一种1000MW等级超超临界循环流化床锅炉的制作方法

一种1000mw等级超超临界循环流化床锅炉
技术领域
1.本发明属于燃烧设备/循环流化床锅炉的技术领域，具体而言，涉及一种1000mw等级超超临界循环流化床锅炉。


背景技术：

2.循环流化床燃烧技术以其高效节能、易于控制污染物排放及燃料适应广等方面的优势，在世界范围内得到广泛的应用。目前，世界各国火力发电机组参数已由超临界(25.0mpa、540℃～566℃)发展到超超临界(24～30.0mpa、580℃～610℃)及以上。超超临界机组的发电效率可达45％～47％，比超临界机组高3％～4％，经济性进一步提高。
3.国内已自主开发出350mw～660mw超临界循环流化床锅炉并投入运行。然而，为了进一步降低煤耗，并追求更高的发电效率，我国对现役和新建燃煤机组的煤耗要求不断提高。循环流化床锅炉也必然向着更高参数、更大容量的超超临界、高效超超临界、带二次再热甚至700℃参数方向发展。在此背景下，研发机组效率更高的1000mw级超超临界循环流化床锅炉势在必行。1000mw高效超超临界参数锅炉相对660mw超临界及以下等级锅炉来说热容量上有了较大的增加，循环流化床锅炉需要更大的炉膛截面，以获得合理的炉膛断面烟速，满足炉膛受热面防磨和吸热的要求。1000mw等级超超临界循环流化床锅炉在设计放大过程中，炉膛放大的同时如何保证二次风的穿透性、如何保证炉内物料的均匀性、如何更紧凑的布置是迫切需要解决的问题。


技术实现要素：

4.鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种1000mw等级超超临界循环流化床锅炉以达到实现了锅炉二次风的穿透性、炉内物料的均匀性和紧凑布置的目的。
5.本发明所采用的技术方案为：一种1000mw等级超超临界循环流化床锅炉，包括炉膛，所述炉膛的内部被分割成布置于锅炉中心线两侧的炉膛腔，两侧的炉膛腔分别配设有与其连通的风室；
6.还包括分别与各所述炉膛腔配套的多个旋风分离器，各所述旋风分离器连接有回料器，回料器通过回料腿连通至对应的炉膛腔；
7.还包括分别对应两侧炉膛腔的分离器出口烟道，同一侧的各所述旋风分离器分别连接至该侧所对应的分离器出口烟道；
8.还包括尾部烟道，各所述分离器出口烟道均连通至尾部烟道。
9.进一步地，所述炉膛的内部在锅炉中心线沿深度方向布置有多片水冷隔墙，通过各所述水冷隔墙将炉膛的内部分割成布置于锅炉中心线两侧的炉膛腔，且相邻两片水冷隔墙之间留有间隙；
10.将炉膛分割形成2个烟气物料通道，在相邻两水冷隔墙之间留有一定的间隙用于炉膛内的烟气压力及物料平衡。
11.进一步地，所述炉膛的下部设为分跨状结构，分跨状结构的两支跨分别为两侧炉膛腔的一部分，两支跨的下部分别设有所述风室且风室与对应的炉膛腔之间设置有布风板；
12.将炉膛下部分设计为两个分跨部分，以保证二次风的穿透性。
13.进一步地，所述风室的侧部设有多路一次风喷嘴，以实现一次风从炉膛的两侧分多路进入风室。
14.进一步地，所述炉膛腔的外侧墙连通有外二次风喷嘴，炉膛腔的内侧墙连通有内二次风喷嘴，以实现二次风从炉膛的内外两侧进入至炉内。
15.进一步地，所述炉膛腔的内侧墙底部布置有排渣口，且排渣口外接有冷渣器，冷渣器布置在对应所述风室的下方。
16.进一步地，各所述回料器均连接有两只所述回料腿，且在各只回料腿上的下部斜段布置有给煤口。
17.进一步地，所述分离器出口烟道设为膜式壁或钢板式结构。
18.进一步地，各所述炉膛腔的内部布置有屏式受热面，且屏式受热面包括中温过热器、高温过热器和高温再热器；
19.其中，所述中温过热器、高温过热器和高温再热器统称为屏式受热面，屏式受热面可以是u型屏结构，也可以是l型屏结构。
20.进一步地，所述炉膛配套有至少8台旋风分离器，且各所述旋风分离器绕炉膛中心和所述屏式受热面呈轴对称布置或中心对称布置，以确保较好的流场均匀性。
21.进一步地，所述尾部烟道内设有双烟道区，且双烟道区的出口处布置有烟气挡板，并在双烟道合并后的一侧烟道内至少设有分级布置的省煤器；所述尾部烟道后接有空预器；
22.在前后烟道合并后的烟道内布置上、下两级省煤器，上、下两级省煤器之间根据需要确定是否设置scr反应器，且空预器设有2台且可采用回转式空预器；
23.在双烟道合并后出口处布置有烟气挡板，烟气挡板用于调节双烟道中前后烟道的烟气份额，从而调节再热汽温。
24.进一步地，所述双烟道区分为前侧烟道和后侧烟道，所述前侧烟道内布置有低温再热器，后侧烟道内至少布置有低温过热器，其中，可根据后烟道空间情况和烟温情况布置一级省煤器在后侧烟道内。
25.本发明的有益效果为：
26.1.采用本发明所提供的1000mw等级超超临界循环流化床锅炉，其通过对炉膛内部进行分割成对称布置的炉膛腔，且炉膛腔配置有多个旋风分离器，以保证炉膛上部区域的颗粒浓度和上部炉内受热面有足够换热能力，以满足1000mw等级超超临界循环流化床锅炉的投运需求，解决了1000mw等级超超临界循环流化床锅炉在设计放大过程中，炉膛放大的同时能够保证二次风的穿透性、炉内物料的均匀性以及能够实现更紧凑的布置。
附图说明
27.图1是本发明所提供的1000mw等级超超临界循环流化床锅炉的主视图；
28.图2是本发明所提供的1000mw等级超超临界循环流化床锅炉的侧视图；
29.图3是本发明所提供的1000mw等级超超临界循环流化床锅炉中各个旋风分离器和炉内受热面呈轴对称布置的示意图；
30.图4是本发明所提供的1000mw等级超超临界循环流化床锅炉中各个旋风分离器和炉内受热面呈中心对称布置的示意图；
31.附图中标注如下：
[0032]1‑
炉膛，2
‑
旋风分离器，3
‑
回料器，4
‑
分离器出口烟道，5
‑
尾部烟道，6
‑
一次风喷嘴，7
‑
二次风喷嘴，8
‑
空预器，9
‑
低温再热器，10
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低温过热器，11
‑
省煤器，12
‑
scr反应器，13
‑
中温过热器，14
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高温过热器，15
‑
高温再热器，16
‑
给煤口，17
‑
水冷隔墙，18
‑
风室，19
‑
烟气挡板，20
‑
布风板，21
‑
冷渣器。
具体实施方式
[0033]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0034]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0036]
应注意到：
[0037]
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0038]
实施例1
[0039]
在本实施例中具体提供了一种1000mw等级超超临界循环流化床锅炉，旨在实现了锅炉二次风的穿透性、炉内物料的均匀性和紧凑的布置。该1000mw等级超超临界循环流化床锅炉主要包括炉膛1、风室18、旋风分离器2、回料器3、尾部烟道5等。
[0040]
对于炉膛1部分
[0041]
炉膛1如图1、图2所示，炉膛1由全膜式水冷壁组成，将炉膛1的内部被分割成布置于锅炉中心线两侧的炉膛腔，两侧的炉膛腔分别配设有与其连通的风室18。具体的，炉膛1的内部在锅炉中心线沿深度方向布置有多片水冷隔墙17，通过各所述水冷隔墙17将炉膛1的内部分割成布置于锅炉中心线两侧的炉膛腔，且相邻两片水冷隔墙17之间留有间隙。其中，采用水冷隔墙17可增加水冷受热面，单片水冷隔墙17之间留的间隙可确保两个炉膛腔
的物料和压力平衡。
[0042]
同时，本实施例中，炉膛1设计为单炉膛1双布风板20结构，将炉膛1的下部设为分跨状结构，分跨状结构的两支跨呈对称布置且分别为两侧炉膛腔的一部分，两支跨的下部分别设有所述风室18。将炉膛1的下部分成两跨，能够减小炉膛1下部密相区宽度，并确保二次风的穿透性。
[0043]
在各所述炉膛腔的内部布置屏式受热面(屏式受热面包括有中温过热器13、高温过热器14和高温再热器15)，在实际应用时，屏式受热面可以是u型屏结构，也可以是l型屏结构。
[0044]
对于风室18部分
[0045]
炉膛1底部对称分为两个风室18，两个风室18分别设于炉膛1底部的两跨，且风室18与对应的炉膛腔之间设置有布风板20。在所述风室18的侧部设有多路一次风喷嘴6，且两个风室18外侧的多个一次风喷嘴6是呈对称布置的，以实现将一次风从炉膛1的两侧分为多路进入风室18。
[0046]
二次风分为内二次风和外二次风，外二次风从炉膛1外侧墙进入炉膛1内，内二次风从炉膛1内侧墙进入炉膛1内。具体布置方式为：在炉膛腔的外侧墙连通有外二次风喷嘴7，炉膛腔的内侧墙连通有内二次风喷嘴7。在实际应用时，在炉膛1下部的外侧墙沿深度方向对称布置有外二次风喷嘴7，两侧的外二次风喷嘴7分别对应位于两侧的炉膛腔，该外二次风喷嘴7位于回料腿的上方；在炉膛1下部的内侧墙沿深度方向对称布置有内二次风喷嘴7，内二次风喷嘴7根据其位置关系，又将其分为内上二次风喷嘴7和内下二次风喷嘴7。在实际应用时，部分二次风喷嘴7可根据需要设置助燃燃烧器。
[0047]
对于旋风分离器2部分
[0048]
与现有的超临界循环流化床锅炉相比，1000mw等级超超临界循环流化床锅炉炉膛1高度会增加。为保证炉膛1上部区域的颗粒浓度，保证上部炉内受热面有足够换热能力，需要更高效的分离器。1000mw等级超超临界循环流化床锅炉烟气量远超现有任何已投运的循环流化床锅炉，为此需要更大的分离器或更多的分离器。分离器直径增大，对细小颗粒的捕获能力会减弱，从而降低分离效率。因此只能布置更多的分离器。从现有锅炉热力计算与分离器性能参数看，至少需要8台及以上分离器才能满足烟气量的需求。
[0049]
在本实施例中，如图3所示，以炉膛1配套8台旋风分离器2为例，且各所述旋风分离器2绕炉膛1中心呈轴对称布置，以确保较好的流场均匀性。与之相匹配的，在炉膛1内的中温过热器13、高温过热器14和高温再热器15也呈轴对称布置。
[0050]
还包括分别对应两侧炉膛腔的分离器出口烟道4，位于同一侧的各所述旋风分离器2分别连接至该侧所对应的分离器出口烟道4，即单侧四个旋风分离器2通过旋风分离器2上方的分离器出口烟道4连通到尾部烟道5。在实际应用时，分离器出口烟道4沿锅炉中心线呈轴对称布置，且分离器出口烟道4可以采用绝热式的钢板式结构或汽冷式的膜式壁。
[0051]
在上述中，旋风分离器2总数量不少于8台，其分别对应分离器进口烟道及下部连接的回料器3，不设置外置式换热器。
[0052]
对于回料器3部分
[0053]
上述中，所布置的各个所述旋风分离器2分别连接有一个回料器3，每个回料器3通过回料腿连通至对应的炉膛腔。在实际应用时，各个所述旋风分离器2所连接的回料器3均
连接有两只所述回料腿且两只所述回料腿呈对称布置，且在各只回料腿上的下部斜段均布置有给煤口16，每个回料器3分为两只回料腿从炉膛1外侧墙将旋风分离器2捕获下来的物料输送回炉膛1。
[0054]
在炉膛腔的内侧墙下部布置有排渣口，排渣口外接有冷渣器21且冷渣器21布置在对应风室18的下方。实现炉膛1和外循环回路紧凑布置，不带外置换热器，占地面积小。
[0055]
对于尾部烟道5部分
[0056]
上述中，各所述分离器出口烟道4均连通至尾部烟道5，所述尾部烟道5内设有双烟道区，双烟道区的包墙为膜式壁，且双烟道区的出口处布置有烟气挡板19，前后双烟道合并后通过设置的烟气挡板19调节烟气量，从而调节再热汽温。在烟气挡板19沿烟气流向的一侧(前后烟道汇合后的烟道内)分级布置有一级省煤器11、scr反应器12、二级省煤器11和空预器8。其中，所述双烟道区分为前侧烟道和后侧烟道，所述前侧烟道内布置有低温再热器9，后侧烟道内布置有低温过热器10和省煤器11，在实际应用时，后烟道空间可视情况布置一级省煤器11。所述空预器8设置有2台且可采用回转式空预器8。
[0057]
实施例2
[0058]
在本实施例中，具体提供另一种1000mw等级超超临界循环流化床锅炉，在该实施例中，对旋风分离器2和炉内受热面的布置采用另一种方式，如图4所示，将各个旋风分离器2和位于炉膛1内的屏式受热面采用中心对称布置的方式进行排布，其同样能确保较好的流场均匀性。
[0059]
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。