本發(fā)明涉及鍋爐設備領域，尤其是一種低氮燃燒的循環(huán)流化床鍋爐。

背景技術：

煤炭是我國一次能源的主要來源，而燃煤發(fā)電是我國煤炭利用的主要部分。煤炭燃燒將產生很多污染物，如二氧化硫、氮氧化物及煙塵等，其中氮氧化物是酸雨形成的主要來源之一。隨著我國經濟的快速發(fā)展，污染物排放愈發(fā)嚴重，給人民生活帶來了極大的困擾。鑒于此，國家相繼頒發(fā)環(huán)保法規(guī)嚴格控制污染物的排放。在最新頒布的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）中明確規(guī)定，自2014年7月1 日起，現有循環(huán)流化床鍋爐氮氧化物排放限值為200mg/m3。

國內現有循環(huán)流化床機組，由于煤種變化大及風量配比調節(jié)不合理等因素，導致很多電廠難于達標。在實際運行過程中，有些機組雖然采用了一二次風分級燃燒的方案，但是由于密相區(qū)溫度過高，一次風占總風量的比例不得不提到 60% 甚至更高，這樣不利于還原氣氛的生成，也就不利于氮氧化物的生成抑制。由于相當數量的 CFB 鍋爐 NOx2排放濃度超過200mg/m3，需要安裝SNCR脫硝系統(tǒng)，這會顯著增加企業(yè)的運行成本且改造周期長、設備初投資極大。在這樣的背景下，為了增強現有循環(huán)流化床機組風量配比調節(jié)的靈活性，本發(fā)明提出了一種低氮燃燒的循環(huán)流化床鍋爐。

技術實現要素：

為解決上述現有技術中存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種低氮燃燒的流化床鍋爐，其可有效降低NOx的原始排放量，使設備達到國標環(huán)保要求。

本發(fā)明所述的一種低氮燃燒的流化床鍋爐，其技術方案為：包括依次設置并相互連接的燃燒系統(tǒng)、氣固分離循環(huán)系統(tǒng)和對流煙道系統(tǒng)，所述燃燒系統(tǒng)上方設有給鍋爐供水的鍋筒，所述燃燒系統(tǒng)包括爐膛，所述爐膛內從下到上依次設有的布風裝置、燃燒裝置和水冷壁腔，所述燃燒裝置上設有一次風系統(tǒng)和二次風系統(tǒng)，所述爐膛上方設有與所述鍋筒連接的上集箱，所述爐膛前壁外側設有通過下降管與所述鍋筒連接的下集箱，所述水冷壁腔內設有兩片冷水屏，兩片所述水冷屏的上、下兩端分別穿過所述爐膛頂部及爐膛前壁，并分別與所述上集箱和所述下集箱對應連接。

為了更好的降低床溫、降低氧量，進而降低NO2的原始排放量，本發(fā)明在爐膛中增加了二片水冷屏，水冷屏與水冷壁共同作用給流化床降溫，水冷屏與水冷壁產生的汽水混合物通過汽水連接管送入上集箱。

進一步改進，所述氣固分離循環(huán)系統(tǒng)包括分離裝置和設在所述分離裝置下方的返料裝置，所述分離裝置包括從上至下依次連通的分離器筒體、分離器錐體和分離器立管，所述分離裝置通過設在所述分離器立管下部側壁上的“老鷹嘴”狀的進口煙道與所述燃燒裝置連通，所述分離器筒體頂部插入偏心中心筒，所述中心筒上端通過固定支座固定在所述對流煙道系統(tǒng)的煙道入口側壁上。

進一步改進，所述中心筒的筒體上部外側壁與所述對流煙道系統(tǒng)的煙道入口側壁之間填充有硅酸鋁板。

分離器中心筒設計成偏心結構，可以顯著提高分離效率，使分離器中氣固完全分離，有效避免了分離器分離下來的循環(huán)灰有部分返竄到分離器進入尾部煙道中的情況，改善了旋風分離器內的流場分布，有效中心筒固定方式采用支座式，所述中心筒的筒體上部外側壁與對流煙道系統(tǒng)煙道入口的之間填充的硅酸鋁板可以有效的防止在運行中因膨脹問題而使筒體變形，煙氣從燃燒裝置中進入分離裝置分離后，固體由返料裝置送回燃燒裝置中，氣體通過中心筒上端的出口送入對流煙道系統(tǒng)。

進一步改進，所述返料裝置包括分別與所述然燒裝置連接的松動風室和返料風室，所述松動風室和所述返料風室通過澆筑板隔開，所述松動風室和所述返料風室上方均設有布風板，所述松動風室和所述返料風室的下方均設有料腿，所述布風板上設有布風帽，所述布風板下方設有穿過返料箱的落灰管。

返料裝置的作用是將分離器分離下來的高溫固體物料送回呈現正壓的爐膛密相區(qū)內，克服爐膛的正壓，以免分離器分離下來的循環(huán)灰有部分返竄到分離器進入尾部煙道中；現有技術中，只設有一個返料室，本發(fā)明中在返料室旁還設有分隔布置的松風室，松風箱和返料箱的共同作用，將分離下的高溫固體物料連續(xù)穩(wěn)定的送回爐膛密相區(qū)中，調節(jié)回灰量，使物料得到充分燃燒，從而達到調節(jié)鍋爐燃燒效率和床溫的作用。返料裝置中的風機最好采用羅茨風機，其返料風壓和返料風量不存在比例關系，運行時只要控制好風量即可，而不需再關注返料風壓，且在返料風室和松風室上方設置的布風板，布風板上設置布風帽，通過調節(jié)布風帽的開孔率來降低流化風量，控制NO2排放量。

進一步改進，所述二次風系統(tǒng)的熱風出口通過補燃風管道與所述中心筒出口連接，作為補燃風系統(tǒng)。

從二次風系統(tǒng)的熱風出口接熱風管道至分離器中心筒出口，每只分離器接三只熱風管，通過補充空氣，使得分離器出口飛灰中的未燃盡碳繼續(xù)燃燒，可以提高此處煙氣的溫度，同時還可以降低飛灰可燃物，提高鍋爐的經濟性。

進一步改進，所述對流煙道系統(tǒng)包括水平煙道和設在水平煙道下方的垂直煙道，所述水平煙道和所述垂直煙道連接部設有折焰角，水平煙道入口設有一次過熱器，所述一次過熱器后方設有所述二次過熱器，所述垂直煙道從上到下依次設有省煤器、一級空氣預熱器、二級空氣預熱器和三級空氣預熱器。

由于爐膛煙氣溫度降低后，過熱器溫及減溫水會有所降低，在一次過熱器后方增加二次過熱器，增加了高溫過熱器面積，適當提高過熱器的溫度，就可在不增加鍋爐深度的前提下，布置更多的過熱器受熱面，同時，折焰角的設置使煙氣沿燃燒室高度方向的分布趨向均勻，進一步增加受熱面積，以滿足生產需要。

本發(fā)明的有益效果為：有效降低燃燒系統(tǒng)的床溫及氧量，進而降低NO2的原始排放量，使燃料得到充分，降低飛灰可燃物，提高鍋爐的經濟性。

附圖說明

為了使本發(fā)明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1為本發(fā)明主視剖面結構示意圖。

圖2為K部放大結構示意圖。

圖3為H部放大結構示意圖。

圖4為所述中心筒主結構示意圖。

圖5為所述中心筒俯視結構示意圖。

圖6為所述A部放大結構示意圖。

圖7為所述返料裝置主視結構示意圖。

其中，1-燃燒系統(tǒng)，10-下降管，11-布風裝置，12-燃燒裝置，13-水冷壁腔，14-一次風系統(tǒng)，15-二次風系統(tǒng)，16-上集箱，17-下集箱，18-水冷屏，19-補燃風管道，2-氣固分離系統(tǒng)，21-分離裝置，211-分離器筒體，212-分離器錐體，213-分離器立管，214-進口煙道，215-中心筒，216-固定支座，217-硅酸鋁板，22-返料裝置，221-松動風室，222-返料風室，223-布風板，224-落灰管，225-布風帽，226-料腿，3-對流煙道系統(tǒng)，31-水平煙道，32-垂直煙道，33-折焰角，34-一次過熱器，35-二次過熱器，36-省煤器，37-一級空氣預熱器，38-二級空氣預熱器，39-三級空氣預熱器，4-鍋筒。

具體實施方式

如圖所示，一種低氮燃燒的流化床鍋爐，包括依次設置并相互連接的燃燒系統(tǒng)1、氣固分離循環(huán)系統(tǒng)2和對流煙道系統(tǒng)3，所述燃燒系統(tǒng)1的上方設有給鍋爐供水的鍋筒4，所述燃燒系統(tǒng)1包括爐膛，所述爐膛內從下到上依次設有的布風裝置11、燃燒裝置12和水冷壁腔13，所述燃燒裝置12上設有一次風系統(tǒng)14和二次風系統(tǒng)15，所述爐膛上方設有與所述鍋筒4連接的上集箱16，所述爐膛前壁外側設有通過下降管10與所述鍋筒連接的下集箱17，所述水冷壁腔內13設有兩片冷水屏18，兩片所述水冷屏18的上、下兩端分別穿過所述爐膛頂部及爐膛前壁，并分別與所述上集箱16和所述下集箱17對應連接。

所述氣固分離循環(huán)系統(tǒng)2包括分離裝置21和設在所述分離裝置21下方的返料裝置22，所述分離裝置21包括從上至下依次連通的分離器筒體211、分離器錐體212和分離器立管213，所述分離裝置21通過設在所述分離器立管213下部側壁上的“老鷹嘴”狀的進口煙道214與所述燃燒裝置12連通，所述分離器筒體211頂部插入偏心中心筒215，所述中心筒215的上端通過固定支座216固定在所述對流煙道系統(tǒng)3的煙道入口側壁上，所述中心筒215的筒體上部外側壁與所述對流煙道系統(tǒng)3的煙道入口的側壁之間填充有硅酸鋁板217；所述二次風系統(tǒng)15的熱風出口通過補燃風管道19與所述中心筒215出口連接。

所述返料裝置22包括分別與所述然燒裝置12連接的松動風室221和返料風室222，所述松動風室221和所述返料風室222通過澆筑板隔開，所述松動風室221和所述返料風室222的上方均設有布風板223，所述松動風室221和所述返料風室222的下方均設有料腿226，所述布風板223上設有布風帽225，所述布風板223的下方設有穿過返料箱224的落灰管224。

所述對流煙道系統(tǒng)3包括水平煙道31和設在水平煙道31下方的垂直煙道32，所述水平煙道31和所述垂直煙道32的連接部設有折焰角33，所述水平煙道31的入口處設有一次過熱器34，所述一次過熱器34的后方設有所述二次過熱器35，所述垂直煙道32從上到下依次設有省煤器36、一級空氣預熱器37、二級空氣預熱器38和三級空氣預熱器39。

所述向所述燃燒裝置內送入燃料，燃燒產生的蒸汽從進口煙道進入分離裝置中，分離裝置將氣固分離，固體落入返料裝置并送回燃燒室繼續(xù)燃燒，煙氣從中心筒上端出口進入水平煙道，經過2個過熱器、省煤器、空氣預熱器后排出，鍋爐中的水在水管中由產生的熱煙氣加熱，經過燃燒裝置、分離裝置、2個過熱器及省煤器后，最終送入鍋筒中。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選方案，并非作為對本發(fā)明的進一步限定，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的各種等效變化均在本發(fā)明的保護范圍之內。