專利名稱：壁面-中心復(fù)合供給二次風(fēng)的流化床燃燒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃燒裝置，具體涉及一種二次風(fēng)復(fù)合供給的流化床燃燒裝置。
背景技術(shù)：
隨著流化床技術(shù)特別是循環(huán)流化床技術(shù)的不斷發(fā)展，流化床鍋爐二次風(fēng)射 程和擴(kuò)散的問(wèn)題一直受到重點(diǎn)關(guān)注，因?yàn)樗苯佑绊懙藉仩t的燃燒效率。目前 循環(huán)流化床二次風(fēng)存在的最為普遍的問(wèn)題就是二次風(fēng)在爐膛內(nèi)的穿透能力不 足，二次風(fēng)不能到達(dá)爐膛的中心，而爐膛中心強(qiáng)烈的氣固兩相作用又需要較多 的氧氣來(lái)滿足燃燒反應(yīng)的需要，所以二次風(fēng)的穿透性不足引起爐膛內(nèi)氧氣徑向 分布很不均勻，爐膛中心區(qū)域的氧氣濃度低于周圍的氧氣濃度，在爐內(nèi)形成一 個(gè)中央貧氧區(qū)，爐內(nèi)核心區(qū)燃料的燃燒將會(huì)很不充分。此外，隨著循環(huán)流化床 大型化的發(fā)展，爐膛橫截面的不斷增大，對(duì)二次風(fēng)穿透能力要求更高。為此， 申請(qǐng)人:福斯特韋勒能源股份公司提出一種"褲衩"式爐膛布置結(jié)構(gòu)(中國(guó)專利
CN1270664A,美國(guó)專利US6699444)，以縮小二次風(fēng)口橫向間距，達(dá)到均勻分 布二次風(fēng)的目的，該結(jié)構(gòu)利用中間隔板壁形成二次風(fēng)室供風(fēng)，同時(shí)在爐膛底部 形成兩個(gè)燃燒室，燃燒室之間或者獨(dú)立，或者利用通道進(jìn)行連接。這種結(jié)構(gòu)得 到了廣泛的應(yīng)用。但也存在著兩燃燒室之間的物質(zhì)流通較差，溫度的控制較為 困難的缺點(diǎn)。另外這種分隔開(kāi)的爐膛還可能會(huì)因?yàn)閮蓚?cè)氣體流量不均，而出現(xiàn) 一側(cè)物料被吹往另一側(cè)的翻床現(xiàn)象，造成一層被吹空，另一側(cè)又造成床層塌陷， 使得機(jī)組的安全運(yùn)行受到威脅。申請(qǐng)人McDermott Technology, Inc.提出一 種帶整體式二次風(fēng)室循環(huán)流化床爐膛/反應(yīng)器(美國(guó)專利US 5836257)，利用 在爐膛中部的拉稀水冷壁在爐內(nèi)形成二次風(fēng)室，布置提供中央二次風(fēng)。這種結(jié) 構(gòu)有利于爐內(nèi)床料穿過(guò)拉稀水冷壁間的空隙進(jìn)行物料的流通交換。但爐內(nèi)密相 區(qū)布置水冷壁也帶來(lái)了較大的磨損問(wèn)題，給運(yùn)行的穩(wěn)定性造成較大的影響。芬 蘭發(fā)明人AhonenHeikki提出一種用于流化床中心布置的二次風(fēng)(世界專利W0 0144719)，其主要作用是將爐內(nèi)中央?yún)^(qū)域物料輸往壁面區(qū)域，促進(jìn)爐內(nèi)物料的
內(nèi)循環(huán)。但該專利存在供風(fēng)形式單一和爐內(nèi)壓力波動(dòng)時(shí)物料倒返入二次風(fēng)管中 的弊端。上述現(xiàn)有技術(shù)雖然不同程度上解決了爐內(nèi)中央?yún)^(qū)域缺氧而無(wú)法充分燃 燒的問(wèn)題，但仍存在爐膛局部區(qū)域供風(fēng)效果不理想、物料倒返入二次風(fēng)輸送管、 燃燒裝置運(yùn)行穩(wěn)定性差等問(wèn)題，以致影響鍋爐的燃燒效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的流化床燃燒裝置的二次給風(fēng)存在鍋爐中央?yún)^(qū)域供 風(fēng)效果不理想、二次風(fēng)穿透能力較弱、物料倒返入二次風(fēng)輸送管、燃燒裝置運(yùn) 行穩(wěn)定性差，以致影響鍋爐的燃燒效率的問(wèn)題，進(jìn)而提供了一種壁面-中心復(fù) 合供給二次風(fēng)的流化床燃燒裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種壁面-中心復(fù)合供給二次風(fēng)的流化床燃燒裝置， 它包括流化床燃燒室、布風(fēng)板、若干個(gè)下傾式二次風(fēng)管、至少一根逆流型 二次風(fēng)柱和二次風(fēng)箱，所述若干個(gè)下傾式二次風(fēng)管安裝在流化床燃燒室的 壁面上，布風(fēng)板水平設(shè)置在流化床燃燒室的底端，所述逆流型二次風(fēng)柱布 置在流化床燃燒室內(nèi)的中心區(qū)域，所述逆流型二次風(fēng)柱主要由二次風(fēng)輸送 管、逆流型柱頭組成，逆流型柱頭的側(cè)壁上設(shè)有二次風(fēng)噴口， 二次風(fēng)輸送 管的上端穿過(guò)逆流型柱頭的下端面裝在逆流型柱頭內(nèi)并與逆流型柱頭固 接，所述二次風(fēng)箱通過(guò)二次風(fēng)輸送管與逆流型柱頭內(nèi)的空腔連通。
本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明為壁面-中心復(fù)合供給二次風(fēng)的流化床 燃燒裝置。本發(fā)明解決了鍋爐中央?yún)^(qū)域供風(fēng)效果不理想以及大型流化床燃燒裝 置二次風(fēng)穿透性不足的問(wèn)題，充分補(bǔ)充了鍋爐的爐膛中央?yún)^(qū)域燃燒所需要的空 氣，促進(jìn)鍋爐內(nèi)氣固兩相的充分混合與反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)較高的燃燒效率。此外，本 發(fā)明還具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明將中心二次風(fēng)與壁面二次風(fēng)進(jìn)行配合供風(fēng)， 有利于解決大型流化床燃燒裝置二次風(fēng)穿透性不足的缺點(diǎn)，補(bǔ)充爐膛中央?yún)^(qū)域 燃燒所需要的空氣，促進(jìn)爐內(nèi)氣固兩相的混合與反應(yīng)，較大程度的減少爐內(nèi) 燃燒空氣的分布不均勻性，實(shí)現(xiàn)較高的燃燒效率。2、本發(fā)明具有能夠在爐 內(nèi)壓力波動(dòng)時(shí)防止物料倒返入中心二次風(fēng)管中的特點(diǎn)。其原理為當(dāng)爐內(nèi)壓力出 現(xiàn)瞬時(shí)波動(dòng)，爐內(nèi)氣體可能夾帶顆粒反竄入二次風(fēng)噴口，進(jìn)入導(dǎo)流風(fēng)道；由 于導(dǎo)流風(fēng)道具有一定的高度和壓力，使反竄的氣體在導(dǎo)流風(fēng)道中無(wú)法繼續(xù) 夾帶顆粒向上流動(dòng)，顆粒滯留在導(dǎo)流風(fēng)道中或風(fēng)道底部；當(dāng)瞬時(shí)壓力波動(dòng)消失，二次風(fēng)輸送管中的流動(dòng)恢復(fù)正常時(shí)，二次風(fēng)氣體將滯留的顆粒吹灰
爐內(nèi)。這種方式避免了顆粒倒返進(jìn)入二次風(fēng)輸送管甚至二次風(fēng)箱中。3、本 發(fā)明通過(guò)不同的噴嘴方式實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)不同方向的直射流和不同形式的旋轉(zhuǎn)射流。


圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明中的中心逆流型二次風(fēng)柱的 結(jié)構(gòu)示意圖(逆流型柱頭的內(nèi)側(cè)壁面為文丘里結(jié)構(gòu))，圖3是本發(fā)明的逆流 型二次風(fēng)柱的結(jié)構(gòu)示意圖(連接管的末端帶有若干個(gè)通流孔)，圖4是本發(fā)明 另一種結(jié)構(gòu)示意圖(二次風(fēng)輸送管的表面上敷設(shè)的耐火耐磨材料與風(fēng)柱形 成一體)，圖5是具體實(shí)施方式
八的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是具體實(shí)施方式
九的結(jié) 構(gòu)示意圖，圖7是具體實(shí)施方式
十一的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一如圖1 3所示，本實(shí)施方式的壁面-中心復(fù)合供給二次
風(fēng)的流化床燃燒裝置由流化床燃燒室3、布風(fēng)板l、若干個(gè)下傾式二次風(fēng)管 5、 一根逆流型二次風(fēng)柱4和二次風(fēng)箱6組成，所述若干個(gè)下傾式二次風(fēng) 管5安裝在流化床燃燒室3的壁面2上，布風(fēng)板1水平設(shè)置在流化床燃燒 室3的底端，所述逆流型二次風(fēng)柱4布置在流化床燃燒室3內(nèi)的中心區(qū)域， 所述逆流型二次風(fēng)柱4主要由二次風(fēng)輸送管8、逆流型柱頭9組成，逆流 型柱頭9的側(cè)壁上設(shè)有二次風(fēng)噴口 11， 二次風(fēng)輸送管8的上端穿過(guò)逆流型 柱頭9的下端面裝在逆流型柱頭9內(nèi)并與逆流型柱頭9固接，所述二次風(fēng) 箱6通過(guò)二次風(fēng)輸送管8與逆流型柱頭9內(nèi)的空腔連通。
具體實(shí)施方式
二圖2所示，本實(shí)施方式所述二次風(fēng)輸送管8的上端面 8-1與逆流型柱頭9的上端內(nèi)壁面9-1之間留有間隙。來(lái)自二次風(fēng)箱6的 二次風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)輸送管8的上端流出進(jìn)入導(dǎo)流風(fēng)道10，再?gòu)亩物L(fēng)噴口 ll噴出。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。由于本發(fā)明(柱式逆 流型二次風(fēng)柱)處于流化床底部密相區(qū)高溫高濃度區(qū)，如果沒(méi)有敷設(shè)耐火耐磨 材料，二次風(fēng)輸送管8和逆流型柱頭9都需要采用耐熱耐磨材料制成。
具體實(shí)施方式
三如圖3所示，本實(shí)施方式所述二次風(fēng)輸送管8的上端 面8-1與逆流型柱頭9的上端內(nèi)壁面9-1密閉連接，所述裝在逆流型柱頭 9內(nèi)的二次風(fēng)輸送管8的上端側(cè)壁上設(shè)有若干個(gè)通流孔13。來(lái)自二次風(fēng)箱6的二次風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)輸送管8內(nèi)，從若干個(gè)通流孔13流出，再?gòu)亩物L(fēng)噴 口11噴出。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四如圖2所示，本實(shí)施方式所述逆流型柱頭9是內(nèi)側(cè)壁 面為文丘里結(jié)構(gòu)的逆流型柱頭16。逆流型柱頭9的內(nèi)側(cè)壁面為文丘里結(jié)構(gòu) 可將導(dǎo)流風(fēng)道10變成為漸縮漸擴(kuò)的結(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步防止顆粒倒流。其它組成 及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五如圖4所示，本實(shí)施方式還包括耐火耐磨材料層15， 所述耐火耐磨材料層15附在二次風(fēng)輸送管8的表面上。所述耐火耐磨材 料層15，可使逆流型柱頭9和二次風(fēng)輸送管8固接成一體，防止床燃燒室 內(nèi)高濃度氣固流對(duì)逆流型柱頭9及二次風(fēng)輸送管8產(chǎn)生直接磨損沖擊。其 它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
六如圖1所示，本實(shí)施方式還包括閥門(mén)7，所述閥門(mén)7 安裝在二次風(fēng)輸送管8的下端。閥門(mén)7用來(lái)進(jìn)行二次風(fēng)柱內(nèi)的流量控制。 其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
七如圖l、圖4所示，在流化床燃燒室3內(nèi)將逆流型二 次風(fēng)柱4垂直于布風(fēng)板1布置，二次風(fēng)輸送管8由下至上依次穿過(guò)一次風(fēng) 箱12和布風(fēng)板1。該燃燒裝置在燃燒室3的壁面二次風(fēng)口 5通入部分二次 風(fēng)，并由逆流型二次風(fēng)柱4往爐內(nèi)送入另一部分二次風(fēng)。其流程為通過(guò)二 次風(fēng)輸送管8將二次風(fēng)箱6的二次風(fēng)導(dǎo)向逆流式柱頭9， 二次風(fēng)在柱頭內(nèi) 下行，進(jìn)入導(dǎo)流風(fēng)道IO，經(jīng)過(guò)水平或有一定傾角的二次風(fēng)噴口 11進(jìn)入燃 燒室內(nèi)。本發(fā)明通過(guò)壁面-中心二次風(fēng)配合進(jìn)行供風(fēng)，有利于解決大型流化 床燃燒裝置二次風(fēng)穿^l性不足的缺點(diǎn)，促進(jìn)爐內(nèi)氣固兩相的混合與反應(yīng)。二次 風(fēng)給風(fēng)裝置所處的爐膛環(huán)境為氣體-固體顆粒兩相流態(tài)化環(huán)境。即包括鼓泡流 態(tài)化、湍流流態(tài)化、快速流態(tài)化、密相氣力輸送等。根據(jù)壓力環(huán)境不同又可分 為常壓流態(tài)化環(huán)境和增壓流態(tài)化環(huán)境。
本實(shí)施方式所述二次風(fēng)噴口 11水平或與水平面有一定的夾角。當(dāng)在 一個(gè)柱頭上二次風(fēng)噴口 11設(shè)置三個(gè)以上時(shí)，可采用隔板將不同的二次風(fēng) 噴口 11隔開(kāi)。隔板延伸面可與逆流型柱頭9頂部及二次風(fēng)輸送管8垂直， 形成直射流。也可以與逆流型柱頭9的頂部有一定傾角，或者與二次風(fēng)輸
送管8有一定傾角，使射流在噴入燃燒室內(nèi)時(shí)具有一定的切向速度，因而 在柱頭周圍形成一定程度的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)。
具體實(shí)施方式
八如圖5所示，可以采用一根二次風(fēng)輸送管8上布置若 干個(gè)柱頭9來(lái)實(shí)現(xiàn)沿高度上方向的流化床燃燒室3內(nèi)的二次風(fēng)布置。除頂端 柱頭外，其余柱頭都通過(guò)二次風(fēng)輸送管8上的開(kāi)孔將二次風(fēng)導(dǎo)入柱頭9內(nèi)。
具體實(shí)施方式
九如圖6所示，可以在流化床燃燒室3內(nèi)布置若干個(gè)逆 流型二次風(fēng)柱4，以便滿足大型流化床供風(fēng)的需要。當(dāng)流化床燃燒室3內(nèi)所 布置本發(fā)明所述的柱式逆流型二次風(fēng)柱大于兩個(gè)時(shí)，可間隔布置，相鄰給風(fēng) 裝置間應(yīng)留有較多的流動(dòng)空間，以供燃燒室內(nèi)的氣體和固體自由流動(dòng)。
具體實(shí)施方式
十如圖1所示，所述二次風(fēng)箱6設(shè)置在流化床燃燒室3外。
具體實(shí)施方式
十一圖7所示， 一次風(fēng)箱12設(shè)置在布風(fēng)板1的下方， 所述二次風(fēng)箱6是內(nèi)部設(shè)有隔板并通過(guò)隔板進(jìn)行分隔成若干個(gè)小空間的二 次風(fēng)箱17且其內(nèi)部設(shè)有連管14，內(nèi)部設(shè)有隔板并通過(guò)隔板進(jìn)行分隔成若 干個(gè)小空間的二次風(fēng)箱17設(shè)置在布風(fēng)板1和一次風(fēng)箱12之間。每個(gè)小空 間對(duì)應(yīng)一個(gè)逆流型二次風(fēng)柱4，實(shí)現(xiàn)分別供風(fēng)。而布風(fēng)板1則通過(guò)連管14 從一次風(fēng)箱12引出一次風(fēng)。
權(quán)利要求
1、一種壁面-中心復(fù)合供給二次風(fēng)的流化床燃燒裝置，其特征在于它包括流化床燃燒室(3)、布風(fēng)板(1)、若干個(gè)下傾式二次風(fēng)管(5)、至少一根逆流型二次風(fēng)柱(4)和二次風(fēng)箱(6)，所述若干個(gè)下傾式二次風(fēng)管(5)安裝在流化床燃燒室(3)的壁面(2)上，布風(fēng)板(1)水平設(shè)置在流化床燃燒室(3)的底端，所述逆流型二次風(fēng)柱(4)布置在流化床燃燒室(3)內(nèi)的中心區(qū)域，所述逆流型二次風(fēng)柱(4)主要由二次風(fēng)輸送管(8)、逆流型柱頭(9)組成，逆流型柱頭(9)的側(cè)壁上設(shè)有二次風(fēng)噴口(11)，二次風(fēng)輸送管(8)的上端穿過(guò)逆流型柱頭(9)的下端面裝在逆流型柱頭(9)內(nèi)并與逆流型柱頭(9)固接，所述二次風(fēng)箱(6)通過(guò)二次風(fēng)輸送管(8)與逆流型柱頭(9)內(nèi)的空腔連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁面-中心復(fù)合供給二次風(fēng)的流化床燃燒裝置， 其特征在于所述二次風(fēng)輸送管(8)的上端面(8-1)與逆流型柱頭(9)的 上端內(nèi)壁面(9-1)之間留有間隙。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁面-中心復(fù)合供給二次風(fēng)的流化床燃燒裝置， 其特征在于所述二次風(fēng)輸送管(8)的上端面(8-1)與逆流型柱頭(9)的 上端內(nèi)壁面(9-1)密閉連接，所述裝在逆流型柱頭(9)內(nèi)的二次風(fēng)輸送 管(8)的上端側(cè)壁上設(shè)有若干個(gè)通流孔(13)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁面-中心復(fù)合供給二次風(fēng)的流化床燃燒裝置, 其特征在于所述逆流型柱頭(9)是內(nèi)側(cè)壁面為文丘里結(jié)構(gòu)的逆流型柱頭(16)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁面-中心復(fù)合供給二次風(fēng)的流化床燃燒裝置， 其特征在于它還包括耐火耐磨材料層(15)，所述耐火耐磨材料層(15)附 在二次風(fēng)輸送管(8)的表面上，與柱頭和連接管形成一體。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁面-中心復(fù)合供給二次風(fēng)的流化床燃燒裝置， 其特征在于它還包括閥門(mén)(7)，所述閥門(mén)(7)安裝在二次風(fēng)輸送管(8) 的下端。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁面-中心復(fù)合供給二次風(fēng)的流化床燃燒裝置， 其特征在于它還包括一次風(fēng)箱(12)，所述一次風(fēng)箱(12)設(shè)置在布風(fēng)板(1)的下方，所述二次風(fēng)箱(6)是內(nèi)部設(shè)有隔板并通過(guò)隔板進(jìn)行分隔成若干 個(gè)小空間的二次風(fēng)箱(17)，內(nèi)部設(shè)有隔板并通過(guò)隔板進(jìn)行分隔成若干個(gè) 小空間的二次風(fēng)箱(17)設(shè)置在布風(fēng)板(1)和一次風(fēng)箱(12)之間。
全文摘要
壁面-中心復(fù)合供給二次風(fēng)的流化床燃燒裝置，它涉及一種燃燒裝置。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的流化床燃燒裝置的二次給風(fēng)存在鍋爐中央?yún)^(qū)域供風(fēng)效果不理想、二次風(fēng)穿透能力較弱、物料倒返入二次風(fēng)輸送管、運(yùn)行穩(wěn)定性差的問(wèn)題。所述若干個(gè)下傾式二次風(fēng)管(5)安裝在流化床燃燒室(3)的壁面(2)上，所述逆流型二次風(fēng)柱(4)布置在流化床燃燒室(3)內(nèi)的中心區(qū)域，逆流型柱頭(9)的側(cè)壁上設(shè)有二次風(fēng)噴口(11)，二次風(fēng)輸送管(8)的上端穿過(guò)逆流型柱頭(9)的下端面裝在逆流型柱頭(9)內(nèi)并與逆流型柱頭(9)固接。本發(fā)明補(bǔ)充了鍋爐的爐膛中央?yún)^(qū)域燃燒所需要的空氣，促進(jìn)爐內(nèi)氣固兩相的充分混合與反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)較高的燃燒效率。
文檔編號(hào)F23C10/00GK101196295SQ200710144890
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者吳少華, 孫紹增, 王正陽(yáng), 明 秦, 秦裕琨, 趙廣播, 鄧啟剛 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)