本發(fā)明涉及一種循環(huán)流化床鍋爐，具體涉及采用爐內(nèi)脫硫和低氮燃燒技術(shù)的低排放型循環(huán)流化床鍋爐。
背景技術(shù)：
：循環(huán)流化床燃燒技術(shù)因其具有的高效、環(huán)保性能得到快速發(fā)展，隨著環(huán)境保護(hù)的日趨嚴(yán)格和完善，以及新的鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，加速了低排放型循環(huán)流化床鍋爐的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用?，F(xiàn)有的循環(huán)流化床鍋爐降低原始排放是在鍋爐外部布置環(huán)保裝置，解決鍋爐出口原始環(huán)保排放不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，而采用爐外布置環(huán)保裝置中的脫硫、脫硝設(shè)備處理的方式存在脫除效率低、投資成本高、運(yùn)行成本高及占地面積大的問(wèn)題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明為解決現(xiàn)有的循環(huán)流化床鍋爐的爐外環(huán)保裝置中脫硫、脫硝設(shè)備存在脫除效率低、運(yùn)行成本高及占地面積大的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種低排放型循環(huán)流化床鍋爐。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：低排放型循環(huán)流化床鍋爐包括分離器、返料器、爐膛、給煤裝置、一次風(fēng)室、二次風(fēng)箱、高溫省煤器和低溫省煤器；分離器通過(guò)返料器與爐膛連接，爐膛的下部安裝有給煤裝置和二次風(fēng)箱，爐膛的底部布置有一次風(fēng)室；爐膛的出口與分離器的入口連接，分離器的出口連接尾部煙道，尾部煙道內(nèi)由上至下依次布置有高溫省煤器和低溫省煤器；返料器上設(shè)有石灰石接口，一次風(fēng)室的寬度與爐膛的寬度比值為：0.4-0.5；二次風(fēng)箱的二次風(fēng)出口中心距離爐膛的底部的距離為3m-4m；爐膛、高溫省煤器和低溫省煤器上布置有水流程管路系統(tǒng)；水流程管路系統(tǒng)包括鍋筒、下降管、水冷屏下集箱、水冷屏、水冷屏上集箱、頂部連接管、水冷匯集集箱、水冷壁、導(dǎo)水管、低溫省煤器下集箱、低溫省煤器、低溫省煤器上集箱、高溫省煤器下集箱、高溫省煤器和高溫省煤器上集箱；鍋筒位于下降管上部并與下降管上部連通，下降管中部與前水冷屏下集箱連通，水冷屏下集箱側(cè)面與水冷屏連通，水冷屏與水冷屏上集箱下部連通，水冷屏上集箱上部通過(guò)頂部連接管與水冷匯集集箱連通；下降管的下部與水冷壁連通，水冷壁通過(guò)頂部連接管與水冷匯集集箱連通，水冷匯集集箱通過(guò)導(dǎo)水管與低溫省煤器連通，低溫省煤器與高溫省煤器連通。進(jìn)一步地，爐膛的寬度與爐膛的長(zhǎng)度的比值為0.5。進(jìn)一步地，爐膛出口的煙氣速度為16m/s，分離器入口的煙氣速度為28m/s。進(jìn)一步地，水冷壁包括前水冷壁、后水冷壁、前水冷壁下集箱、后水冷壁下集箱和前后水冷壁上集箱；下降管的下部與前水冷壁下集箱和后水冷壁下集箱連通，前水冷壁下集箱與前水冷壁下部連通，前水冷壁上部與前后水冷壁上集箱連通，后水冷壁下集箱與后水冷壁下部連通，后水冷壁上部與前后水冷壁上集箱連通，前后水冷壁上集箱通過(guò)頂部連接管與水冷匯集集箱連通。進(jìn)一步地，水冷壁還包括側(cè)水冷壁下集箱、側(cè)水冷壁和側(cè)水冷壁上集箱；下降管的下部與側(cè)水冷壁下集箱連通，側(cè)水冷壁下集箱與側(cè)水冷壁下部連通，側(cè)水冷壁上部與側(cè)水冷壁上集箱連通，側(cè)水冷壁上集箱通過(guò)頂部連接管與水冷匯集集箱連通。進(jìn)一步地，高溫省煤器上集箱通過(guò)再循環(huán)管與水冷匯集集箱連通，再循環(huán)管上安裝有閥門(mén)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：本發(fā)明采用爐內(nèi)脫硫和低氮燃燒技術(shù)，應(yīng)用到循環(huán)流化床鍋爐上，顯著提高了鍋爐環(huán)保性能。通過(guò)爐內(nèi)投石灰石脫硫技術(shù)使so2排放低于35mg/nm3，采用爐內(nèi)低氮燃燒技術(shù)使nox排放低于50mg/nm3，實(shí)現(xiàn)了由“爐外治理”到“爐內(nèi)減排”的轉(zhuǎn)變，從源頭降低排放，進(jìn)而使鍋爐初始排放達(dá)到超低排放指標(biāo)。1、一、二次風(fēng)比控制在5：5或4：6的比例，既l1/l2＝0.4-0.5，通過(guò)進(jìn)一步降低一次風(fēng)比例，一次風(fēng)壓降低后，避免過(guò)渡區(qū)大顆粒床料揚(yáng)析磨損爐膛水冷壁，同時(shí)節(jié)約電耗；一次風(fēng)量降低后，過(guò)量空氣系數(shù)減小，抑制nox的生成。2、二次風(fēng)箱中二次風(fēng)口中心位置上移，距料床h＝3～4m，二次風(fēng)的穿透深度增加、剛度增強(qiáng)，二次風(fēng)出口風(fēng)速可達(dá)70m/s；二次風(fēng)從濃相區(qū)進(jìn)行了上移后，在濃稀相區(qū)之間，具有更好的穿透性，可消除貧氧區(qū)，減少nox的生成。3、燃燒溫度進(jìn)行控制，料床溫度在850～880℃范圍內(nèi)，爐膛內(nèi)布置更多的水冷屏、水冷壁受熱面。采用可對(duì)燃燒溫度調(diào)控的水流程系統(tǒng)，適合脫硫溫度并能控制氮氧化物生成，爐膛出口溫度控制在850～880℃左右，降低nox生成。4、石灰石通過(guò)返料器上石灰石接口給入，返料與石灰石經(jīng)初混后被送入爐膛，從而調(diào)整爐膛內(nèi)分布濃度，達(dá)到分布均勻、快速反應(yīng)，提高脫出so2效率。5、優(yōu)化給煤粒度，煤的粒度變細(xì)，提高床的質(zhì)量，降低了床壓，節(jié)電效果顯著；燃煤控制粒徑在0～8mm，兼顧燃燒特性及成灰磨耗特性，使燃燒更充分并提高so2脫出效率、避免對(duì)爐膛的磨損。粒度分布如下表：粒度范圍(mm)＜0.50.5～33～66～8質(zhì)量份額(％)205020106、石灰石粒度0～500um，d50＝150um(或中位粒經(jīng)200um)，石灰石的入爐成分要求caco3；≥91％以上。石灰石粒度更細(xì)后，接觸面積更大，反應(yīng)更好更充分，so2脫出效率更高。7、分離器進(jìn)行了改進(jìn)，爐膛出口的煙氣速度為16m/s、分離器入口的煙氣速度為28m/s，分離器效率可達(dá)到99.6％以上，分離效率好提高了循環(huán)倍率，提供充足的循環(huán)物料與石灰石反應(yīng)時(shí)間，高效率分離器使得石灰石利用率增高，提高so2脫出效率。本發(fā)明具有脫除效率高，投資成本低，運(yùn)行成本少和占地面積小的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，so2脫出效率提高了95％以上，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。8、本發(fā)明是在鍋筒、水冷匯集集箱和高溫省煤器上集箱上裝有安全閥，當(dāng)鍋爐超壓時(shí)，安全閥開(kāi)啟，系統(tǒng)排汽泄壓，起到安全保護(hù)作用。9、本發(fā)明的前、側(cè)、后水冷壁內(nèi)的水由于比重差而形成自然循環(huán)，大容量的鍋筒、下降管和外段不受熱頂部連接管在停電后都能為各水冷壁提供冷水；水冷匯集集箱到低溫省煤器下集箱的導(dǎo)水管可以為低、高溫省煤器提供冷水，同樣起到停電保護(hù)作用。10、本發(fā)明設(shè)計(jì)時(shí)在高溫省煤器上集箱及水冷匯集集箱之間設(shè)有再循環(huán)管，當(dāng)停電發(fā)生后，只需將再循環(huán)管上閥門(mén)(截止閥)打開(kāi)，形成循環(huán)并排掉蒸汽，就可以防止鍋爐壓力升高。隨著鍋爐蓄熱量的逐漸減少，鍋爐壓力會(huì)平穩(wěn)的降下來(lái)。設(shè)有再循環(huán)管，起到停電保護(hù)的輔助作用。11、本發(fā)明設(shè)計(jì)了六個(gè)水流程(分別是鍋筒與水冷屏、鍋筒與前水冷壁、鍋筒與后水冷壁、鍋筒與側(cè)水冷壁、鍋筒與省煤器和省煤器與水冷匯集集箱)，實(shí)則為兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的水流程匯成的一個(gè)水流程系統(tǒng)，具體由前部水冷壁側(cè)和后部省煤器側(cè)組成，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)水強(qiáng)制流動(dòng)停電后水自然流動(dòng)，此設(shè)計(jì)具有水流程系統(tǒng)簡(jiǎn)化、水阻力小的特性。12、本發(fā)明水流程管路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了低排放型循環(huán)流化床鍋爐的水流程系統(tǒng)對(duì)燃燒溫度進(jìn)行調(diào)控，料床溫度、爐膛出口溫度控制在適合爐內(nèi)脫硫并降低氮氧化物生成的范圍內(nèi)。此水流程管路系統(tǒng)具有水流程簡(jiǎn)化、水阻力小、實(shí)現(xiàn)停電保護(hù)功能，達(dá)到鍋爐原始超低排放和安全穩(wěn)定運(yùn)行。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是沿圖1中c-c線和d-d線的剖視圖；圖3是本發(fā)明水流程布置結(jié)構(gòu)示意圖，其中箭頭表示水的流向。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步地說(shuō)明。參見(jiàn)圖1-圖3說(shuō)明，采用爐內(nèi)脫硫和低氮燃燒技術(shù)的低排放型循環(huán)流化床鍋爐包括分離器31、返料器33、爐膛36、給煤裝置37、一次風(fēng)室38、二次風(fēng)箱39、高溫省煤器22和低溫省煤器18；分離器31通過(guò)返料器33與爐膛36連接，爐膛36的下部安裝有給煤裝置37和二次風(fēng)箱39，爐膛36的底部布置有一次風(fēng)室38；爐膛36的出口與分離器31的入口連接，分離器31的出口連接尾部煙道，尾部煙道內(nèi)由上至下依次布置有高溫省煤器22和低溫省煤器18；返料器33上設(shè)有石灰石接口32，一次風(fēng)室38的寬度l1與爐膛36的寬度l2比值為0.4-0.5；二次風(fēng)箱39的二次風(fēng)出口中心至爐膛36的底部的垂直距離h為3m-4m；爐膛36、高溫省煤器22和低溫省煤器18上布置有水流程管路系統(tǒng)；水流程管路系統(tǒng)包括鍋筒1、下降管2、水冷屏下集箱3、水冷屏4、水冷屏上集箱5、頂部連接管6、水冷匯集集箱7、水冷壁、導(dǎo)水管16、低溫省煤器下集箱17、低溫省煤器18、低溫省煤器上集箱19、省煤器連接管20、高溫省煤器下集箱21、高溫省煤器22和高溫省煤器上集箱23；鍋筒1位于下降管2上部并與下降管2上部連通，下降管2中部與前水冷屏下集箱3連通，水冷屏下集箱3側(cè)面與水冷屏4連通，水冷屏4與水冷屏上集箱5下部連通，水冷屏上集箱5上部通過(guò)頂部連接管6與水冷匯集集箱7連通；下降管2的下部與水冷壁連通，水冷壁通過(guò)頂部連接管6與水冷匯集集箱7連通，水冷匯集集箱7通過(guò)導(dǎo)水管16與低溫省煤器18連通，低溫省煤器18與高溫省煤器22連通。鍋爐水流程管路系統(tǒng)中受熱面內(nèi)的水均為上升流程，水的下降流程采用布置在爐膛外不受熱下降管、導(dǎo)水管結(jié)構(gòu)。鍋爐爐頂布置大直徑的鍋筒31和水冷匯集集箱7，使鍋爐有較大的水容量。當(dāng)鍋爐在突然停電時(shí)，爐水不會(huì)汽化，具有優(yōu)越的停電保護(hù)功能。作為一個(gè)可實(shí)施方式，爐膛6的寬度l2與爐膛6的長(zhǎng)度l3的比值為0.5。爐膛出口35的煙氣速度為16m/s，分離器入口34的煙氣速度為28m/s。分離器31優(yōu)選旋風(fēng)分離器。爐內(nèi)投石灰石脫硫技術(shù)：爐內(nèi)脫硫用石灰石從石灰石接口32進(jìn)入返料器33與經(jīng)過(guò)分離器31分離的循環(huán)物料混合，石灰石接口32與返料器33聯(lián)通，分離器31與返料器33連通，循環(huán)物料與石灰石在返料器33內(nèi)混合后進(jìn)入爐膛36，返料器33與爐膛36連通，循環(huán)物料與石灰石流經(jīng)爐膛36后通過(guò)爐膛出口35和分離器入口34進(jìn)入分離器31后進(jìn)行分離，經(jīng)分離器31分離后進(jìn)入返料器33，爐膛出口35與分離器入口34連通，分離器入口34與分離器31連通。爐內(nèi)低氮燃燒：經(jīng)給煤裝置37進(jìn)入爐膛36的煤由經(jīng)返料器33進(jìn)入爐膛36的混合循環(huán)物料引燃，給煤裝置37與爐膛36連通；一次風(fēng)經(jīng)一次風(fēng)室38進(jìn)入爐膛36對(duì)煤進(jìn)行流化燃燒，一次風(fēng)室38與爐膛36連通，二次風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)箱39流經(jīng)二次風(fēng)出口30后進(jìn)入爐膛36，二次風(fēng)箱39與二次風(fēng)出口30連通，二次風(fēng)出口30與爐膛36連通。通過(guò)爐內(nèi)脫硫和低氮燃燒技術(shù)達(dá)到鍋爐原始超低排放。床溫控制是控制污染物超低排放的前提，入爐煤粒度、分離器效率及回料閥的結(jié)構(gòu)是床溫控制的保證，最終使循環(huán)流化床鍋爐so2、nox原始排放達(dá)到超低排放的標(biāo)準(zhǔn)要求。水循環(huán)方式，采用了強(qiáng)制水循環(huán)，使受熱面管中有較高的水流速，所以鍋爐運(yùn)行時(shí)，在規(guī)定的循環(huán)水流量下，爐水不會(huì)汽化。該爐布置的管中水流速，當(dāng)鍋爐水流量在額定循環(huán)水量60％以上變化時(shí)，水冷壁不會(huì)發(fā)生過(guò)冷沸騰。水流程布置簡(jiǎn)單、水系統(tǒng)阻力小，使鍋爐操作、調(diào)節(jié)更簡(jiǎn)易。布置受熱面中的水流都是從下到上流向，管內(nèi)水不會(huì)發(fā)生氣塞。該爐布置了大直徑的鍋筒31、水冷匯集集箱7，使鍋爐水容量增大。當(dāng)突然停電時(shí)，汽化需要的熱量大于爐內(nèi)的蓄熱量，保護(hù)鍋爐安全。所以在突然停電后，鍋爐的水系統(tǒng)完全保證鍋爐的安全可靠。鍋爐最低循環(huán)水流量為額定循環(huán)水流量的70％，60％循環(huán)水流量受熱面管內(nèi)水速已滿足其中水不發(fā)生過(guò)冷沸騰的要求。鍋爐水阻力較小，水系統(tǒng)節(jié)電明顯。參見(jiàn)圖3說(shuō)明，其中一個(gè)實(shí)施例中，水冷壁包括前水冷壁9、后水冷壁15、前水冷壁下集箱8、后水冷壁下集箱14和前后水冷壁上集箱10；下降管2的下部與前水冷壁下集箱8和后水冷壁下集箱14連通，前水冷壁下集箱8與前水冷壁9下部連通，前水冷壁9上部與前后水冷壁上集箱10連通，后水冷壁下集箱14與后水冷壁15下部連通，后水冷壁15上部與前后水冷壁上集箱10連通，前后水冷壁上集箱10通過(guò)頂部連接管6與水冷匯集集箱7連通。另一個(gè)實(shí)施例中，水冷壁還包括側(cè)水冷壁下集箱11、側(cè)水冷壁12和側(cè)水冷壁上集箱13；下降管2的下部與側(cè)水冷壁下集箱11連通，側(cè)水冷壁下集箱11與側(cè)水冷壁12下部連通，側(cè)水冷壁12上部與側(cè)水冷壁上集箱13連通，側(cè)水冷壁上集箱13通過(guò)頂部連接管6與水冷匯集集箱7連通。作為一個(gè)可實(shí)施方式，導(dǎo)水管16通過(guò)低溫省煤器下集箱17與低溫省煤器18連通，低溫省煤器18通過(guò)低溫省煤器上集箱19與高溫省煤器下集箱21連通，高溫省煤器下集箱21通過(guò)高溫省煤器22與高溫省煤器上集箱23連通，低溫省煤器上集箱19通過(guò)省煤器連接管20與高溫省煤器下集箱21連通。上述水循環(huán)結(jié)構(gòu)中，熱水鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，爐內(nèi)的水不允許發(fā)生汽化。如果汽化會(huì)發(fā)生水擊，水擊使鍋爐設(shè)備發(fā)出響聲、振動(dòng)，直至損壞設(shè)備。因此熱水鍋爐受熱面的布置應(yīng)采用避免發(fā)生過(guò)冷沸騰和爐水汽化的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明鍋爐采用了強(qiáng)制水循環(huán)，鍋爐回水進(jìn)至鍋筒1，由下降管2一路進(jìn)入水冷壁下集箱、水冷壁、水冷壁上集箱，一路引入水冷屏下集箱3、水冷屏4和水冷屏上集箱5，兩路同時(shí)由頂部連接管6進(jìn)入水冷匯集集箱7，然后由導(dǎo)水管16進(jìn)入低溫省煤器下集箱17，經(jīng)低溫省煤器18、高溫省煤器22，最后從高溫省煤器上集箱23將合格的熱水送出，高溫省煤器上集箱23與水冷匯集集箱7之間還設(shè)有再循環(huán)管24。鍋爐最高出口水溫130℃，各管組出口水溫有25℃以上的欠熱，避免發(fā)生飽和沸騰。為了保證停電時(shí)對(duì)鍋爐起到保護(hù)作用，在循環(huán)管24上還安裝有閥門(mén)25，當(dāng)停電時(shí)打開(kāi)閥門(mén)25，閥門(mén)25為截止閥門(mén)，再循環(huán)管24與水冷匯集集箱7聯(lián)通，形成循環(huán)，起到停電保護(hù)作用。在一個(gè)實(shí)施例中，作為一個(gè)可實(shí)施方式，高溫省煤器22和低溫省煤器18的數(shù)量分別為兩個(gè)，兩個(gè)高溫省煤器22和兩個(gè)低溫省煤器18各自串聯(lián)設(shè)置，如此設(shè)置，滿足了實(shí)際需求。本發(fā)明的停電保護(hù)措施是這樣的，爐膛水冷壁內(nèi)的水由于比重差而形成自然循環(huán)，大容量的鍋筒1、下降管2和外段不受熱上升管在停電后都能為水冷壁提供冷水；水冷匯集集箱7到省煤器的導(dǎo)水管16可以為省煤器提供冷水。當(dāng)鍋爐內(nèi)的水幾乎全部加熱到飽和溫度后，水才可能汽化。設(shè)計(jì)時(shí)回水管路和省煤器上集箱上裝有可靠的排汽裝置，在高溫省煤器上集箱23及水冷匯集集箱7之間設(shè)有再循環(huán)管24，同時(shí)起到停電保護(hù)的輔助作用。這時(shí)只需將水冷匯集集箱7和省煤器上集箱上的排氣閥打開(kāi)，排掉蒸汽，就可以防止鍋爐壓力升高。隨著爐膛內(nèi)放熱量的逐漸減少，鍋爐壓力會(huì)平穩(wěn)的降下來(lái)。在高溫省煤器上集箱及水冷匯集集箱7之間設(shè)有再循環(huán)管24也起到停電保護(hù)的輔助作用。如果鍋爐壓力沒(méi)有升高，可以暫時(shí)不放汽?；謴?fù)供電后，啟動(dòng)循環(huán)水泵前要先開(kāi)補(bǔ)給水泵同時(shí)打開(kāi)放氣閥把余汽放盡。如果壓力、溫度繼續(xù)升高，應(yīng)打開(kāi)各爐門(mén)并將床層放渣，減少爐內(nèi)蓄熱量，使鍋水不汽化?；騿?dòng)設(shè)置的備用電源運(yùn)行。本發(fā)明已以較佳實(shí)施案例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施案例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案范圍。當(dāng)前第1頁(yè)12