一種燃料和脫硫劑分級供給的低排放循環流化床鍋爐，包括主燃室、副燃室、燃盡室以及燃料分級給進裝置和脫硫劑分級給進裝置等。燃料分級給進裝置設置在主燃室的前部，脫硫劑分級給進裝置布置在主燃室的前部、燃料分級給進裝置的上部。副燃室煤粉入口設置兩個，左右對稱的設置在副燃室兩邊側壁；細煤粉噴管呈左右對稱布置。從粗脫硫劑出口與細脫硫劑出口送出的脫硫劑質量比例為3:1~10:1，通過篩下細煤粉管道送入到副燃室內的燃料質量占煤斗內燃料總質量的2%~20%。本發明專利技術具有燃料/空氣雙分級燃燒、固體燃料再燃、提高燃料和脫硫劑在床內的循環次數和停留時間，超低NOx排放以及深度脫硫等優點。
【技術實現步驟摘要】
一種燃料和脫硫劑分級供給的低排放循環流化床鍋爐
本專利技術涉及一種循環流化床燃燒設備，尤其涉及一種燃料和脫硫劑分級供給的低排放循環流化床燃燒設備，屬于低排放的煤炭、固體廢棄物、城市和工業污泥、生物質等固體燃料的燃燒設備，特別適合于高硫、高氮且要求低排放的固體燃料的循環流化燃燒。
技術介紹
目前我國國內的煤炭、固體廢棄物、污泥、生物質等固體燃料的主要燃燒設備是鏈條爐、水冷振動爐排鍋爐和循環流化床鍋爐等，根據不同的燃料選擇不同的爐型、不同的爐型具有各自的特點。循環流化床鍋爐是近年來發展起來的高效清潔的燃燒技術，燃料適應性廣，可燃用優質煤、劣質煤、固體廢棄物、生物質等燃料。由于其燃燒效率高，能同時進行爐內脫硫、脫硝等污染控制操作，具有低NOx和SOx排放等優點，因而在電力市場得到了迅速的發展，正在向大型化方向發展，600MWe的循環流化床鍋爐已投入商業運行。同時，在工業鍋爐領域，由于工業鍋爐的蒸發量小、運行靈活、檢修方便，劣質煤、固體廢棄物、生物質等燃料等日益受到青睞，這些燃料非常適合采用循環流化床技術燃燒。傳統立式、單級循環流化床鍋爐存在爐身高，鍋爐島體積龐大等缺點，對廠房建設要求較高。同時鍋爐島的支撐鋼架以及鍋爐島本體的鋼耗較大，使得項目造價和初投資較高。針對立式循環流化床鍋爐在工業鍋爐領域的缺陷，中國專利CN1786565A公布了一種臥式循環流化床燃燒設備及其循環燃燒方法，采用外置分離器、將傳統立式鍋爐的爐膛分為三個部分，從而有效降低了爐膛高度。中國專利CN102537943A公布了一種帶有水平旋風分離器的臥式循環流化床鍋爐，采用水平布置的旋風分離器，使得結構布置更加緊湊，特別適用于工業鍋爐。然而，CN1786565A和CN102537943A公布的專利在爐內脫硫和低NOx燃燒方面，與傳統的立式循環流化床鍋爐沒有明顯差異，針對固體燃料，很難達到苛刻的工業鍋爐排放要求（例如，NOx排放低于200mg/Nm3，SO2排放低于200mg/Nm3，甚至要求更低）。在傳統的循環流化床領域，一般可通過空氣分級燃燒來降低NOx排放，即燃料燃燒所需要的空氣分階段供給，一次風通過風室供給，但一次風量不足以提供燃料完全燃燒所需要的空氣，燃料完全燃燒所需要的空氣再由二次風或三次風供給，通過這種分級供給空氣的方式來營造燃燒區域的還原性氣氛，從而將燃燒生成的NOx還原為N2，從而降低NOx排放。目前，這種空氣分級燃燒的方式對NOx的減排效果已經達到了瓶頸。
技術實現思路
針對現有技術存在的不足和缺陷，本專利技術基于現有的臥式循環流化床工業鍋爐技術，提出一種燃料和脫硫劑雙分級供給的低排放循環流化床鍋爐，在結構布置緊湊的同時，充分利用了臥式循環流化床鍋爐分床燃燒的特點，突破單一空氣分級燃燒傳統思路，在保留分級配風方式的基礎上，燃料分級分粒度供給、脫硫劑分級分粒度供給，通過空氣、燃料雙分級燃燒和分級脫硫，使燃料燃燒充分的同時污染物低排放。本專利技術是通過以下技術方案實現的：一種燃料和脫硫劑分級供給的低排放循環流化床鍋爐，包括布風板、主燃室、副燃室、燃盡室、分離器、連接煙道、尾部煙道、尾部受熱面、煙氣出口、回料器，其特征在于：所述鍋爐還包括燃料分級給進裝置、脫硫劑分級給進裝置；所述主燃室設置有主燃料入口和主燃室脫硫劑入口；所述副燃室設置有副燃室煤粉入口和副燃室脫硫劑入口；所述燃料分級給進裝置設置在主燃室的前部，通過粗煤出口與主燃室的主燃料入口相連；燃料分級給進裝置的煤粉輸送出口依次通過篩下細煤粉管道、細煤粉噴管與布置在副燃室上的副燃室煤粉入口相連；所述脫硫劑分級給進裝置布置在主燃室的前部、燃料分級給進裝置的上部；脫硫劑分級給進裝置設置有細脫硫劑出口和粗脫硫劑出口，所述粗脫硫劑出口通過粗脫硫劑顆粒輸送管道與設置在主燃室上的主燃室脫硫劑入口相連；所述細脫硫劑出口通過細脫硫劑顆粒輸送管道與設置在副燃室上的副燃室脫硫劑入口。上述技術方案中，所述副燃室煤粉入口設置兩個，左右對稱的設置在副燃室兩邊側壁；所述細煤粉噴管設置兩根，分別與設置在副燃室兩邊側壁的副燃室煤粉入口連接，所述細煤粉噴管呈左右對稱布置；所述細煤粉噴管軸向中心線與副燃室側壁的夾角α為30～60°；從所述左右對稱布置的細煤粉噴管噴射的燃料射流與副燃室內下行的煙氣流形成“M”型燃燒區域。上述技術方案中，所述的燃料分級給進裝置包括煤斗、絞龍、絞龍外殼、篩分盒和篩網；所述篩網的篩孔為18～150目，篩網布置在篩分盒與絞龍之間；篩分盒上布置有煤粉輸送風入口和煤粉輸送出口；所述絞龍的后部為粗煤出口。從粗脫硫劑出口與細脫硫劑出口送出的脫硫劑質量比例為（3~10）：1，即3:1~10:1。通過篩下細煤粉管道送入到副燃室內的燃料質量占煤斗內燃料總質量的2%~20%。本專利技術與現有技術相比，具有以下優點及突出性效果：①本專利技術采用水平臥式布置，可大大降低鍋爐的高度，節省鍋爐鋼耗，從而有效地降低了鍋爐成本。同時由于鍋爐高度降低后，鍋爐廠房的建造成本可大幅度降低。鍋爐高度降低后，鍋爐的穩定性好，可使鍋爐及廠房結構更加緊湊，也便于檢修維護。②本專利技術采用分級分粒度給入燃料，可以充分利用燃料再燃及還原，從而最大限度的降低燃料型NO生成。③本專利技術采用分級分粒度給入脫硫劑，按需按質提供脫硫劑，從而最大限度提高脫硫劑的利用率和提高脫硫效率。④本專利技術分級分粒度給入的燃料和脫硫劑是通過燃料分級給進裝置以及脫硫劑分級給進裝置分別進行的，供給鍋爐的燃料流以及脫硫劑流通過這兩個裝置自動分級形成兩股粒度各異的燃料流和粒度各異的脫硫劑流，分別給入燃燒裝置。⑤由于采用分床/分級/分粒度燃料和脫硫劑供給，從而實現了燃料和脫硫劑的內部“提質”，并且在爐膛內形成“M”型燃燒區域。由于采用燃料/空氣雙分級燃燒固體燃料再燃、提高了燃燒區域的還原性氛圍；“M”型燃燒區域的存在不但提高了燃料與空氣的混合度，而且提高了燃料和脫硫劑在床內的循環次數和停留時間；這些因素有助于實現超低NOx排放以及深度脫硫，最終的原始NOx排放小于100mg/Nm3。附圖說明圖1為本專利技術所提供的一種燃料和脫硫劑分級供給的低排放循環流化床鍋爐的結構原理示意圖。圖2為本專利技術所提供的一種燃料和脫硫劑分級供給的低排放循環流化床鍋爐的燃料分級給進裝置的結構示意圖。圖3為本專利技術所提供的一種燃料和脫硫劑分級供給的低排放循環流化床鍋爐的脫硫劑分級給進裝置示意圖。圖4為本專利技術所提供的一種燃料和脫硫劑分級供給的低排放循環流化床鍋爐的副燃室的A-A剖視圖。圖5為某一傳統循環流化床鍋爐的爐內單級石灰石供給推薦粒度要求。圖中：1－布風板；2－篩下細煤粉管道；3－燃料分級給進裝置；4－主燃室脫硫劑入口；5－粗脫硫劑顆粒輸送管道；6－脫硫劑分級給進裝置；7－細脫硫劑顆粒輸送管道；8－主燃室；9－副燃室；10－燃盡室；11－分離器；12－連接煙道；13－尾部煙道；14－尾部受熱面；15－煙氣出口；16－回料器；17－細煤粉噴管；18－副燃室煤粉入口；19－副燃室脫硫劑入口；25－“M”型燃燒區域；31－煤斗；32－煤粉輸送風入口；33－煤粉輸送出口；34－篩分盒；35－篩網；36－絞龍外殼；37－絞龍；38－水冷壁；381－主燃料入口；39－粗煤出口；41－脫硫劑入口；42－細脫硫劑出口；43－粗脫硫劑出口本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種燃料和脫硫劑分級供給的低排放循環流化床鍋爐，包括布風板（1）、主燃室（8）、副燃室（9）、燃盡室（10）、分離器（11）、連接煙道（12）、尾部煙道(13)、尾部受熱面（14）、煙氣出口（15）、回料器（16），其特征在于：所述鍋爐還包括燃料分級給進裝置（3）、脫硫劑分級給進裝置（6）；所述主燃室（8）設置有主燃料入口（381）和主燃室脫硫劑入口（4）；所述副燃室（9）設置有副燃室煤粉入口（18）和副燃室脫硫劑入口（19）；所述燃料分級給進裝置（3）設置在主燃室（8）的前部，通過粗煤出口（39）與主燃室（8）的主燃料入口（381）相連；燃料分級給進裝置（3）的煤粉輸送出口（33）依次通過篩下細煤粉管道（2）、細煤粉噴管（17）與布置在副燃室（9）上的副燃室煤粉入口（18）相連；所述脫硫劑分級給進裝置（6）布置在主燃室（8）的前部、燃料分級給進裝置（3）的上部；脫硫劑分級給進裝置（6）設置有細脫硫劑出口（42）和粗脫硫劑出口（43），所述粗脫硫劑出口（43）通過粗脫硫劑顆粒輸送管道（5）與設置在主燃室（8）上的主燃室脫硫劑入口（4）相連；所述細脫硫劑出口（42）通過細脫硫劑顆粒輸送管道（7）與設置在副燃室（9）上的副燃室脫硫劑入口（19）。...
【技術特征摘要】
1.一種燃料和脫硫劑分級供給的低排放循環流化床鍋爐，包括布風板（1）、主燃室（8）、副燃室（9）、燃盡室（10）、分離器（11）、連接煙道（12）、尾部煙道(13)、尾部受熱面（14）、煙氣出口（15）、回料器（16），其特征在于：所述鍋爐還包括燃料分級給進裝置（3）、脫硫劑分級給進裝置（6）；所述主燃室（8）設置有主燃料入口（381）和主燃室脫硫劑入口（4）；所述副燃室（9）設置有副燃室煤粉入口（18）和副燃室脫硫劑入口（19）；所述燃料分級給進裝置（3）設置在主燃室（8）的前部，通過粗煤出口（39）與主燃室（8）的主燃料入口（381）相連；燃料分級給進裝置（3）的煤粉輸送出口（33）依次通過篩下細煤粉管道（2）、細煤粉噴管（17）與布置在副燃室（9）上的副燃室煤粉入口（18）相連；所述脫硫劑分級給進裝置（6）布置在主燃室（8）的前部、燃料分級給進裝置（3）的上部；脫硫劑分級給進裝置（6）設置有細脫硫劑出口（42）和粗脫硫劑出口（43），所述粗脫硫劑出口（43）通過粗脫硫劑顆粒輸送管道（5）與設置在主燃室（8）上的主燃室脫硫劑入口（4）相連；所述細脫硫劑出口（42）通過細脫硫劑顆粒輸送管道（7）與設置在副燃室（9）上的副燃室脫硫劑入口（19）。2.按照權利要求1所述的一種燃料和脫硫劑分級供給的低排放循環流化床鍋爐，其特...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李清海，張衍國，康建斌，初雷哲，
申請(專利權)人：清華大學，北京熱華能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11
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