本發(fā)明涉及大型循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，特別是大型循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)。

背景技術(shù)：
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循環(huán)流化床鍋爐具有廣泛的燃料適應(yīng)性、良好的負(fù)荷調(diào)節(jié)性能以及灰渣易于綜合利用等優(yōu)點(diǎn)成為很有發(fā)展前景的一種鍋爐形式。而且，自從20世紀(jì)80年代以來，大型循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)在大型化過程中進(jìn)展順利，目前國內(nèi)外已投運(yùn)十多臺超臨界蒸汽參數(shù)的循環(huán)流化床電站鍋爐，其最高蒸汽溫度已達(dá)591℃。循環(huán)流化床鍋爐具有低溫燃燒的特點(diǎn)，其爐內(nèi)脫硫、脫硝都較為簡便。但隨著超超臨界循環(huán)流化床鍋爐蒸汽參數(shù)(溫度和壓力)的不斷提高，未來的超超臨界循環(huán)流化床鍋爐的過熱蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度可能會高達(dá)700℃。另一方面，為簡化鍋爐系統(tǒng)，降低造價，未來的超超臨界循環(huán)流化床鍋爐可能不設(shè)置外置式循環(huán)灰換熱器。由此產(chǎn)生了兩個急需解決的問題：其一如何在低負(fù)荷時保持過熱汽溫及再熱汽溫。由于循環(huán)流化床鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行時，爐膛出口的煙氣溫度通常低于700℃，因此布置在爐膛出口后面的過熱器及再熱器無法將過熱汽溫和再熱汽溫加熱到700℃。其二是在無外置床的循環(huán)流化床鍋爐中，爐膛床溫會隨鍋爐負(fù)荷變化而變化，從而偏離最佳的低污染燃燒溫度范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的就是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提出一種能夠?qū)﹀仩t內(nèi)循環(huán)灰走向進(jìn)行調(diào)節(jié)的循環(huán)流化床鍋爐。

一種帶內(nèi)循環(huán)灰換熱器的循環(huán)流化床鍋爐，包括爐膛8、回料通道9、旋風(fēng)分離器10，至少一個內(nèi)循環(huán)灰換熱器1，其中爐膛8下部布風(fēng)板面積占爐膛8上部橫截面積的40～60％，爐膛8密相區(qū)上部有折彎段，折彎段與水平方向的夾角為45～70°，折彎段的存在，可以使更多的內(nèi)循環(huán)灰進(jìn)入內(nèi)循環(huán)灰換熱器1。鍋爐正常運(yùn)行時，由煙氣攜帶進(jìn)入旋風(fēng)分離器10的絕大部分飛灰，在旋風(fēng)分離器10內(nèi)被分離下來，形成外循環(huán)灰。外循環(huán)灰流經(jīng)外循環(huán)灰回路，由爐膛8底部的外循環(huán)灰回料口8-2返回爐膛。爐內(nèi)煙氣向上流動過程中，所攜帶的部分物料，會在重力作用下，沿爐膛8壁面下行，形成內(nèi)循環(huán)灰。

內(nèi)循環(huán)灰換熱器1采用模塊化結(jié)構(gòu)布置在爐膛8的密相區(qū)兩側(cè)，內(nèi)循環(huán)灰換熱器1使用水冷壁管彎制而成、內(nèi)襯耐火澆注料，內(nèi)循環(huán)灰換熱器1中的內(nèi)循環(huán)灰通過內(nèi)循環(huán)熱灰出口1-1或內(nèi)循環(huán)冷灰出口1-2進(jìn)入回料通道9，再經(jīng)過內(nèi)循環(huán)灰回料口8-1回到爐膛8的密相區(qū)，內(nèi)循環(huán)灰換熱器1內(nèi)部可布置過熱器、再熱器、蒸發(fā)受熱面或省煤器受熱面。

所述的一種帶內(nèi)循環(huán)灰換熱器的循環(huán)流化床鍋爐，其所述內(nèi)循環(huán)灰換熱器1內(nèi)部被內(nèi)循環(huán)灰隔板5和換熱室隔板6分為：內(nèi)循環(huán)灰回料室2、內(nèi)循環(huán)灰引入室3和換熱室4，內(nèi)循環(huán)灰通過內(nèi)循環(huán)灰入口1-3進(jìn)入內(nèi)循環(huán)灰引入室3，內(nèi)循環(huán)灰引入室3底部和內(nèi)循環(huán)灰回料室2相通，內(nèi)循環(huán)灰引入室3通過換熱室進(jìn)灰口6-1和換熱室4相通，換熱室4內(nèi)布置熱交換器7，熱交換器7可以作為過熱器、再熱器、蒸發(fā)受熱面或省煤器受熱面，內(nèi)循環(huán)灰換熱器1可以單側(cè)布置熱交換器7、另一側(cè)用于使內(nèi)循環(huán)灰在不需要加熱熱交換器7時，返回爐膛8的密相區(qū)，也可以雙側(cè)布置熱交換器7，在內(nèi)循環(huán)灰在不需要加熱熱交換器7時，使內(nèi)循環(huán)灰從內(nèi)循環(huán)灰換熱器1的中間返回爐膛8的密相區(qū)。

所述的一種帶內(nèi)循環(huán)灰換熱器的循環(huán)流化床鍋爐，其所述布風(fēng)板面積較大的換熱室4使用在其底部的等壓風(fēng)室11單獨(dú)供風(fēng)。內(nèi)循環(huán)灰換熱器1內(nèi)部被分為三個室時，內(nèi)循環(huán)灰回料室2和內(nèi)循環(huán)灰引入室3使用在其底部的等壓風(fēng)室11單獨(dú)供風(fēng)，流化風(fēng)可使用空氣或凈化后的煙氣；內(nèi)循環(huán)灰換熱器1內(nèi)部被分為四個室時，為了保證正常流化，內(nèi)循環(huán)灰回料室2和內(nèi)循環(huán)灰引入室3使用底部的高壓風(fēng)母管12進(jìn)行單風(fēng)帽供風(fēng)，即每個風(fēng)帽單獨(dú)對應(yīng)一根帶有一個浮子流量計的高壓風(fēng)子管14，高壓風(fēng)子管14上設(shè)置有壓縮空氣接口管13。正常運(yùn)行時，浮子流量計中的浮子位于浮子流量計滿量程的1/2～2/3之間，一旦發(fā)現(xiàn)浮子高度低于這個區(qū)間，就說明該風(fēng)帽有堵塞現(xiàn)象，可以立即關(guān)閉高壓風(fēng)子管14上的閥門，打開壓縮空氣接口管13的閥門，用壓縮空氣將風(fēng)帽吹通，然后關(guān)閉壓縮空氣接口管13，再打開高壓風(fēng)子管14，使該風(fēng)帽重新投入使用。

本發(fā)明采用在內(nèi)循環(huán)灰換熱器1中靈活布置受熱面以及控制內(nèi)循環(huán)灰換熱器1中各個室流化狀態(tài)的方式，可有效地組織爐內(nèi)高溫內(nèi)循環(huán)灰的定向流動。一方面在低負(fù)荷時，通過將爐內(nèi)密相區(qū)附近高達(dá)800℃的高溫內(nèi)循環(huán)灰引入布置在內(nèi)循環(huán)灰換熱器1中的換熱室4內(nèi)的過熱器或再熱器，使過熱器或再熱器具有較大的傳熱溫差，從而確保在低負(fù)荷時，使超超臨界循環(huán)流化床鍋爐的過熱蒸汽和再熱蒸汽可以被加熱到700℃以上，具體汽溫視鍋爐蒸汽參數(shù)設(shè)計。另一方面，鍋爐負(fù)荷變化時，通過減少或增加內(nèi)循環(huán)灰換熱器1中被內(nèi)循環(huán)灰加熱的受熱面數(shù)量，即可改變密相區(qū)的吸熱量，從而達(dá)到在不同負(fù)荷下維持爐膛密相區(qū)溫度基本恒定的目的，使其處于最佳的低污染燃燒溫度范圍。

本發(fā)明所涉及的一種帶內(nèi)循環(huán)灰換熱器的循環(huán)流化床鍋爐解決了如何在循環(huán)流化床鍋爐低負(fù)荷時保證過熱器和再熱器出口汽溫達(dá)到設(shè)計值，以及無外置式換熱器循環(huán)流化床鍋爐如何在不同負(fù)荷時保證爐內(nèi)密相區(qū)溫度處于最佳的低污染燃燒溫度范圍等問題。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明帶內(nèi)循環(huán)灰換熱器的循環(huán)流化床鍋爐的剖視圖；

圖2為圖1的A-A剖面示意圖；

圖3為實(shí)施例1的內(nèi)循環(huán)灰換熱器的剖視圖；

圖4為圖3的B-B剖面示意圖；

圖5為圖3的C-C剖面示意圖；

圖6為實(shí)施例2的內(nèi)循環(huán)灰換熱器的剖視圖；

圖7為圖6的D-D剖面示意圖；

圖8為圖6的E-E剖面示意圖；

上述圖中：1為內(nèi)循環(huán)灰換熱器、1-1為內(nèi)循環(huán)熱灰出口、1-2為內(nèi)循環(huán)冷灰出口、1-3為內(nèi)循環(huán)灰引入口、2為內(nèi)循環(huán)灰回料室、3為內(nèi)循環(huán)灰引入室、4為換熱室、5為內(nèi)循環(huán)灰隔板、6為換熱室隔板、6-1為換熱室進(jìn)灰口、7為熱交換器、8為爐膛、8-1為內(nèi)循環(huán)灰回料口、8-2為外循環(huán)灰回料口、9為回料通道、10為旋風(fēng)分離器、11為等壓風(fēng)室、12為高壓風(fēng)母管、13為壓縮空氣接口管、14為高壓風(fēng)子管。

具體實(shí)施方式：

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。

本發(fā)明所述的帶內(nèi)循環(huán)換熱器的循環(huán)流化床鍋爐，包括爐膛8、回料通道9、旋風(fēng)分離器10，其包括至少一個內(nèi)循環(huán)灰換熱器1。爐膛8密相區(qū)中的內(nèi)循環(huán)灰通過內(nèi)循環(huán)灰入口1-3進(jìn)入內(nèi)循環(huán)灰換熱器1，內(nèi)循環(huán)灰換熱器1采用模塊化結(jié)構(gòu)布置在鍋爐底部，內(nèi)循環(huán)灰換熱器1中的換熱室4可以布置過熱器、再熱器、省煤器或蒸發(fā)受熱面，內(nèi)循環(huán)灰換熱器1內(nèi)部通過控制各個室是否處于流化狀態(tài)，來引導(dǎo)內(nèi)循環(huán)灰的走向，以達(dá)到低負(fù)荷保證過熱汽溫和再熱汽溫以及靈活調(diào)節(jié)床溫的目的。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：

實(shí)施例1

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，內(nèi)循環(huán)灰換熱器1內(nèi)部被內(nèi)循環(huán)灰隔板5和換熱室隔板6分為四個室——內(nèi)循環(huán)灰回料室2、內(nèi)循環(huán)灰引入室3、換熱室4，換熱室4對稱布置在內(nèi)循環(huán)灰回料室2和內(nèi)循環(huán)灰引入室3兩邊，每個室單獨(dú)供風(fēng)，可采用空氣或凈化后的煙氣對每個室進(jìn)行流化。若要保證循環(huán)流化床鍋爐低負(fù)荷過熱汽溫及再熱汽溫時，鍋爐設(shè)計時可在換熱室4內(nèi)布置過熱器或再熱器作為熱交換器7。

在鍋爐運(yùn)行低負(fù)荷時，需要使用內(nèi)循環(huán)灰對熱交換器7進(jìn)行加熱，才可保證過熱蒸汽及再熱蒸汽溫度達(dá)到700℃。此時，使內(nèi)循環(huán)灰引入室3和換熱室4流化，內(nèi)循環(huán)灰回料室2不流化。對于來自爐膛8密相區(qū)的內(nèi)循環(huán)灰，由于內(nèi)循環(huán)灰回料室2不流化，內(nèi)循環(huán)灰只能從內(nèi)循環(huán)灰引入室3底流經(jīng)過換熱室進(jìn)灰口6-1進(jìn)入換熱室4，加熱熱交換器7，再溢流通過內(nèi)循環(huán)冷灰出口1-2進(jìn)入回料通道9，通過內(nèi)循環(huán)灰回料口8-1回到爐膛8的密相區(qū)；由于內(nèi)循環(huán)灰來自爐膛8密相區(qū)熱灰(800℃以上)，所以，在流經(jīng)換熱室4內(nèi)的熱交換器7后，可以保證將過熱汽溫或再熱汽溫升高到700℃。

而在鍋爐高負(fù)荷運(yùn)行時，無需使用內(nèi)循環(huán)灰對熱交換器7進(jìn)行加熱，即可保證過熱蒸汽及再熱蒸汽溫度達(dá)到設(shè)計值。此時，流化內(nèi)循環(huán)灰回料室2和內(nèi)循環(huán)灰引入室3，而換熱室4不流化。對于來自爐膛8密相區(qū)的內(nèi)循環(huán)灰，從內(nèi)循環(huán)灰入口1-3進(jìn)入內(nèi)循環(huán)灰引入室3，再通過底部開口，底流進(jìn)入內(nèi)循環(huán)灰回料室2，最后溢流通過內(nèi)循環(huán)熱灰出口1-1進(jìn)入回料通道9，通過內(nèi)循環(huán)灰回料口8-1回到爐膛8密相區(qū)。

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，若要在不同負(fù)荷下，保證床溫處于最佳的低污染燃燒溫度范圍，可在內(nèi)循環(huán)灰換熱器1中的換熱室4布置蒸發(fā)受熱面、省煤器受熱面或中溫過熱器受熱面。在鍋爐床溫需要提高時，控制內(nèi)循環(huán)灰不流過換熱室4中的受熱面，減少鍋爐汽水系統(tǒng)吸熱，提高返回爐膛8密相區(qū)的內(nèi)循環(huán)灰溫度，從而有助于提升爐膛8密相區(qū)溫度。此時，流化內(nèi)循環(huán)灰回料室2和內(nèi)循環(huán)灰引入室3，而換熱室4不流化。內(nèi)循環(huán)灰將不通過換熱室4中的熱交換器7，直接回到爐膛8的密相區(qū)。而在鍋爐床溫需要降低時，使內(nèi)循環(huán)灰流過換熱室4中的熱交換器7，增加汽水系統(tǒng)吸熱量以降低返回爐膛8密相區(qū)的內(nèi)循環(huán)灰溫度，使床溫降低。此時，流化內(nèi)循環(huán)灰引入室3和換熱室4，而內(nèi)循環(huán)灰回料室2不流化。內(nèi)循環(huán)灰將流過換熱室4并加熱其中的熱交換器7再回到爐膛8的密相區(qū)。

另外為了保證正常流化，除了兩側(cè)布風(fēng)板面積較大的換熱室4使用在其底部的等壓風(fēng)室11單獨(dú)供風(fēng)外，內(nèi)循環(huán)灰回料室2和內(nèi)循環(huán)灰引入室3使用底部的高壓風(fēng)母管12單風(fēng)帽供風(fēng)，即每個風(fēng)帽單獨(dú)對應(yīng)一根帶有一個浮子流量計的高壓風(fēng)子管14，高壓風(fēng)子管14上設(shè)置有壓縮空氣接口管13。正常運(yùn)行時，浮子流量計中的浮子位于浮子流量計滿量程的1/2～2/3之間，一旦發(fā)現(xiàn)浮子高度低于這個區(qū)間，就說明該風(fēng)帽有堵塞現(xiàn)象，可以立即關(guān)閉高壓風(fēng)子管14上的閥門，打開壓縮空氣接口管13的閥門，用壓縮空氣將風(fēng)帽吹通，然后關(guān)閉壓縮空氣接口管13，再打開高壓風(fēng)子管14，使該風(fēng)帽重新投入使用。

通過在大型循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)模塊化布置內(nèi)循環(huán)灰換熱器1，可以使大型循環(huán)流化床鍋爐同時具備低負(fù)荷保證過熱汽溫和再熱汽溫以及靈活調(diào)節(jié)床溫等目的。

實(shí)施例2

如圖1、圖2、圖6、圖7、圖8所示，本實(shí)施例結(jié)構(gòu)上與實(shí)施例1不同之處在于內(nèi)循環(huán)灰換熱器1內(nèi)部被內(nèi)循環(huán)灰隔板5和換熱室隔板6分為三個室——內(nèi)循環(huán)灰回料室2、內(nèi)循環(huán)灰引入室3、換熱室4，每個室單獨(dú)供風(fēng)，流化風(fēng)可使用空氣或凈化后的煙氣。通過控制內(nèi)循環(huán)灰回料室2、內(nèi)循環(huán)灰引入室3和換熱室4的流化狀態(tài)，內(nèi)循環(huán)灰可以流經(jīng)內(nèi)循環(huán)灰換熱器1一側(cè)的換熱室4加熱熱交換器7后返回爐膛8密相區(qū)，也可以從另一側(cè)的內(nèi)循環(huán)灰回料室2直接返回爐膛8的密相區(qū)。其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。