[发明专利]一种燃用高钠煤的紧凑型循环流化床锅炉

说明书

技术领域

本发明属于清洁煤燃烧利用技术领域，特别涉及一种燃用高钠煤的紧凑型循环流化床锅炉。

背景技术

我国是煤炭资源丰富的国家，探明储量10997亿吨，预测煤炭总资源量超过5万亿吨，但我国大多数的煤炭资源位于西部地区，这些地区降水少，属于干旱、半干旱和沙漠化地区，生态环境脆弱、经济欠发达。如果单纯将煤炭资源外运，运输量大、距离远，这是西部煤炭资源大规模利用的主要瓶颈，而在西部地区采用煤炭资源燃烧发电并外送则是解决目前利用瓶颈问题的最好办法。

新疆在西部地区中煤炭储量最为丰富，新疆煤的水分和挥发分含量较高，灰分、热值较低，煤灰中的钠和钾含量较高，灰熔点较低，在燃烧过程中其煤灰沾污性极强，属于强积灰结渣型灰，属于高钠煤范畴。在燃用高钠煤的过程中发现，相当数量的锅炉炉膛内、过热器和再热器区域在短期内会形成了大片粘结性很强的积灰，并伴有严重的高温腐蚀，最终导致锅炉大面积爆管，直接影响了锅炉运行的可靠性、安全性和经济性。

现有技术手段中，一般通过增加炉膛截面积、优化燃烧及配风、增加吹灰频次、使用添加剂、配煤掺烧等手段加以延缓，但始终难以根治。国内外燃用高钠煤的均属一大难题，因此高钠煤仅在美国、澳大利亚和我国少数电厂进行掺烧利用。掺烧过程中，煤粉锅炉容易在炉内燃烧器区域结渣和高温过热器、高温再热器出现沾污堵塞问题，循环流化床锅炉容易在床面出现结焦和尾部烟道受热面沾污堵塞问题。虽然整体而言燃用高钠煤的循环流化床锅炉的运行周期要长于煤粉锅炉，且循环流化床锅炉的掺烧比例要高于煤粉锅炉（一般为40%～50%），但由于所掺烧煤种价格较高，机组运行的经济性受到了显著地影响。

因此，要想实现我国煤炭资源的大规模利用，迫切需要寻求一种直接燃烧高钠煤的方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种燃用高钠煤的紧凑型循环流化床锅炉，能够清洁高效地燃用高钠煤，避免积灰和结渣。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种燃用高钠煤的紧凑型循环流化床锅炉，包括炉膛，所述炉膛分为下部的炉膛密相区1和上部的炉膛稀相区2，炉膛稀相区2通过分离器入口烟道3接布置在锅炉炉前的旋风分离器4的烟气出口，旋风分离器4的排尘口通过立管5连接返料器6，返料器6通过回料管7接炉膛密相区1。

所述炉膛稀相区2内设有多片布置的炉内屏式受热面A。

所述炉内屏式受热面A布置在前后墙或左右侧墙，屏之间的间距在200～1000mm之间。

所述偏心旋风分离器4除尘后的洁净烟气由分离器中心筒8进入连接冷却烟道9，连接冷却烟道9接纵向的尾部烟道10，尾部烟道10底部设置有尾部烟道出口13和带灰斗排灰口12的灰斗11。

所述连接冷却烟道9内设置有多级屏式烟气冷却受热面C，所述多级屏式烟气冷却受热面C为对流式受热面，各级之间串连布置。

所述尾部烟道10内布置有尾部烟道受热面B。

所述分离器入口烟道3、连接冷却烟道9和尾部烟道10中均设置有吹灰器16，吹灰器16沿烟气流动方向布置在不同受热面之间或相同受热面的不同区域之间，吹灰介质为蒸汽、空气、燃气或水，同时吹灰器16周边设置清灰孔，以供人力或机械进行补充清灰。

所述返料器6设置有循环灰排放口15，用于定期或连续排放返料器6内的循环灰。

所述回料管7连接物料添加管14，燃烧所需的煤、脱硫剂和补充床料可通过物料添加管14与回料管7内的循环灰混合后送入炉膛密相区1或单独送入炉膛密相区1。灰渣一部分由烟气携带走，一部分由炉膛密相区1设置的排渣口17和返料器6设置的循环灰排放系统15定期或连续排出。凝结固化在飞灰、底渣和床料中气态碱金属及其化合物也可通过排渣口17和循环灰排放系统15进行置换和富集排出。

本发明使用的脱硫剂包括石灰石、消石灰、电石渣或可以充当脱硫剂的物质。使用的补充床料包括沙子、炉渣、循环灰等可以充当床料的惰性补充物质，这些物质可以定期或连续补充。

在分离器入口烟道3中设置有用于定期或连续添加脱硝剂的脱硝还原剂喷入口18，为了降低NO_X排放浓度，通过脱硝还原剂喷入口可以定期或连续喷入脱硝剂的物质。脱硝剂包括尿素水溶液、氨水、液氨或可以充当脱硝剂的物质。

所述炉膛密相区1和炉膛稀相区2气流流动速度为3～5m/s，同时温度控制在600～850℃之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：