难燃燃料用飞灰底饲循环流化床燃烧方法及装置

摘要

本发明提供一种飞灰底饲循环流化床燃烧方法及装置，所述方法为：用飞灰收集器将烟气中可燃物含量较高的飞灰捕捉下来，使飞灰经立管进入回料控制器，然后由输送喷射器送至回送管，再由耐高温、耐磨底饲喷嘴返回床内密相区燃烧。所述的装置为：由飞灰收集器、回料控制器、气力输送喷射器和燃烧炉组成，燃烧炉的上部分与飞灰收集器的进口相连，经飞灰收集器出口的飞灰，通过回料控制器后，由气力输送喷射器使其经设在燃烧炉内的底饲喷嘴送至燃烧炉的密相区。本发明可用于活性较差的无烟煤、贫煤或其他难燃燃料以及炉膛高度较低的流化床锅炉，能增加飞灰在炉内密相区的停留时间以及气固间传热与传质，提高飞灰燃烬度，节能、保护环境。

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种燃用无烟煤、贫媒或其他难燃燃料的燃烧方法及其装置，尤其涉及一种难燃燃料用飞灰底饲循环流化床燃烧方法及装置。

二、背景技术

我国能源结构中占主导地位的煤炭资源十分丰富，但其中低挥发分无烟煤和高灰高硫等劣质煤占有相当的比例，分布极广，充分合理地利用这部分煤炭资源，具有重大的经济效益和社会效益。

循环流化床燃烧具有燃烧强度大、燃烧稳定性好、燃料适应性广等突出优点，可以燃用高灰分、高水分、低热值的燃料如：煤矸石，油页岩，包括其他锅炉难以燃烧的挥发分仅2％～3％的无烟煤以及可燃物含量较高的炉渣、焦炭末、石油焦等，实现资源综合利用。此外，循环流化床燃烧属低温燃烧，燃烧过程中生成的氮氧化物少，同时循环流化床还可实现床内脱硫，大大减轻了对环境的污染。

目前循环流化床飞灰回燃技术基本采用面饲方式，即循环飞灰从床层密相区表面进入炉内再燃。该回燃方式主要优点是由于回燃点背压低，飞灰循环系统流动较通畅，动力消耗低。同时也由于回燃点位置较高和“附壁”效应，回燃飞灰在炉内高温区停留时间较短，造成燃用活性较差的无烟煤或贫煤以及炉膛高度较低的小容量流化床锅炉尾部飞灰可燃物含量高，锅炉效率低，并且造成了大量的能源浪费。

三、发明内容

本发明针对燃用活性较差的无烟煤、贫煤或其他难燃燃料以及炉膛高度较低的流化床锅炉，提供一种旨在增加循环飞灰在炉内密相区的停留时间以及气固间传热与传质的难燃燃料用飞灰底饲循环流化床燃烧方法及装置，它能提高飞灰燃烬度，达到节约能源、保护环境目的。

本发明所述方法技术方案为：一种难燃燃料用飞灰底饲循环流化床燃烧方法，用飞灰收集器1将烟气中可燃物含量较高的飞灰捕捉下来，使飞灰经立管2进入回料控制器3，然后由输送喷射器5送至回送管，再由耐高温、耐磨底饲喷嘴9返回床内密相区41燃烧。

本发明所述的装置为：燃烧装置，由飞灰收集器1、回料控制器3、气力输送喷射器5和燃烧炉4组成，燃烧炉4的上部分与飞灰收集器1的进口相连，经飞灰收集器1出口的飞灰，通过回料控制器3后，由气力输送喷射器5使其经设在燃烧炉4内的底饲喷嘴9送至燃烧炉4的密相区41。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

①循环飞灰通过气力输送的方法从炉底穿过风室和布风板，在布风板上100mm处从耐高温、耐磨底饲喷嘴四周喷出散开，在床内密相区和氧气再次发生燃烧反应，延长了循环飞灰在床内密相区的停留时间，增加循环飞灰在密相区的燃烧份额的目的，从而达到有效降低飞灰可燃物含量的目的。回料控制器为先进的流化气控装置，具有自平衡能力，保证飞灰在高背压的系统中连续稳定循环。输送喷射器的设计充分考虑了煤种的变化，飞灰循环量在较大范围内变化(由于煤的热值和粒度的影响)，均能保证飞灰的稳定回送。

底饲喷嘴形状为圆盘形，采用耐高温、耐磨稀土合金，能承受长期高温和飞灰冲刷，即使床内发生结焦也完好无损，圆盘形状不影响清除焦块。

设有灰渣疏通装置，在任何时候均可以疏通由于启动、压火以及运行不当造成的底饲喷嘴及其下部竖管的堵塞，确保飞灰回燃系统的长期畅通。特别是锅炉启动时可以不投入飞灰循环底饲回燃系统，待启动结束后投入该系统，因此该系统不影响锅炉启动。

②与现有回料器相比，本发明所采用的回料控制器的具体实施方案具有以下优点：在飞灰底饲循环流化床燃烧方式中，燃烧室和分离器之间压差较常规循环流化床要高得多，因此对回料控制器密封性能的要求也要较上述回料器高。本实用新型设置立管，尤其是使立管伸入壳体，其端部不低于物料堆积角的顶点，使气体“反窜”至分离器所要克服的阻力增加，泄漏量减少，从而提高了本实用新型的密封性能。压力高的定向风将进一步阻止得燃烧室内的气体进入回料器内，使加料器的密封性能有了进一步提高。本实用新型将侧面进风改为底部进风，采用定向风和垂直风相结合的方式，对固体颗粒的运动进行了有效地组织，这样不可控制和调节的流动密封阀变成可控阀，即对固体颗粒的流量可以进行控制，保证炉内燃烧的稳定性，因此本实用新型具有可控制阀和通流阀各自的优点。本实用新型采用小孔内帽布风方式，回料器床内布风均匀，固体颗粒输送稳定，避免了由于床内流化不良引起的结焦，使回料器失效。

③本发明所采用的底饲喷嘴的具体实施方案具有以下优点：由于本实用新型的喷嘴帽体的作用，使灰渣不易进入喷嘴内引起堵塞，而且飞灰从侧面喷出后与床内其它物料的混合和在床内的扩散要比顶部开孔结构要好，飞灰从侧面喷出后与床内其它物料的混合，增加了飞灰在床内密相区的停留时间，有利于飞灰中残碳的燃烬，从而有利于系统正常运行，有利于飞灰底饲循环流化床的正常运行。高铬镍稀土合金喷嘴体及高铬镍稀土合金喷嘴帽体组成的底饲喷嘴，使本实用新型具有耐高温、耐磨的优点，保证了喷嘴在恶劣条件下长期、稳定地工作而不失效。本实用新型将底饲喷嘴的形状设定为圆盘形并将出料孔开设在喷嘴体的侧面，使喷嘴内气固流动更为合理，因此在相同材质的情况下，由于飞灰冲刷引起的磨损更小。此外，圆盘形的结构有利于锅炉点火捞焦块和结焦后的打焦过程，不易被焦块粘接而一同带出锅炉。确良圆盘形结构有利于飞灰在床内的均匀分布，同时避免了在出口结合面处由于热应力集中引起的开裂。

④本发明所采用的灰渣疏堵装置的具体实施方案具有以下优点：本实用新型工作时，开启阀板，灰渣将在压力和自身重力的作用下，从流化床锅炉的立管中下落，离开立管，关闭阀板，重新通风，锅炉又重新恢复正常，因此，增设该疏堵装置后，在不影响锅炉正常运行的前提下，能够迅速、有效地解决系统堵塞的问题，从而保证了整个飞灰循环系统连续、稳定地运行，避免了因停炉检修造成的损失，有助于减小飞灰循环流化床锅炉的运行成本，并有利于飞灰循环流化床锅炉正常运行。储渣罐的作用是疏通过程中，临时储存灰渣，以免高温灰渣喷出伤人或污染环境，每次疏通后，开启储渣罐下部的插板将灰渣放出。

四、附图说明

图1a是本发明实施例结构示意图，图1b是本发明另一实施例结构示意图。

图2是本发明回料控制器的结构主视图。

图3是本发明回料控制器的结构俯视图。

图4是本发明回料控制器导向风帽的结构示意图。

图5是本发明回料控制器导向风帽的结构剖视图。

图6是本发明回料控制器风帽的结构示意图。

图7是本发明回料控制器风帽的结构剖视图。

图8是本发明回料控制器风帽及导向风帽的分布图。

图9是本发明底饲喷嘴的结构主视图。

图10是本发明底饲喷嘴的结构俯视图。

图11是本发明灰渣疏堵装置结构主视图。

图12是本发明灰渣疏堵装置结构俯视图。

图13是本发明气力输送喷射器的结构主视图。

图14是本发明气力输送喷射器的结构左视图。

图15是本发明飞灰收集器实施例即旋风分离器的结构主视图。

图16是本发明飞灰收集器实施例即旋风分离器的结构左视图。

五、具体实施方案    

实施例1一种难燃燃料用飞灰底饲循环流化床燃烧方法，用飞灰收集器1如：静电除尘器将烟气中可燃物含量较高的飞灰捕捉下来，使飞灰经立管2进入回料控制器3，然后由输送喷射器5送至回送管，再由耐高温、耐磨底饲喷嘴9返回床内密相区41燃烧。

实施例2一种用于实施上述方法的燃烧装置，由飞灰收集器1、回料控制器3、气力输送喷射器5和燃烧炉4组成，燃烧炉4的上部分与飞灰收集器1的进口相连，经飞灰收集器1收集的飞灰，通过回料控制器3后，由气力输送喷射器5使其经设在燃烧炉4内布风板上的底饲喷嘴9送至燃烧炉4的密相区41，回料控制器3包括壳体31，在壳体31内设有床体311和风室312，在床体311和风室312之间设有布风板32，在风室312上设有进风口，在床体311上设有立管33和下灰管34，立管33伸入壳体31，其端部不低于物料堆积角的顶点，在床体311内且位于立管33和下灰管34之间设有隔板35，在布风板32上设有风孔，在位于立管33下方区域的布风板32的风孔上设有导向风帽321，在导向风帽321上设有导向风孔，该导向风孔由相通的轴向出风孔3211和径向出风孔3212组成，径向出风孔3212朝向出料侧，在位于出料侧下方区域的布风板32的风孔上设有风帽322，在风帽322上设有进风孔，该进风孔由互通的轴向孔3221和径向孔3222组成，在风室312内且位于导向风帽321和风帽322的分界位置设有风室隔板36，并在由此分隔而成的两风室上分别设置进风口3121和3122，气力输送喷射器5由进风管51、进灰管52、出灰管53和喷嘴54组成，喷嘴54位于输送喷射器5的中心线上，喷嘴54朝向出灰管53，喷嘴54上方设有进灰管52，喷嘴54后部侧面设有进风管51，底饲喷嘴9由喷嘴体91和喷嘴帽体92组成，喷嘴帽体92设在喷嘴体91上，在喷嘴体91上设有进料孔911和出料孔912，喷嘴帽体92为圆盘形状，喷嘴体91为柱状，喷嘴帽体92为高铬镍稀土合金喷嘴帽体，喷嘴体91为高铬镍稀上合金喷嘴体，进料孔911为轴向进料孔，出料孔912为径向出料孔，回料控制器3的下灰管34、气力输送喷射器5的出灰管53与水平管6连通，在水平管6上连通有直立管8，直立管8的另一端口与底饲喷嘴9的进料孔911相通，出料孔912有8个且沿喷嘴体的周向均匀分布，在直立管8与水平管6的连接部位设有灰渣疏通装置7，该灰渣疏通装置7由阀体711和阀板712组成，在阀体711上设有接口73，阀板712设在阀体711上并位于接口73的下面，在阀体711的下部设有出口7111，在阀体711上设有密封填料箱713，在阀板712上设有拉杆7121，拉杆7121通过密封填料箱713并伸出密封填料箱713，在阀体711的出口7111处设有储渣罐72，在储渣罐72的底部设有出灰口724，在出灰口724上设有插板723，储渣罐72由筒体721和锥体722组成，筒体721设在锥体722上方并与阀体711的出口7111对接，在阀体71上设有导轨714，阀板712设在导轨714上，飞灰收集器1采用旋风分离器，旋风分离器由筒体13、锥体14、灰斗15、进口烟道11和出口烟道12构成，旋风分离器布置于燃烧炉4出口，燃烧炉出口烟道与旋风分离器入口相连，旋风分离器出口与燃烧炉4尾部竖井相连。