一种新型循环流化床水煤浆锅炉的制作方法

一种新型循环流化床水煤浆锅炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种新型循环流化床水煤浆锅炉，具体涉及一种用于燃烧处理污泥、菌渣等低热值有机废弃物水煤浆燃料的新型循环流化床水煤浆锅炉。
【背景技术】
[0002]工农业生产中存在大量的有机废弃物如造纸污泥、制药菌渣、酿酒酒糟等，因为热值低，缺少高效的处理工艺，大部分都采取随意堆放或者填埋的简单处置措施，严重污染环境。目前市场上还没有高效的燃烧设备来处理这些有机废弃物。虽然采用传统循环流化床水煤浆锅炉也可以燃烧处理污泥、菌渣等低热值有机废弃物制成的水煤浆，但存在燃烧效率不高、锅炉风帽容易堵塞、维修不便等缺陷。
[0003]传统循环流化床水煤浆锅炉采用的锅炉风帽，大多都是一体式，亦即风帽头与风帽进风管采用整条钢棒制造，风帽头不能拆卸；也有少数类型风帽的风帽头与风帽进风管采用螺纹连接，风帽头能拆卸更换，但却不能旋转。一体式风帽损坏时，必须挖掉焊接部位的耐火材料并切割掉旧焊缝，更换整个风帽、重新焊接并补填耐火材料，维修更换工作量大、成本高。只有少数风帽例外，例如有一种六角头风帽，属于分体式结构设计，风帽头和进风管采用螺纹联接，在风帽头破损时则可将其拧下更换，不破坏耐火层，维修比较方便。但是，目前风帽的风帽头都不能旋转，出风孔都是直孔、容易堵塞，一般使用寿命都不长。
[0004]传统循环流化床水煤浆锅炉采用的分离器大多是外置式分离器，即分离器布置在炉膛后墙与尾部烟道之间，这种分离器布置方式的优点是锅炉可大型化，其缺点是锅炉结构不够紧凑，体积大，钢耗高；此外，外置式分离器还存在故障多发、分离效率不高的缺陷。还有一种方式是将分离器布置在尾部烟道内上部，分离下来的飞灰通过一条从尾部烟道至炉膛下部的外部输灰管送回炉膛再燃烧，这种分离器布置方式与外置式分离器相比较，虽然锅炉结构比较紧凑，但是会占用尾部烟道各级换热器和脱硝装置的布置空间，虽然缩短了锅炉前后跨度(深度)，但却会增加锅炉高度。
【实用新型内容】
[0005]针对传统循环流化床水煤浆锅炉存在的技术缺陷，本实用新型的目的是提供一种燃烧低热值有机废弃物水煤浆燃料的新型循环流化床水煤浆锅炉，目的是为了降低锅炉成本，提高锅炉效率，使之更加高效环保。
[0006]本实用新型采用的技术方案如下:
[0007]一种新型循环流化床水煤浆锅炉，包括进风室、给料装置、炉膛、布风板、旋转式锅炉风帽、膜式水冷壁、卧式分离器、汽包、竖井烟道和尾部烟道，所述布风板、旋转式锅炉风帽、膜式水冷壁和卧式分离器位于炉膛内部，其中，卧式分离器设置在炉膛内部的上方烟气出口前；炉膛上方布置有汽包，炉膛的前墙外部布置有给料装置，炉膛下方设置有进风室，炉膛底部布置有布风板，布风板上布置有旋转式锅炉风帽；炉膛内部四周墙面上布置有膜式水冷壁，炉膛的前墙和后墙上的膜式水冷壁向下延伸至进风室的底部；所述烟气出口连接竖井烟道，竖井烟道出口通过烟气管连接尾部烟道。
[0008]所述膜式水冷壁由多根膜式水冷壁管排布组成，所述前后墙膜式水冷壁管在烟气出口前的位置处错列交叉弯曲构成圆弧形支架，卧式分离器放置在圆弧形支架内。
[0009]所述卧式分离器由若干分离器单元并联组合而成。
[0010]进一步地，所述分离器单元包括蜗壳、出灰口、进烟口和出烟口 ；所述蜗壳位于分尚器单兀的内部，蜗壳分为连接部和旋转部，连接部与分尚器单兀的内壁连接，旋转部的外壁与分离器单元外壳之间存在空隙；所述出灰口位于蜗壳旋转部的内侧，出灰口的下方放置有导灰板；所述进烟口和出烟口分别开孔于分离器单元的外壳上，并位于蜗壳连接部的两侧。
[0011]所述旋转式锅炉风帽包括进风管、转轴、丝杆螺帽和风帽头；所述进风管的下端固定在布风板的小孔上，进风管上段侧面上设有若干出风孔；所述风帽头同轴套设在进风管的上端，并且风帽头的侧面与进风管之间存在间隙；所述风帽头的顶部开有中心通孔，转轴的下端固定在中心通孔上，转轴上段加工有内螺纹，丝杆螺帽与转轴通过螺纹连接；所述风帽头的下段侧面上设有出风斜孔。
[0012]进一步地，所述风帽头的出风斜孔沿周向设置，每个孔具有一定的水平倾斜角度。
[0013]进一步地，所述风帽头的圆柱面上有纵向防磨鳍片，上表面上有圆头型防磨凸起。
[0014]所述竖井烟道内从上到下依次布置有过热器、蒸发器和高温省煤器；所述尾部烟道内从上到下依次布置有脱硝装置、低温省煤器和空气预热器。
[0015]本实用新型克服了传统循环流化床锅炉采用固定式锅炉风帽、物料横向混合不均、采用外置式旋风分离器、结构庞大的缺陷。本实用新型采用旋转式锅炉风帽和内置卧式分离器，强化了炉膛内物料的横向混合，降低了锅炉钢材耗量，减小了锅炉体积和占地面积，具有燃烧效率高、结构紧凑、成本低廉、维修方便等优点。此外，旋转式锅炉风帽和内置卧式分离器两者的结合，能最大限度地将燃烧物料在横向和纵向两个方向上形成“内燃双循环”的燃烧效果，将会极大地提高物料的燃尽程度，达到节能减排的效果。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的循环流化床水煤浆锅炉的主视图；
[0017]图2是布风板布置示意图；
[0018]图3是旋转式锅炉风帽外观图；
[0019]图4是布风板燃烧物料旋转风场示意图；
[0020]图5是卧式分离器的结构主视图；
[0021]图6是卧式分离器的结构左视图；
[0022]图7是卧式分离器在炉膛内布置示意图；
[0023]其中，1-进风室，2-炉膛，3-给料装置，4-布风板(4.1_布风板出渣孔)，5_旋转式锅炉风帽(5.1-进风管，5.2-风帽头，5.3-丝杆螺帽，5.4-转轴，5.5-出风孔，5.6-出风斜孔)，6_导灰板，7-内置卧式分离器(7.1-蜗壳，7.2-出灰口，7.3-进烟口，7.4-出烟口)，8-膜式水冷壁，9-汽包，10-竖井烟道，11-过热器，12-蒸发器，13-高温省煤器，14-尾部烟道，15-脱硝装置，16-低温省煤器，17-空气预热器。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型进一步说明。
[0025]在图1中，本实用新型新型循环流化床水煤浆锅炉包括进风室1、给料装置3、炉膛2 (布风板4、旋转式锅炉风帽5、导灰板6、内置卧式分离器7、膜式水冷壁8)、汽包9、竖井烟道10、尾部烟道14以及布置在竖井烟道10和尾部烟道14中的各级换热器。其中，进风室I位于炉膛2正下方，炉膛2前墙部位设置有给料装置3，炉膛2底部为布风板4，布风板4上顺列布置有旋转式锅炉风帽5，在炉膛2内上部烟气出口前布置内置卧式分离器7，内置卧式分离器7的下方设置有导灰板6，炉膛2内部四周墙面上布置有膜式水冷壁8，炉膛的前后墙膜式水冷壁8 —直向下延伸至进风室I并将之包覆，对落下的灰渣起到冷却作用；在炉膛2上方布置汽包9，炉膛2烟气出口后面连通竖井烟道10，竖井烟道10内部从上到下依次布置有过热器11、蒸发器12和高温省煤器13，竖井烟道10后面通过烟气管连接尾部烟道14，尾部烟道14内部从上到下依次布置有脱硝装置15、低温省煤器16和空气预热器17，上述部件通过管道阀 门相互连接，加上平台扶梯以及连接各部件的管道阀门和保温材料等，构成了本实施例的新型循环流化床水煤浆锅炉。
[0026]在图2中，布风板4上顺列布置旋转式锅炉风帽5。
[0027]在图3中，旋转式锅炉风帽的进风管5.1上段周向侧面上开有若干出风孔5.5，风帽头5.2的顶部开有中心通孔，转轴5.4下端插接于其中心通孔上并焊接连接。风帽头5.2的下段周向侧面上有多圈水平倾斜的出风斜孔5.6，在出风的反推力作用下，可以推动风帽头5.2围绕进风管5.1和转轴5.4旋转。转轴5.4上段加工有内螺纹，丝杆螺帽5.3插接于其上并通过螺纹与之连接，通过拆卸丝杆螺帽5.3可以更换风帽头5.2。本实用新型的旋转式锅炉风帽的风帽头不但可围绕风帽的进风管旋转，而且方便拆卸。
[0028]进风室I的一次风由风帽的进风管5.1下端口进入，经由进风管5.1上段的出风孔5.5射出，继而进入进风管5.1和风帽头5.2之间的空腔，射向风帽头5.2内壁面后折转方向向下斜周向喷射，再经由风帽头5.2下段周向水平倾斜的出风斜孔5.6射出，进入床料间隙。因为风帽头5.2下段出风斜孔5.6有一定的周向水平倾斜角度，故而能借用出风的反推力，推动风帽头5.2旋转，这样就在床料的横向上形成强烈的旋流扰动，强化了物料混合，提高了燃烧效率，且使出风孔不易堵塞。
[0029]为了避免磨损，还可以在风帽头5.2外表面进行防磨结构设计:风帽头5.2的圆柱面上设计有纵向防磨鳍片，风帽头5.2的上表面上设计圆头型防磨凸起，(具体结构请参见专利CN201410102542.X)。整个风帽头采用耐磨铸铁材料整体铸造而成，增强了风帽的防磨性能、延长了检修更换周期。
[0030]在图4中，布风板4上有布风板出渣孔4.1，旋转式锅炉风帽5在布风板4上顺列布置，形成布风板燃烧物料旋转风场，以强化物料横向混合、提高燃烧效率。
[0031]在图5、图6中，内置卧式分离器7可由若干并联单元组成，以降低内置卧式分离器的制造安装难度。每个并联单元包括蜗壳7.1、出灰口 7.2、进烟口 7.3和出烟口 7.4，其中，蜗壳7.1位于分离器单元的内部，蜗壳7.1分为连接部和旋转部，连接部与分离器单元的内壁连接，旋转部的外壁与分离器单元外壳之间存在空隙；出灰口 7.2位于蜗壳旋转部的内侧，出灰口 7.1的下方放置有导灰板6 ;进烟口 7.3和出烟口 7.4分别开孔于分离器单元的外壳上，并位于蜗壳7.1连接部的两侧。
[0032]炉膛烟气从进烟口 7.3进入蜗壳7.1旋转，在离心力作用下，尘粒被甩向蜗壳7.1内壁汇流至出灰口 7.2，顺着分离器下方的导灰板6流下，回到炉膛燃烧物料区，初步分离除尘后的烟气则从出烟口 7.4流出，汇集至炉膛上部烟气出口进入竖井烟道10。
[0033]在图7中，在炉膛2内部上方，前墙和后墙的膜式水冷壁管进行错列拉稀、拉稀后的管排前后交叉并弯曲成圆弧形支架，内置卧式分离器7放置在圆弧形支架内。
[0034]本实用新型的新型循环流化床水煤浆锅炉同时采用旋转式锅炉风帽5和内置卧式分离器7，避免了传统设计外置分离器物料循环不良，故障频发的缺陷；两者的结合，能最大限度地将燃烧物料在横向和纵向两个方向上形成“内燃双循环”的燃烧效果，将会极大地提高物料的燃尽程度，提高燃烧效率，达到节能减排的效果。
【主权项】
1.一种新型循环流化床水煤浆锅炉，其特征在于，所述锅炉包括进风室、给料装置、炉膛、布风板、旋转式锅炉风帽、膜式水冷壁、卧式分离器、汽包、竖井烟道和尾部烟道，所述布风板、旋转式锅炉风帽、膜式水冷壁和卧式分离器位于炉膛内部，其中，卧式分离器设置在炉膛内部的上方烟气出口前；炉膛上方布置有汽包，炉膛的前墙外部布置有给料装置，炉膛下方设置有进风室，炉膛底部布置有布风板，布风板上布置有旋转式锅炉风帽；炉膛内部四周墙面上布置有膜式水冷壁，炉膛的前墙和后墙上的膜式水冷壁向下延伸至进风室的底部；所述烟气出口连接竖井烟道，竖井烟道出口通过烟气管连接尾部烟道。
2.根据权利要求1所述的一种新型循环流化床水煤浆锅炉，其特征在于，所述膜式水冷壁由多根膜式水冷壁管排布组成，前墙和后墙上的所述膜式水冷壁管在烟气出口前的位置处错列交叉弯曲构成圆弧形支架，卧式分离器放置在圆弧形支架内。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型循环流化床水煤浆锅炉，其特征在于，所述卧式分离器由若干分离器单元并联组合而成。
4.根据权利要求3所述的一种新型循环流化床水煤浆锅炉，其特征在于，所述分离器单元包括蜗壳、出灰口、进烟口和出烟口 ；所述蜗壳位于分离器单元的内部，蜗壳分为连接部和旋转部，连接部与分离器单元的内壁连接，旋转部的外壁与分离器单元外壳之间存在空隙；所述出灰口位于蜗壳旋转部的内侧，出灰口的下方放置有导灰板；所述进烟口和出烟口分别开孔于分离器单元的外壳上，并位于蜗壳连接部的两侧。
5.根据权利要求1或2所述的一种新型循环流化床水煤浆锅炉，其特征在于，所述旋转式锅炉风帽包括进风管、转轴、丝杆螺帽和风帽头；所述进风管的下端固定在布风板的小孔上，进风管上段侧面上设有若干出风孔；所述风帽头同轴套设在进风管的上端，并且风帽头的侧面与进风管之间存在间隙；所述风帽头的顶部开有中心通孔，转轴的下端固定在中心通孔上，转轴上段加工有内螺纹，丝杆螺帽与转轴通过螺纹连接；所述风帽头的下段侧面上设有出风斜孔。
6.根据权利要求5所述的一种新型循环流化床水煤浆锅炉，其特征在于，所述风帽头的出风斜孔沿周向设置，每个孔具有一定的水平倾斜角度。
7.根据权利要求5所述的一种新型循环流化床水煤浆锅炉，其特征在于，所述风帽头的圆柱面上有纵向防磨鳍片，上表面上有圆头型防磨凸起。
8.根据权利要求1所述的一种新型循环流化床水煤浆锅炉，其特征在于，所述竖井烟道内从上到下依次布置有过热器、蒸发器和高温省煤器；所述尾部烟道内从上到下依次布置有脱硝装置、低温省煤器和空气预热器。
【专利摘要】本实用新型涉及一种新型循环流化床水煤浆锅炉，包括进风室、给料装置、炉膛(布风板、旋转式锅炉风帽、膜式水冷壁、内置卧式分离器)、汽包、竖井烟道和尾部烟道，炉膛下方有进风室，前墙外部有给料装置，底部有布风板，布风板上有旋转式锅炉风帽，炉膛内部四周墙面上有膜式水冷壁，炉膛烟气出口连接竖井烟道，竖井烟道出口连接尾部烟道。本实用新型克服了传统循环流化床锅炉采用固定式锅炉风帽、物料横向混合不均、采用外置式旋风分离器、结构庞大的缺陷，采用旋转式锅炉风帽和内置卧式分离器，强化了炉膛内物料的横向混合，降低了锅炉钢材耗量，减小了锅炉体积和占地面积，具有燃烧效率高、高效环保、结构紧凑、成本低廉、维修方便等优点。
【IPC分类】F23C10-20, F23C10-18, F23C10-08
【公开号】CN204611747
【申请号】CN201520176993
【发明人】吴鸣, 宋纪元, 屠正瑞, 侯宾才, 杨宏宜, 方明, 梁国强, 赵宏彬, 刘学炉, 刘亚雷, 余海龙
【申请人】南京凯盛开能环保能源有限公司, 宋纪元, 屠正瑞
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年3月26日