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CN110220182A - 一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉 - Google Patents

一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉 Download PDF

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Abstract

一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉，它涉及一种高温超高压再热蒸汽锅炉，具体涉及一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉。本发明为了解决现有生物质循环流化床锅炉直接燃烧黄色秸秆生物质困难，连续运行时间较短，锅炉机组效率低、污染排放多、给料不畅、可靠性差，导致锅炉故障率较高、生物质成型较难的问题。本发明的生物质直燃系统安装在炉膛的下部，炉膛的上部与分离返料系统的上部连接，炉膛的下部与分离返料系统的下部连接，第一尾部烟道的进烟口与分离返料系统的上部连接，第一尾部烟道的下部通过连接烟道与第二尾部烟道的下部连接。本发明属于发电及热电联产领域。

Description

一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉
技术领域
本发明涉及一种高温超高压再热蒸汽锅炉，具体涉及一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉，属于发电及热电联产领域。
背景技术
现有生物质循环流化床锅炉直接燃烧黄色秸秆生物质困难，连续运行时间较短，锅炉机组效率低、污染排放多、给料不畅、可靠性差，导致锅炉故障率较高。
发明内容
本发明为解决现有生物质循环流化床锅炉直接燃烧黄色秸秆生物质困难，连续运行时间较短，锅炉机组效率低、污染排放多、给料不畅、可靠性差，导致锅炉故障率较高、生物质成型较难的问题，进而提出一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括炉膛、第一尾部烟道、连接烟道和第二尾部烟道，本发明还包括生物质直燃系统和分离返料系统，生物质直燃系统安装在炉膛的下部，炉膛的上部与分离返料系统的上部连接，炉膛的下部与分离返料系统的下部连接，第一尾部烟道的进烟口与分离返料系统的上部连接，第一尾部烟道的下部通过连接烟道与第二尾部烟道的下部连接。
进一步的，生物质直燃系统包括生物质直燃给料装置、补料装置、二次风装置、三次风装置和排渣装置，三次风装置、生物质直燃给料装置、二次风装置、补料装置由上至下依次安装在炉膛的下部。
进一步的，分离返料系统由分离器和返料器由上至下依次连接组成，炉膛的出烟口通过分离器与第一尾部烟道的上部连接，返料器出口与炉膛的下部连接。
进一步的，本发明还包括低温省煤器、高温省煤器、低温过热器、低温再热器和对流管束，对流管束、低温再热器、低温过热器、高温省煤器、低温省煤器由上至下依次安装在第一尾部烟道内。
进一步的，连接烟道包括第一灰斗、烟道和第二灰斗，第一灰斗安装在第一尾部烟道的下部，第二灰斗安装在第二尾部烟道的下部，第一灰斗通过烟道与第二灰斗连接。
进一步的，本发明还包括下级空气预热器和上级空气预热器，上级空气预热器和下级空气预热器由上至下依次安装在第二尾部烟道内。
进一步的，本发明还包括第一中温过热屏、第二中温过热屏、第一高温过热屏、第二高温过热屏和高温再热屏，第二中温过热屏、第二高温过热屏、高温再热屏、第一高温过热屏、第一中温过热屏由炉膛一侧至另一侧依次安装在炉膛内。
本发明的有益效果是：本发明是基于实现农林生物质燃料低床压、低床温、低排放直接燃烧，实现了高效率、清洁化、易调整，构成了生物质直燃流化床锅炉节能环保燃烧和负荷稳定运行协同解决，达到生物质不压块、不制粒直接燃烧；通过低温燃烧系统联合技术，抑制NOx生成，最终实现燃烧连续稳定、污染物排放低，锅炉机组高效率、温度易调节，解决现有的生物质燃烧后造成的能源浪费和环境污染；本发明是循环流化床锅炉直接燃烧黄杆生物质，实现高效环保、连续稳定运行的协同与联合，实现直燃生物质节能环保、清洁高效燃烧及汽水循环温度调控协同；
本发明所使用的生物质不压块、不制粒，通过螺旋给料机直接给料燃烧，实现有效密封，有效防止烟气反窜，解决给料系统故障多、可靠性差等问题；生物质直燃给料装置布置在炉膛下部的负压点处，生物质伴随着二次风和三次风进入炉内，有效防止给料不畅；本发明解决了现有生物质锅炉NOx排放高问题，攻克炉内燃烧NOx生成和控制难题，形成低NOx生物质燃烧与控制技术；本发明的炉膛内布置大量过热器和再热器等受热面，采用低温燃烧技术，使炉膛出口温度控制800℃以内，降低NOx生成；一次风与二次风、三次风分级可调供风，构成缺氧燃烧，能够显著抑制NOx的生成；本发明解决了以往生物质锅炉参数低、机组效率低问题，重点提升锅炉参数、系统集成优化，攻克锅炉传热、温度调节等难点，完成锅炉整体布置方案和汽水系统集成优化；本发明的锅炉主蒸汽压力13.7MPa,过热蒸汽和再热蒸汽温度540℃，通过高温超高压一次再热技术应用，提高锅炉机组效率、降低生物质消耗量；本发明将低温过热器、低温再热器布置在尾部烟道，中温过热屏、高温过热屏、高温再热屏布置在炉膛内，攻克高效锅炉传热难题，锅炉双烟道设计，整体布置合理；过热蒸汽采用三级减温，再热蒸汽采用二级减温，方便温度调节、安全可靠，汽系统集成优化；本发明所使用的生物质不压块、不制粒，解决生物质制料装置故障多、可靠性差及电耗高等问题。通过螺旋给料机直接给料，实现有效密封，有效防止烟气反窜，解决给料系统故障多、可靠性差等问题；循环流化床锅炉主循环回路内大量的循环物料，具有良好的自清灰特性，可防止水冷壁受热面结渣。炉底布置大口径排渣管，有效置换出燃烧过程中生成的小渣块；锅炉炉膛内含有大量的物料，在燃烧过程中大量的物料被烟气携带到炉膛上部，经过布置在炉膛出口的分离器，将物料与烟气分开，并经过返料阀将物料回送至床内，多次循环燃烧。由于物料浓度高，具有很大的热容量和良好的物料混合，使锅炉对生物质燃料种类的适应性较强；本发明合理分配一、二、三次风比例，调整炉内燃烧份额，抑制NOx生成，适应生物质水分波动大特点；烟气经过连接烟道时，通过灰斗、烟道和灰斗多级分离除尘并放灰，避免空气预热器积灰、堵塞和腐蚀。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1中C-C向剖视图；
图3是生物质直燃系统的结构示意图；
图4是图3中D-D向剖视图；
图5是炉膛内的结构示意图；
图6是图5中G-G向、J-J向剖视图；
图7是分离返料系统的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉，它包括炉膛2、第一尾部烟道4、连接烟道5和第二尾部烟道6，本实施方式还包括生物质直燃系统1和分离返料系统3，生物质直燃系统1安装在炉膛2的下部，炉膛2的上部与分离返料系统3的上部连接，炉膛2的下部与分离返料系统3的下部连接，第一尾部烟道4的进烟口与分离返料系统3的上部连接，第一尾部烟道4的下部通过连接烟道5与第二尾部烟道6的下部连接。
第一尾部烟道4的下部与给水集箱9固接。
具体实施方式二：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉的生物质直燃系统1包括生物质直燃给料装置1-1、补料装置1-2、二次风装置1-3、三次风装置1-4和排渣装置1-5，三次风装置1-4、生物质直燃给料装置1-1、二次风装置1-3、补料装置1-2由上至下依次安装在炉膛2的下部。
生物质通过生物质直燃给料装置1-1进入炉膛2下部燃烧，床料通过补料装置1-2进入炉膛2的下部内流化，生物质直燃给料装置1-1和补料装置1-2与炉膛2的前膜式壁15下部焊接，燃烧后的生物质灰渣通过炉膛2底部焊接的排渣装置1-5排出。
一次风通过炉膛2底部进入炉膛，流化床料；二次风通过二次风装置1-3进入炉膛2下部，对生物质进行燃烧和助燃；三次风经三次风装置1-4进入炉膛2中下部，使生物质燃尽，通过分级调整配风，实现缺氧低氮燃烧。
其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉的分离返料系统3由分离器3-1和返料器3-2由上至下依次连接组成，炉膛2的出烟口通过分离器3-1与第一尾部烟道4的上部连接，返料器3-2出口与炉膛2的下部连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉还包括低温省煤器10、高温省煤器11、低温过热器26、低温再热器38和对流管束20，对流管束20、低温再热器38、低温过热器26、高温省煤器11、低温省煤器10由上至下依次安装在第一尾部烟道4内。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉的连接烟道5包括第一灰斗5-1、烟道5-2和第二灰斗5-3，第一灰斗5-1安装在第一尾部烟道4的下部，第二灰斗5-3安装在第二尾部烟道6的下部，第一灰斗5-1通过烟道5-2与第二灰斗5-3连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉还包括下级空气预热器7和上级空气预热器8，上级空气预热器8和下级空气预热器7由上至下依次安装在第二尾部烟道6内。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉还包括第一中温过热屏29、第二中温过热屏30、第一高温过热屏32、第二高温过热屏34和高温再热屏40，第二中温过热屏30、第二高温过热屏34、高温再热屏40、第一高温过热屏32、第一中温过热屏29由炉膛2一侧至另一侧依次安装在炉膛2内。
炉膛2由前膜式壁15、两个侧膜式壁16、后膜式壁17围合组成。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
工作原理
生物质在炉膛2中部继续燃烧，与炉膛2内布置的第一中温过热屏29、第二中温过热屏30、第一高温过热屏32、第二高温过热屏34、高温再热屏40换热，通过第二高温过热屏34的过热蒸汽经过热蒸汽集汽集箱35引出锅炉、通过高温再热屏40换热的再热蒸汽经再热蒸汽集汽集箱41引出锅炉，燃烧产生的烟灰从炉膛2的后膜式壁17上部烟气出口排出，进入分离返料系统3内，烟尘在分离器3-1内分离，大粒径尘经分离后经返料器3-2，返入炉膛2下部，在炉膛2内继续燃烧；烟气经分离器3-1上部出口进入第一尾部烟道4，与受热面换热，烟气依次流经蒸发管束20、低温再热器38、低温过热器26、高温省煤器11、低温省热器10分别换热，锅炉给水通过给水集箱9给入低温省热器10，换热后烟气进入连接烟道5通过第一灰斗5-1、烟道5-2、第二灰斗5-3依次除尘后进入第二尾部烟道6，与受热面换热，经下级空气预热器7、上级空气预热器8换热，烟气最终经上级空气预热器8排出。
一、二、三次冷风经上级空气预热器8、下级空气预热器7换热，经加热的一次热风通过炉膛2底部进入炉膛2，燃烧生物质；经加热的二次热风通过二次风装置1-3进入炉膛2下部、和经加热的三次热风通过三次风装置1-4进入炉膛2中下部，对生物质强化燃烧和分级低NOx燃烧。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉，它包括炉膛(2)、第一尾部烟道(4)、连接烟道(5)和第二尾部烟道(6)，其特征在于：所述一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉还包括生物质直燃系统(1)和分离返料系统(3)，生物质直燃系统(1)安装在炉膛(2)的下部，炉膛(2)的上部与分离返料系统(3)的上部连接，炉膛(2)的下部与分离返料系统(3)的下部连接，第一尾部烟道(4)的进烟口与分离返料系统(3)的上部连接，第一尾部烟道(4)的下部通过连接烟道(5)与第二尾部烟道(6)的下部连接。
2.根据权利要求1所述一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉，其特征在于：生物质直燃系统(1)包括生物质直燃给料装置(1-1)、补料装置(1-2)、二次风装置(1-3)、三次风装置(1-4)和排渣装置(1-5)，三次风装置(1-4)、生物质直燃给料装置(1-1)、二次风装置(1-3)、补料装置(1-2)由上至下依次安装在炉膛(2)的下部。
3.根据权利要求1所述一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉，其特征在于：分离返料系统(3)由分离器(3-1)和返料器(3-2)由上至下依次连接组成，炉膛(2)的出烟口通过分离器(3-1)与第一尾部烟道(4)的上部连接，返料器(3-2)出口与炉膛(2)的下部连接。
4.根据权利要求1所述一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉，其特征在于：所述一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉还包括低温省煤器(10)、高温省煤器(11)、低温过热器(26)、低温再热器(38)和对流管束(20)，对流管束(20)、低温再热器(38)、低温过热器(26)、高温省煤器(11)、低温省煤器(10)由上至下依次安装在第一尾部烟道(4)内。
5.根据权利要求1所述一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉，其特征在于：连接烟道(5)包括第一灰斗(5-1)、烟道(5-2)和第二灰斗(5-3)，第一灰斗(5-1)安装在第一尾部烟道(4)的下部，第二灰斗(5-3)安装在第二尾部烟道(6)的下部，第一灰斗(5-1)通过烟道(5-2)与第二灰斗(5-3)连接。
6.根据权利要求1所述一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉，其特征在于：所述一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉还包括下级空气预热器(7)和上级空气预热器(8)，上级空气预热器(8)和下级空气预热器(7)由上至下依次安装在第二尾部烟道(6)内。
7.根据权利要求1所述一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉，其特征在于：所述一种生物质直燃节能型循环流化床高温超高压再热蒸汽锅炉还包括第一中温过热屏(29)、第二中温过热屏(30)、第一高温过热屏(32)、第二高温过热屏(34)和高温再热屏(40)，第二中温过热屏(30)、第二高温过热屏(34)、高温再热屏(40)、第一高温过热屏(32)、第一中温过热屏(29)由炉膛(2)一侧至另一侧依次安装在炉膛(2)内。
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