氣固噴射器和循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種氣固噴射器和循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)。所述氣固噴射器包括料斗、噴射管和與高壓氣源連接的噴嘴，其中，噴射管包括入口段、混合段和擴(kuò)散段，入口段的小口徑端和擴(kuò)散段的小口徑端分別與混合段的兩端連通，入口段的大口徑端設(shè)置有端蓋，擴(kuò)散段的大口徑端為出料口；料斗設(shè)置在噴射管的入口段上并且料斗的下料口與噴射管內(nèi)部連通；噴嘴穿過所述端蓋并伸入至入口段內(nèi)；并且，料斗的內(nèi)壁面、噴射管的內(nèi)壁面以及噴嘴伸入至入口段內(nèi)的部分的外表面上均形成有由耐高溫、耐磨材料制成的工作層。本實(shí)用新型的裝置可以實(shí)現(xiàn)高溫循環(huán)灰的穩(wěn)定輸送，建立了良好的灰循環(huán)，并解決了進(jìn)料口返風(fēng)結(jié)焦。
【專利說明】氣固噴射器和循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種噴射器，更具體地講，涉及一種用于循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)的氣固噴射器和循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)是近十幾年來迅速發(fā)展的一項(xiàng)高效低污染清潔燃燒枝術(shù)。國際上這項(xiàng)技術(shù)在電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和廢棄物處理利用等領(lǐng)域已得到廣泛的商業(yè)應(yīng)用，并向幾十萬千瓦級規(guī)模的大型循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展；國內(nèi)在這方面的研究、開發(fā)和應(yīng)用也逐漸興起，已有上百臺循環(huán)流化床鍋爐投入運(yùn)行或正在制造之中。
[0003]循環(huán)流化床鍋爐通常由流化床燃燒室(爐膛)、循環(huán)灰分離器(氣固分離器)、回灰循環(huán)系統(tǒng)和輔助設(shè)備等組成。
[0004]某廠現(xiàn)有的循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)包括燃燒室、旋風(fēng)分離器、自由沉降分離器(重力沉降分離器)、鎖氣器和返料器，燃燒室排出的煙氣在旋風(fēng)分離器和自由沉降分離器中進(jìn)行氣固分離，所得的固體物料經(jīng)過返料器返回燃燒室再次進(jìn)行燃燒，鎖氣器設(shè)置在沉降分離器與返料器之間，因自由沉降分離器和旋風(fēng)分離器的高度受限，無法采用常用U型返料器、L型返料器，而采用的是適用于低密度、稀相固粉體輸送的空氣輸送斜槽，無法建立連續(xù)穩(wěn)定的回灰循環(huán)系統(tǒng)，并且進(jìn)料口采用了僅適用于240°C以下工況的固粉體輸送系統(tǒng)的舌板鎖氣器，鎖氣器易發(fā)生泄漏，造成返風(fēng)在落料管內(nèi)結(jié)焦。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個或多個問題。
[0006]例如，本實(shí)用新型目的之一在于提供一種能夠解決進(jìn)料口返風(fēng)結(jié)焦、提高鍋爐循環(huán)倍率，并且具有耐高溫、耐磨損的氣固噴射器。
[0007]本實(shí)用新型一方面提供了一種氣固噴射器。所述氣固噴射器包括料斗、噴射管和與高壓氣源連接的噴嘴，其中，所述噴射管包括入口段、混合段和擴(kuò)散段，所述混合段的截面積不變，所述入口段的截面積由大到小逐漸收斂，所述擴(kuò)散段的截面積由小到大逐漸擴(kuò)張，并且所述入口段的小口徑端和擴(kuò)散段的小口徑端分別與所述混合段的兩端連通，所述入口段的大口徑端設(shè)置有端蓋，所述擴(kuò)散段的大口徑端為出料口 ；所述料斗設(shè)置在噴射管的入口段上并且料斗的下料口與噴射管內(nèi)部連通；所述噴嘴穿過所述端蓋并伸入至入口段內(nèi)；并且，所述料斗的內(nèi)壁面、噴射管的內(nèi)壁面以及噴嘴伸入至入口段內(nèi)的部分的外表面上均形成有由耐高溫、耐磨材料制成的工作層。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的氣固噴射器的一個實(shí)施例，所述耐高溫、耐磨材料為鑄石。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的氣固噴射器的一個實(shí)施例，所述端蓋通過法蘭與所述噴射管的入口段連接。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的氣固噴射器的一個實(shí)施例，所述噴嘴以螺紋連接方式安裝在與所述端蓋上。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的氣固噴射器的一個實(shí)施例，所述入口段的中心角為8?10度，所述入口段的長度為100?120mm，所述擴(kuò)散段的中心角為8?12度，所述擴(kuò)散段的長度為250?300mm,所述混合段的長度為100?150mm,所述混合段的管徑為40?50mm。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的氣固噴射器的一個實(shí)施例，所述噴嘴伸入至入口段內(nèi)的部分的長度大于所述料斗的下料口與所述端蓋之間的最大距離。
[0013]本實(shí)用新型另一方面提供了一種循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)。該循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)包括燃燒室和氣固分離裝置，所述氣固分離裝置用于對燃燒室排出的煙氣進(jìn)行氣固分離，所述循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)還包括如上所述的氣固噴射器，并且所述氣固分離裝置的固體物料出口與所述氣固噴射器的料斗連接，所述氣固噴射器的出料口與所述燃燒室連通。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果包括實(shí)現(xiàn)高溫循環(huán)灰的穩(wěn)定輸送，建立了良好的灰循環(huán)，解決了進(jìn)料口返風(fēng)結(jié)焦，提高了鍋爐循環(huán)倍率，使尾氣含塵量和尾氣煤粉殘?zhí)苛看蠓认陆?，并有效地提高了設(shè)備的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，本實(shí)用新型的上述和其他目的及特點(diǎn)將會變得更加清楚，其中:
[0016]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型示例性實(shí)施例的氣固噴射器的安裝示意圖。
[0017]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型示例性實(shí)施例的氣固噴射器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖標(biāo)記說明如下:
[0019]10、氣固噴射器11、噴嘴12、料斗13、噴射管的入口段14、噴射管的混合段15、噴射管的擴(kuò)散段、20、氣固分離裝置30、落料管31、捅渣孔40、鎖氣器50、輸送管51、吹掃孔60、燃燒室70、備用管。
【具體實(shí)施方式】
[0020]在下文中，將結(jié)合示例性實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型的氣固噴射器和循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)。
[0021]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型示例性實(shí)施例的氣固噴射器的安裝示意圖。圖2是根據(jù)本實(shí)用新型示例性實(shí)施例的氣固噴射器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型示例性實(shí)施例的氣固噴射器10包括與高壓氣源連接的噴嘴11、料斗12、和噴射管，其中，所述噴射管包括入口段13、混合段(喉道)14和擴(kuò)散段15，混合段的截面積不變，入口段的截面積由大到小逐漸收斂，擴(kuò)散段的截面積由小到大逐漸擴(kuò)張，并且入口段的小口徑端和擴(kuò)散段的小口徑端分別與混合段的兩端連通，入口段的大口徑端設(shè)置有端蓋，擴(kuò)散段的大口徑端為出料口 ；料斗12設(shè)置在噴射管的入口段13上并且料斗的下料口與噴射管內(nèi)部連通，優(yōu)選地，料斗與噴射管之間采用法蘭連接；噴嘴11穿過端蓋并伸入至入口段內(nèi)；并且，料斗12的內(nèi)壁面、噴射管的內(nèi)壁面以及噴嘴11伸入至入口段內(nèi)的部分的外表面上均形成有由耐高溫、耐磨材料(例如，鑄石)制成的工作層。采用鑄石耐磨材料后，氣固噴射器可以在高達(dá)600°C的溫度條件下工作，并且氣固噴射器與高溫物料接觸的部分的耐磨性增加，可以避免噴射管因磨損而發(fā)生穿孔。[0022]優(yōu)選地，端蓋通過法蘭與噴射管的入口段連接。噴嘴11以螺紋連接方式安裝在端蓋上，具體地，噴嘴11的外表面具有螺紋，端蓋上設(shè)置有供噴嘴穿過的螺紋孔，并且，在噴嘴11穿過端蓋的一端以及未穿過端蓋的另一端上均設(shè)置有螺母，當(dāng)調(diào)整好噴嘴伸入噴射管入口段內(nèi)的距離后，旋擰螺母，可將噴嘴11固定在端蓋上。
[0023]此外，噴射管各段的幾何尺寸應(yīng)當(dāng)符合一定要求。其中入口段的中心角(圖2中的α角)可以為8?10度，角度越小輸送能力越大，但易出現(xiàn)紊流，加劇內(nèi)壁的磨損，經(jīng)過實(shí)踐證明8?10度可保證輸送能力，同時避免出現(xiàn)紊流，入口段的長度可以為100?120mm;擴(kuò)散段的中心角(圖2中的β角)可以為8?12度，角度越大，則載有固體物料的氣流進(jìn)入擴(kuò)散段后的阻力越小，但角度越大，噴射器尺寸越大，擴(kuò)散段的長度可以為250?300mm ;混合段的長度為100?150_，混合段的長度越長，混合效果越好，但阻力亦越大，經(jīng)過實(shí)踐證明，混合段的長度在100?150mm的范圍內(nèi)混合效果很好，同時阻力亦不大，所述混合段的管徑可以為40?50_。
[0024]優(yōu)選地，噴嘴伸入至入口段內(nèi)的部分的長度(圖2中的LI)大于料斗的下料口與入口段大口徑端的端蓋之間的最大距離(圖2中的L2)，不易產(chǎn)生渦流，進(jìn)而避免由于渦流導(dǎo)致的噴射管入口段13內(nèi)壁磨損，以及使料斗的下料口無法形成負(fù)壓，影響對物料的輸送。
[0025]具有一定壓強(qiáng)的空氣通過噴嘴11后，以很高的速度通過入口段13并進(jìn)入混合段14中。此時，在入口段13內(nèi)形成一定的負(fù)壓，從料斗12送入的固體物料立即被氣流所吸入，一同進(jìn)入混合段14。物料與高速氣流在混合段14中進(jìn)一步混合均勻并通過擴(kuò)散段增壓。在此過程中，空氣把一部分動能傳給物料，使物料加速，以獲得一定的輸送速度。使用時，可以調(diào)整壓縮空氣壓力，獲得不同的物料輸送量。例如，在本實(shí)施例中，通入0.3?0.5Mpa的壓縮空氣，輸送固體物料的粒徑小于2mm，料斗的下料量可以達(dá)到I?1.5t/h。
[0026]本實(shí)用新型另一方面提供了一種循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)，該循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)包括上述氣固噴射器10、氣固分離裝置20、落料管30、球形鎖氣器40、輸送管50以及燃燒室60。其中，氣固分離裝置20用于對燃燒室60排出的煙氣進(jìn)行氣固分離，例如，可以包括旋風(fēng)分離器、自由沉降分離器。落料管30與氣固分離裝置的固體物料出口連接，并且在落料管上設(shè)置有捅渣孔31，以便于解決當(dāng)固體物料(例如，煤粉)堵塞落料管30進(jìn)行疏通。進(jìn)一步地，循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)還包括與落料管30連通的備用管70，以便于生產(chǎn)過程出現(xiàn)事故等問題時進(jìn)行放渣。球形鎖氣器40設(shè)置在落料管30與料斗12之間。氣固噴射器10的出料口通過輸送管50與燃燒室60連通，輸送管50上可以設(shè)置有吹掃孔51。旋風(fēng)分離器和重力沉降分離的粉煤(溫度為450?600°C)經(jīng)過鎖氣器后，由氣固噴射器送入燃燒室再次進(jìn)行燃燒。在本實(shí)施例中，由于采用的氣固噴射器的料斗下料口(噴射管的進(jìn)料口)處形成負(fù)壓，可以避免鎖氣器發(fā)生泄漏，同時避免由于返風(fēng)造成的落料管內(nèi)結(jié)焦。
[0027]綜上所述，本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)高溫循環(huán)灰的穩(wěn)定輸送，建立了良好的灰循環(huán)，解決了進(jìn)料口返風(fēng)結(jié)焦，提高了鍋爐循環(huán)倍率，使尾氣含塵量和尾氣煤粉殘?zhí)苛看蠓认陆担仩t熱效率達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，并具有較長的使用壽命。
[0028]盡管上面已經(jīng)通過結(jié)合示例性實(shí)施例描述了本實(shí)用新型，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可對本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例進(jìn)行各種修改和改變。
【權(quán)利要求】
1.一種氣固噴射器，其特征在于，所述氣固噴射器包括料斗、噴射管和與高壓氣源連接的噴嘴，其中， 所述噴射管包括入口段、混合段和擴(kuò)散段，所述混合段的截面積不變，所述入口段的截面積由大到小逐漸收斂，所述擴(kuò)散段的截面積由小到大逐漸擴(kuò)張，并且所述入口段的小口徑端和擴(kuò)散段的小口徑端分別與所述混合段的兩端連通，所述入口段的大口徑端設(shè)置有端蓋，所述擴(kuò)散段的大口徑端為出料口； 所述料斗設(shè)置在噴射管的入口段上并且料斗的下料口與噴射管內(nèi)部連通； 所述噴嘴穿過所述端蓋并伸入至入口段內(nèi)； 并且，所述料斗的內(nèi)壁面、噴射管的內(nèi)壁面以及噴嘴伸入至入口段內(nèi)的部分的外表面上均形成有由耐高溫、耐磨材料制成的工作層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固噴射器，其特征在于，所述耐高溫、耐磨材料為鑄石。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固噴射器，其特征在于，所述端蓋通過法蘭與所述噴射管的入口段連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固噴射器，其特征在于，所述噴嘴以螺紋連接方式安裝在所述端蓋上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固噴射器，其特征在于，所述入口段的中心角為8?10度，所述入口段的長度為100?120mm，所述擴(kuò)散段的中心角為8?12度，所述擴(kuò)散段的長度為250?300mm,所述混合段的長度為100?150mm,所述混合段的管徑為40?50mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固噴射器，其特征在于，所述噴嘴伸入至入口段內(nèi)的部分的長度大于所述料斗的下料口與所述端蓋之間的最大距離。
7.一種循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)，包括燃燒室和氣固分離裝置，所述氣固分離裝置用于對燃燒室排出的煙氣進(jìn)行氣固分離，其特征在于，所述循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)還包括如權(quán)利要求I至6任意一項(xiàng)所述的氣固噴射器，并且所述氣固分離裝置的固體物料出口與所述氣固噴射器的料斗連接，所述氣固噴射器的出料口與所述燃燒室連通。
【文檔編號】F23C10/22GK203489259SQ201320465764
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】周彥, 范兵, 張建全 申請人:攀鋼集團(tuán)鈦業(yè)有限責(zé)任公司