偏差，控制受熱面溫度，需按照高、中、低溫換熱溫度水平進行受熱面管徑及面積的設計。
[0004]但是，現有技術中將外置床內部分隔數個倉室，會導致高溫循環(huán)顆粒只在倉室內進行垂直循環(huán)，橫向運動受限，與受熱面換熱不充分的情況發(fā)生，并且每個倉室中流化的高溫循環(huán)顆粒溫度差別較大，與受熱面換熱強度不一，受熱面布置與流化風的配合要求嚴格，如果出現配合偏差，易發(fā)生受熱面換熱不均勻。再者，由于倉室內只有底部布置有流化風帽，如果回料閥或外置床內耐火耐磨材料脫落堵塞了倉室底部的流化風風帽，將導致部分倉室流化風量低，高溫循環(huán)顆粒無法流化，無法與受熱面換熱。
實用新型內容
[0005]本實用新型提供一種流化床鍋爐外置床旋風流化系統，以解決現有技術中外置床內高溫循環(huán)顆粒與受熱面換熱不充分、不均勻，流化風布置不合理的問題。
[0006]本實用新型提供的技術方案為提供一種流化床鍋爐外置床旋風流化系統，適用于一流化床鍋爐外置床，其中，旋風流化系統包括:流化床鍋爐外置床、至少四根第一流化風管、至少四根高溫循環(huán)顆粒進料管、多個第二流化風管。流化床鍋爐外置床的內部為一空室；各高溫循環(huán)顆粒進料管內通入高溫循環(huán)顆粒；各第一流化風管設置于流化床鍋爐外置床的側壁內，與空室形成連通，并連通于高溫循環(huán)顆粒進料管，進入第一流化風管的流化風攜帶進入高溫循環(huán)顆粒進料管的高溫循環(huán)顆粒形成射流射入至空室中，各射流相互作用形成旋流；各第二流化風管豎直連通于空室的底部，將進入第二流化風管的流化風送入到空室中。
[0007]如上所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其中，第一流化風管均勻分布設置于流化床鍋爐外置床的側壁內。
[0008]如上所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其中，第一流化風管水平設置于流化床鍋爐外置床的頂部側壁內。
[0009]如上所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其中，第一流化風管靠近空室的一端處設置有旋風導葉。
[0010]如上所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其中，旋風導葉為8片或12片。
[0011]如上所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其中，各第二流化風管的出風口處設置有鐘罩式流化風帽。
[0012]如上所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其中，鐘罩式流化風帽不全等徑，于連通于空室底部中心部分的第二流化風管的出風口處布置小管徑流化風帽，于連通于空室底部邊緣的第二流化風管的出風口處布置大管徑流化風帽。
[0013]如上所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其中，小管徑流化風帽與大管徑流化風帽直徑之比為1.0: 1.2。
[0014]如上所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其中，第一流化風管上設置有風壓傳感器。
[0015]如上所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其中，第一流化風管上設置有風管調節(jié)閥及風管截止閥。
[0016]綜上所述技術方案，通過流化床鍋爐外置床的頂部側壁周圍均勻水平設置的第一流化風管與連通于第一流化風管的高溫循環(huán)顆粒進料管配合，將流化風及高溫循環(huán)顆粒送入流化床鍋爐外置床的空室內，從而使流化風攜帶高溫循環(huán)顆粒做水平流化旋流運動；流化床鍋爐外置床底部通過鐘罩式流化風帽引入的流化風，使得底部流化風攜帶高溫循環(huán)顆粒做垂直流化運動，水平流化旋流運動與垂直流化運動相結合從而使得高溫循環(huán)顆粒與空室內的受熱面進行充分且均勻地換熱。
[0017]本實用新型的特點在于，為了使流化風與高溫循環(huán)顆粒更好的實現旋風流化運動與垂直流化運動，于流化床鍋爐外置床的第一流化風管靠近空室的一端處設置有旋風導葉，使得進入流化床鍋爐外置床的流化風攜帶高溫循環(huán)顆粒做徑向旋轉運動。本實用新型對流化床鍋爐外置床第二流化風管及在其出風口處設置的鐘罩式流化風帽布局也進行了改進，于流化床鍋爐外置床底部中心部分的第二流化風管處布置小管徑流化風帽，于流化床鍋爐外置床的底部邊緣的第二流化風管處布置大管徑流化風帽。通過本實用新型的鐘罩式流化風帽布局，減小了外置床空室內側壁對高溫循環(huán)顆粒的粘滯作用，同時增強了流化床內側壁的流化作用。
[0018]本實用新型的另一特點在于，為了保證從高溫循環(huán)顆粒進料管中引入流量均勻的高溫循環(huán)顆粒，在各第一流化風管上設置有風管調節(jié)閥、風管截止閥及風壓傳感器。因此，本實用新型能夠解決現有技術中外置床內高溫循環(huán)顆粒與受熱面換熱不充分、不均勻，流化風布置不合理的問題，進而使得進入外置床空室的高溫循環(huán)顆粒與受熱面更加充分、均勻的換熱，提高了外置床的熱效率，更加合理的流化風配置使外置床的運行更加靈活，負荷調整更為迅速，提高了流化床鍋爐的負荷響應速率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型一實施例的流化床鍋爐外置床旋風流化系統的俯視圖；
[0020]圖2為本實用新型實施例的流化床鍋爐外置床旋風流化系統的側視圖；
[0021]圖3為本實用新型實施例的流化床鍋爐外置床旋風流化系統中外置床空室的俯視圖；
[0022]圖4為本實用新型另一實施例的流化床鍋爐外置床旋風流化系統的俯視圖；
[0023]圖5為本實用新型實施例的第一流化風管道軸向剖視圖；
[0024]圖6為本實用新型實施例旋風導葉處管道徑向剖視圖。
[0025]附圖符號說明:
[0026]10:流化床鍋爐外置床空室；
[0027]11:流化床鍋爐外置床側面墻；
[0028]12:流化床鍋爐外置床邊角墻；
[0029]20:第一流化風管；
[0030]201:流化風；
[0031]21:高溫循環(huán)顆粒進料管；
[0032]211:高溫循環(huán)顆粒；
[0033]22:鐘罩式流化風帽；
[0034]23:第二流化風管；
[0035]231:流化風；
[0036]24:頂部水平旋風流化風射流；
[0037]31:直管；
[0038]32:旋風導葉:
[0039]41:風壓傳感器；
[0040]42:風管截止閥；
[0041]43:風管調節(jié)閥。

【具體實施方式】
[0042]為了使本實用新型的技術特點及效果更加明顯，現特結合附圖對本實用新型的技術方案做進一步說明，需要說明的是，本實用新型對第一流化風管與流化床鍋爐外置床側壁連通角度并不做限制，只要保證從流化風管發(fā)射出的射流在外置床空室內能形成一個內切圓形狀的流化旋流即可，這里說的射流指的流化風攜帶的高溫循環(huán)顆粒。同時，本實用新型對外置床空室的形狀也不做限制，涉及到的大小鐘罩式流化風帽具體尺寸及布局也不做限制。此外，附圖所示為簡化、示意性的表達，圖中的元件尺寸并不符合實際比例。
[0043]如附圖1所示，附圖1為本實用新型一實施例的流化床鍋爐外置床旋風流化系統的俯視圖，旋風流化系統包括:流化床鍋爐外置床、至少四根第一流化風管20、至少四根高溫循環(huán)顆粒進料管21、多個第二流化風管(圖1未示)。
[0044]本實用新型實施例以第一流化風管水平均勻分布設置于流化床鍋爐外置床頂部空室內為例對旋風流化系統進行說明。其他形式的非垂直旋風流化同水平旋風流化，這里就不在--敘述。
[0045]流化床鍋爐外置床的內部為一空室10，本實用新型一實施例中，外置床空室為一近似八邊形布局，由四個側面墻11及四個邊角墻12組成，其結構參見附圖1所示，四根第一流化風管20的一端水平布置且呈一定角度設置于外置床頂部的各邊角墻內，四根高溫循環(huán)顆粒進料管21垂直布置，分別與第一流化風管20的一端焊接在一起，也可通過一段彎管與頂部流化風管20的一端焊接在一起，使得高溫循環(huán)顆粒進料管21與第一流化風管20為連通狀態(tài)，各第一流化風管20內的流化風可攜帶各高溫循環(huán)顆粒進料管21的高溫循環(huán)顆粒形成頂部水平流化風射流進入至外置床空室內，各頂部水平流化風射流在外置床空室內形成四角切圓的水平方向逆時針流化旋流，從而實現高溫循環(huán)顆粒的水平流化。
[0046]在本實施例中，多個第二流化風管，豎直連通于空室的底部，將進入第二流化風管的流化風送入到空室中。第二流化風管的出風口處設置有鐘罩式流化風帽，請參見附圖2及附圖3，附圖2為本實用新型實施例的流化床鍋爐外置床旋風流化系統的側視圖，附圖3為本實用新型實施例的流化床鍋爐外置床旋風流化系統中外置床空室的俯視圖，附圖3給出了鐘罩式流化風帽22的布局情況。如圖2所示，鐘罩式流化風帽22與第二流化風管23相連接。流化床鍋爐外置床旋風流化系統工作時，將通入第二流化風管23的流化風231通過鐘罩式流化風帽22送入到外置床空室10中，使得流化風231將水平旋流落下的高溫顆粒再次送入垂直流化循環(huán)，使得高溫循環(huán)顆粒不斷水平循環(huán)、垂直循環(huán)，從而實現高溫循環(huán)顆粒與受熱面進行充分地交換。
[0047]本實用新型并不局限于上述流化床鍋爐外置床的形狀，本實用新型另一實施例中，外置床空室為一四邊形布局，第一流化風管呈一定角度或垂直設置于外置床頂部的四邊側壁內，第一流化風管與四邊側壁的連通位置只要保證從流化風管發(fā)射出的射流在外置床空室內能形成一個內切圓的形狀的水平方向的流化旋流即可，在其他實施例中，外壁墻為一近似十二邊形布局，根據實際工程需要，流化床鍋爐外置床的形狀一般為四邊形布局或近似八邊形布局。
[0048]同時，本實用新型也不對第一流化風管及高溫循環(huán)顆粒進料管的個數做具體限制，只要保證第一流化風管及高溫循環(huán)顆粒進料管布局能夠滿足流化風攜帶的高溫循環(huán)顆粒在空室頂部形成逆時針旋流即可，但第一流化風管與高溫循環(huán)顆粒進料管是一一對應的，即它們的個數相同，優(yōu)選的，高溫循環(huán)顆粒進料管與流化風管管徑為1:1比例，為了說明方便，后續(xù)實施例中涉及到的高溫循環(huán)顆粒送料管及流化風管均為4根。
[0049]本實用新型中涉及的流化風可以由一根流化風管引出，將該根流化風管在合適的位置與四根第一流化風管形成連通，從而將流化風分流為4個水平方向，一實施例中，進入第二流化風管的流化風與進入第一流化風管的流化風是引流于同一流化風管。
[0050]本實用新型第一流化風管與高溫循環(huán)顆粒進料管通過一跟彎管焊接而形成連通，第一流化風管與高溫循環(huán)顆粒進料管也可直接形成連通。所述高溫循環(huán)顆粒進料管并非必須垂直布局，也可具有一定傾斜角度的焊接于彎管的一端，傾斜角度只要保證保溫循環(huán)顆粒能夠與流化風充分混合即可。
[0051]在本實用新型又一實施例提供的流化床鍋爐外置床旋風流化系統還包括四根水平直管，如圖2、圖4所示，圖4為本實用新型另一實施例的流化床鍋爐外置床旋風流化系統的俯視圖，各水平直管31 —端水平設置于流化床鍋爐外置床的頂部邊角墻12內，各水平直管31可以與邊角墻12垂直聯接或呈一定角度聯接，選擇聯接方式的原則為四個水平直管發(fā)出的射流能夠在外置床內空室形成四角切圓的水平方向逆時針流化旋流。各水平直管31另一端與第一流化風管20 —端連通，高溫循環(huán)顆粒進料管21直接連通或通過一彎管連通于第一流化風管20的一端與水平直管31的另一端。其中，高溫循環(huán)顆粒進料管21的管徑、第一流化風管20管徑與水平直管31的管徑為1:1:1的比例。同時，于水平直管31連通外置床空室的一端內設置有8片旋風導葉32。如圖4至圖6所示，圖5為本實用新型實施例的第一流化風管道軸向剖視圖，圖6為本實用新型實施例旋風導葉處管道徑向剖視圖，旋風導葉分布均勻的設置于水平直管或第一流化風管通入至外置床空室10的一端端口處，所述旋風導葉由耐磨材料制成，流化風201攜帶高溫循環(huán)顆粒211經過旋風導葉32后，做徑向旋轉運動進入至外置床空室，由進入至空室的流化風攜帶的高溫循環(huán)顆?？梢孕纬伤叫L流化風射流24，通過各水平旋風流化風射流24的相互配合，使得流化風攜帶高溫循環(huán)顆粒在外置床空室內做逆時針水平旋流，即形成軸向水平旋風流化。
[0052]為了使本實用新型能夠更好的實現均勻充分換熱，解決流化風布置不合理的問題，本實用新型再一實施例中，設置于第二流化風管出風口處的鐘罩式流化風帽22并不全等徑，復請參閱附圖2及附圖3所示，圖3顯示了鐘罩式流化風帽的布局，即第二流化風管的布局，在本實施例中，于外置床空室底部中心部分連通3X3，共九個第二流化風管，于這九個第二流化風管的出風口處設置有小管徑鐘罩式流化風帽，圍繞小管徑鐘罩式流化風帽的外置床空室邊緣處連通12個第二流化風管，于這12個第二流化風管的出風口處設置有大管徑鐘罩式流化風帽，本實用新型的一優(yōu)選實施例中，大管徑鐘罩式流化風帽與小管徑鐘罩式流化風帽直徑之比約為1.2:1.0，第二流化風管的流化風是由一個流化風管分流得到的。流化床鍋爐外置床旋風流化系統工作時，對第二流化風管23通入流化風，流化風231通過鐘罩式流化風帽22進入至外置床空室內，流化風231將水平旋流落下的高溫循環(huán)顆粒再次送入垂直流化循環(huán)，使高溫循環(huán)顆粒與受熱面進行充分地換熱。根據實際經驗，由于外置床空室各墻面對高溫顆粒有粘滯作用，因此外置床空室的中心區(qū)域的流化效果明顯好于側壁區(qū)域，因此本實施例提供的鐘罩式流化風帽布置方案的能夠加強靠近外置床空室側面墻及四個邊角墻的流化風量，減小外置床空室側壁對高溫循環(huán)顆粒的粘滯作用，加強高溫顆粒與受熱面的充分換熱從而使高溫循環(huán)顆粒實現更好的換熱。
[0053]本實用新型的并不局限于上述流化風帽的布局，本實用新型另一優(yōu)選實施例中，于流化床鍋爐外置床的底部中心部分連通16個第二流化風管，于第二流化風管出風口處布置16小管徑流化風帽，在空室邊緣連通16個第二流化風管，于第二流化風管出風口處布置16大管徑流化風帽。當然，為了更好的實現外置床空室壁側的流化作用，外置床底部流化風帽的布局情況視流化床鍋爐外置床旋風流化系統采用的外置床形狀具體情況而定。
[0054]同樣地，本實用新型對旋風導葉的葉片個數也不做限制，本實用新型其他實施例中，旋風導葉的個數也可以是12個，根據工程需要，通常情況下取8片或12片。
[0055]本實用新型的一實施例中，復請參閱圖2及圖4所示，為了使高溫循環(huán)顆粒管道引入的高溫循環(huán)顆粒流量均勻，于各第一流化風管上加裝一風壓傳感器41，以便實時檢測進入第一流化風管的流化風壓，保證進入四根第一流化風管的流化風壓一致，在其他實施例中，在各第一流化風管上還加裝有一風管調節(jié)閥42及一風管截止閥43，所有風管調節(jié)閥及風管截止閥的控制及傳感器信號可以送入熱工控制裝置進行自動風壓控制。
[0056]以上所述具體實施例并非用于限定本實用新型。本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內所做的改動或變換，均屬于本實用新型的保護范圍，本實用新型具體保護的范圍當視權利要求范圍為準。
【權利要求】
1.一種流化床鍋爐外置床旋風流化系統，適用于一流化床鍋爐外置床，其特征在于，所述旋風流化系統包括: 流化床鍋爐外置床，其內部為一空室； 至少四根高溫循環(huán)顆粒進料管，于所述高溫循環(huán)顆粒進料管內通入高溫循環(huán)顆粒； 至少四根第一流化風管，設置于所述流化床鍋爐外置床的側壁內，與所述空室形成連通并連通于所述高溫循環(huán)顆粒進料管，進入所述第一流化風管的流化風攜帶進入所述高溫循環(huán)顆粒進料管的高溫循環(huán)顆粒形成射流射入至所述空室中，各射流相互作用形成旋流； 多個第二流化風管，豎直連通于所述空室的底部，將進入所述第二流化風管的流化風送入到所述空室中。
2.如權利要求1所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其特征在于，所述第一流化風管均勻分布設置于所述流化床鍋爐外置床的側壁內。
3.如權利要求2所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其特征在于，所述第一流化風管水平設置于所述流化床鍋爐外置床的頂部側壁內。
4.如權利要求1所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其特征在于，所述第一流化風管靠近空室的一端處設置有旋風導葉。
5.如權利要求4所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其特征在于，所述旋風導葉為8片或12片。
6.如權利要求1至5任一項所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其特征在于，所述第二流化風管的出風口處設置有鐘罩式流化風帽。
7.如權利要求6所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其特征在于，所述鐘罩式流化風帽不全等徑，于連通于所述空室底部中心部分的第二流化風管的出風口處布置小管徑流化風帽，于連通于所述空室底部邊緣的第二流化風管的出風口處布置大管徑流化風帽。
8.如權利要求7所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其特征在于，所述小管徑流化風帽與所述大管徑流化風帽直徑之比為1.0: 1.2。
9.如權利要求1至5任一項所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其特征在于，所述第一流化風管上設置有風壓傳感器。
10.如權利要求1至5任一項所述的流化床鍋爐外置床旋風流化系統，其特征在于，所述第一流化風管上設置有風管調節(jié)閥及風管截止閥。
【文檔編號】F23C10/20GK204240346SQ201420693256
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月18日 優(yōu)先權日:2014年11月18日
【發(fā)明者】孫文捷, 李衛(wèi)華, 駱意, 魯學農, 尚勇 申請人:國家電網公司, 華北電力科學研究院有限責任公司