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CN111536507B - 低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统与集成方法 - Google Patents

低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统与集成方法 Download PDF

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CN111536507B
CN111536507B CN202010432812.9A CN202010432812A CN111536507B CN 111536507 B CN111536507 B CN 111536507B CN 202010432812 A CN202010432812 A CN 202010432812A CN 111536507 B CN111536507 B CN 111536507B
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Abstract

低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统与集成方法，分离返料调控系统包括炉膛、分离器、返料器、排渣管、排渣调节阀、冷渣机、排灰渣管、排灰渣调节阀、冷灰渣机、排灰管、排灰调节阀、冷灰机和除灰渣机；排灰管的入口端伸入所述风室与返料阀底部连通，活动筒在固定筒内实现位置可调；集成方法包括一、锅炉负荷下降或燃料热值降低下的燃料燃烧、烟气和灰分离，二、灰渣排出。本发明通过单独控制分离和返料灰量、排灰渣和排灰，或者联合控制分离返料灰量和排灰渣以及排灰渣和排灰的方法，实现锅炉在低负荷或燃料突变时分离灰量、返料灰量及炉膛床料可调节，使炉膛内温度场合理及均匀，锅炉能够长期安全稳定高效运行，NOX和SO2污染物超低排放。

Description

低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统与集成方法
技术领域
本发明涉及一种锅炉分离返料调控系统及集成方法，特别涉及一种低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统与集成方法。
背景技术
循环流化床锅炉是环保节能的燃烧技术，随着采用高效分离器和自平衡返料器的低排放型循环流化床锅炉应用，实现燃烧系统优化，达到流态再次构成，取得了较好的污染物低排放效果，但是燃料更换和负荷突变会影响锅炉安全稳定运行、节能燃烧和环保排放。由于锅炉分离效率提高，循环物料中细灰增多，提高了床质量降低了床存量，提高了燃烧效率、实现了低氮燃烧。但出现了锅炉低负荷运行下或燃料热值降低时循环物料中细灰过多的问题，致使炉膛下部床温过低，会发生燃烧不稳定熄火、燃料不完全燃烧和炉内脱硫效率降低等，不利于锅炉稳定运行、高效燃烧和污染物超低排放。
发明内容
本发明为解决现有低排放型循环流化床锅炉负荷下降或燃料热值降低时循环物料量过多，燃烧不稳定熄火，炉内脱硫效率下降，锅炉燃烧效率低，污染物排放高的问题，进而提供一种低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统与集成方法。
本发明的技术方案为：低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统包括炉膛、分离器和返料器；所述分离返料调控系统还包括排渣管、排渣调节阀、冷渣机、排灰渣管、排灰渣调节阀、冷灰渣机、排灰管、排灰调节阀、冷灰机和除灰渣机；
所述返料器的立料管安装在返料器的返料阀上部，返料器的返料腿安装在所述返料阀的侧面，返料器的风帽安装在所述返料阀的底部，返料器的风室安装在所述返料阀的下部，排灰管的入口端伸入所述风室与所述返料阀底部连通，所述排灰管的出口端与冷灰机连接，所述排灰调节阀安装在所述排灰管上，所述冷灰机与除灰渣机连接，所述返料腿与炉膛后下部连通，返料器的立料管上沿竖向布置有多个观察孔，所述返料腿上设置有石灰石脱硫接口；
分离器的中心筒包括固定筒和活动筒，固定筒安装在分离器的竖直段顶部，固定筒与尾部烟道连接，活动筒壁面上沿长度方向设置有多组过孔，固定筒壁面上开有贯通的一组通孔，活动筒通过穿过一组通孔和任意一组过孔的销轴固定在固定筒内实现位置可调，所述进出口调速段的侧部均布设置有多个SNCR脱硝接口，分离器的进出口调速段安装在分离器的竖直段侧面，分离器的锥段安装在所述竖直段下部，所述进出口调速段与炉膛上部后出口连接，所述锥段与所述立料管连接；
炉膛的底部在长度方向的两端分别安装有排渣管和排灰渣管，排渣调节阀安装在排渣管上，排渣管与冷渣机连接，排灰渣调节阀安装在排灰渣管上，排灰渣管与冷灰渣机连接，冷渣机和冷灰渣机分别与除灰渣机连接。
本发明的低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统的集成方法一，它包括如下步骤：
一、锅炉负荷下降或燃料热值降低下的燃料燃烧、烟气和灰分离
关闭排灰管上的排灰调节阀，燃料通过给料装置进入炉膛下部，被流化的高温床料加热后迅速燃烧，燃烧过程中产生的大量物料被烟气携带到炉膛上部，烟气携带细灰从炉膛上部后出口进入分离器的进出口调速段，然后，进入分离器的竖直段内围绕中心筒进行烟气与细灰的分离；
改变中心筒的活动筒的长度，调节烟气与细灰的分离，减少或增大分离灰量，使返回炉膛1的返料灰稳定炉膛内温度在800-900℃之间，被分离的分离灰经分离器的锥体进入返料器，分离灰经返料器的立料腿进入返料阀，部分返料灰通过返料腿返回炉膛下部，加热通过给料装置进入炉膛底部的燃料，持续流化循环燃烧，经分离的烟气通过中心筒进入尾部烟道换热后排出炉外；
二、灰渣排出
关闭安装在对应的返料腿位置的排灰渣管上的排灰渣调节阀，调节排渣管上的排渣调节阀开度，排除炉膛下部燃料燃烧后形成的大颗粒炉渣，高温大颗粒炉渣经冷渣机冷却后排至除灰渣机，输送至渣仓。
本发明的低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统的集成方法二，它包括如下步骤：
一、锅炉负荷下降或燃料热值降低下的燃料燃烧、烟气和灰分离
关闭排灰管上的排灰调节阀，燃料通过给料装置进入炉膛下部，被流化的高温床料加热后迅速燃烧，燃烧过程中产生的大量物料被烟气携带到炉膛上部，烟气携带细灰从炉膛上部后出口进入分离器的进出口调速段，然后，进入分离器的竖直段内围绕中心筒进行烟气与细灰的分离；
被分离的分离灰经分离器的锥体进入返料器，分离灰经返料器的立料腿进入返料阀，部分返料灰通过返料腿返回炉膛下部，加热通过给料装置进入炉膛底部的燃料，持续流化循环燃烧，经分离的烟气通过中心筒进入尾部烟道换热后排出炉外；
二、灰渣排出
调节排渣管上的排渣调节阀开度，排除炉膛下部燃料燃烧后形成的大颗粒炉渣，提高形成床料的质量，高温大颗粒炉渣经冷渣机冷却后排至除灰渣机，输送至渣仓；调节安装在对应的返料腿位置的排灰渣管上的排灰渣调节阀的开度，将大部分返料灰和少量炉渣排除，降低形成床料的存量，稳定炉膛内温度在800-900℃之间，高温灰渣经冷灰渣机冷却后排至除灰渣机，输送至渣仓。
本发明的低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统的集成方法三，它包括如下步骤：
一、锅炉负荷下降或燃料热值降低下的燃料燃烧、烟气和灰分离
燃料通过给料装置进入炉膛下部，被流化的高温床料加热后迅速燃烧，燃烧过程中产生的大量物料被烟气携带到炉膛上部，烟气携带细灰从炉膛上部后出口进入分离器的进出口调速段，然后，进入分离器的竖直段内围绕中心筒进行烟气与细灰的分离；
被分离的分离灰经分离器的锥体进入返料器，分离灰经返料器的立料腿进入返料阀，部分返料灰通过返料腿返回炉膛下部，加热通过给料装置进入炉膛底部的燃料，持续流化循环燃烧，经分离的烟气通过中心筒进入尾部烟道换热后排出炉外，调节排灰管上的排灰调节阀的开度，将部分返料灰排除，控制返回炉膛的返料灰量，稳定炉膛内温度在800-900℃之间；
二、灰渣排出
关闭安装在对应的返料腿位置的排灰渣管上的排灰渣调节阀，调节排渣管上的排渣调节阀开度，排除炉膛下部燃料燃烧后形成的大颗粒炉渣，高温大颗粒炉渣经冷渣机冷却后排至除渣机，输送至渣仓，高温灰经冷灰机冷却后排至除渣机，输送至渣仓。
本发明的低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统与集成方法四，它包括如下步骤：
一、锅炉负荷下降或燃料热值降低下的燃料燃烧、烟气和灰分离
关闭排灰管上的排灰调节阀，燃料通过给料装置进入炉膛下部，被流化的高温床料加热后迅速燃烧，燃烧过程中产生的大量物料被烟气携带到炉膛上部，烟气携带细灰从炉膛上部后出口进入分离器的进出口调速段，然后，进入分离器的竖直段内围绕中心筒进行烟气与细灰的分离；
改变中心筒的活动筒的长度，调节烟气与细灰的分离，减少或增大分离灰量，使返回炉膛的返料灰稳定炉膛内温度在800-900℃之间，被分离的分离灰经分离器的锥体进入返料器，分离灰经返料器的立料腿进入返料阀，部分返料灰通过返料腿返回炉膛下部，加热通过给料装置进入炉膛底部的燃料，持续流化循环燃烧，经分离的烟气通过中心筒进入尾部烟道换热后排出炉外；
二、灰渣排出
调节排渣管上的排渣调节阀开度，排除炉膛下部燃料燃烧后形成的大颗粒炉渣，提高形成床料的质量，高温大颗粒炉渣经冷渣机冷却后排至除灰渣机，输送至渣仓；
调节安装在对应的返料腿位置的排灰渣管上的排灰渣调节阀的开度，将大部分返料灰和少量炉渣排除，降低形成床料的存量，稳定炉膛内温度在800-900℃之间，高温灰渣经冷灰渣机冷却后排至除渣机，输送至渣仓。
本发明的低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统的集成方法五，它包括如下步骤：
一、锅炉负荷下降或燃料热值降低下的燃料燃烧、烟气和灰分离
燃料通过给料装置进入炉膛下部，被流化的高温床料加热后迅速燃烧，燃烧过程中产生的大量物料被烟气携带到炉膛上部，烟气携带细灰从炉膛上部后出口进入分离器的进出口调速段，然后，进入分离器的竖直段内围绕中心筒进行烟气与细灰的分离；
被分离的分离灰经分离器的锥体进入返料器，分离灰经返料器的立料腿进入返料阀，部分返料灰通过返料腿返回炉膛下部，加热通过给料装置进入炉膛底部的燃料，持续流化循环燃烧，经分离的烟气通过中心筒进入尾部烟道换热后排出炉外，调节排灰管上的排灰调节阀的开度，将部分返料灰排除，控制返回炉膛的返料灰量，稳定炉膛内温度在800-900℃之间；
二、灰渣排出
调节排渣管上的排渣调节阀开度，排除炉膛下部燃料燃烧后形成的大颗粒炉渣，提高形成床料的质量，高温大颗粒炉渣经冷渣机冷却后排至除灰渣机，输送至渣仓；
调节安装在对应的返料腿位置的排灰渣管上的排灰渣调节阀的开度，将大部分返料灰和少量炉渣排除，降低形成床料的存量，稳定炉膛内温度在800-900℃之间，高温灰渣经冷灰渣机冷却后排至除灰渣机，输送至渣仓，高温灰经冷灰机冷却后排至除灰渣机，输送至渣仓。
上述方案中，通过在返料器3上的石灰石脱硫接口3-7集成后给入石灰石，实现炉内石灰石脱硫；通过安装在分离器2上的SNCR脱硝接口2-6集成，可实现炉内SNCR低成本脱硝，主动控制NOX生成和NOX、SO2炉内脱出，实现NOX、SO2污染物超低排放。
本发明相比现有技术的有益效果是：
1、本发明设计的可调节的中心筒，增加或减少中心筒总长度，达到中心筒总长度灵活调节，来调节调整分离器效率，控制分离灰量，使锅炉在低负荷或燃料突变时，保证分离灰量，保证锅炉稳定运行。
2、本发明设计排灰管和排灰调节阀，通过控制返料灰量，实现锅炉在低负荷或燃料突变时返料灰量可控制，使炉膛内温度达到设计值，可控制在800-900℃范围内，避免发生燃烧不稳定熄火或结焦导致的停炉、炉内脱硫效率低导致的环保排放不达标、燃料不完全燃烧导致的锅炉效率降低等，使锅炉能够长期安全稳定高效运行，NOX和SO2超低排放。具有较好的社会效益和经济效益。
3、本发明的分离返料调控系统，采用高效分离器，实现分离效率可调节，同时集成备用SNCR脱硝接口，实现了流态再构后的NOX协同高效脱出。
4、本发明的分离返料调控系统，采用非机械式的自平衡返料器，实现了返料灰可控量，同时集成石灰石脱硫接口，实现了流态再构后的SO2协同高效脱出。
5、本发明的分离返料调控系统，实现流态再构后，炉膛下部大颗粒浓度大幅减少，从而减轻了炉膛下部浓相区防磨层的磨损，特别是防磨层与膜式壁交界处的磨损，提高锅炉可用率，实现安全运行。
6、利用本发明的分离返料调控系统，实现流态再构后，低排放型循环流化床锅炉运行时二次风区域物料浓度降低，二次风穿透扰动效果增强，炉膛上部气固混合效果得以改进，提高锅炉燃烧效率、降低煤耗量，实现节煤燃烧；炉膛下部更容易形成还原性气氛，抑制氮氧化物生成，热力型NOX生成减少，降低NOX的原始排放，实现低氮燃烧，提高了锅炉的燃烧效率，降低了污染物生成。实现流态再构后，物料流化需要的动力减小，锅炉一、二次风机压头降低，风机电耗大幅下降，实现节电运行。
7、排渣管布置在炉膛底部两侧，通过排渣调节阀排出燃料燃烧后形成的粗渣，排灰渣管布置炉膛底部中间位置，对应返料腿连接炉膛的方向，控制排灰渣调节阀可排出返料灰和燃料燃烧后形成的细渣。
8、本发明的集成方法，通过流态再构后，炉内温度场更合理、更均匀，石灰石与SO2反应时间更长，实现低Ca/S的炉内集成脱硫，达到污染物超低排放，SO2脱出效率提高到99.8％以上。
9、本发明的集成方法，通过流态再构后，尿素或氨水热解生成的NH3与烟尘中的NOX进行SNCR气相反应，脱出烟尘中的NOX，实现炉内高效集成脱硝，达到污染物超低排放。
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步地说明：
附图说明
图1是本发明低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统与集成方法的整体示意图；
图2是冷渣机、冷灰渣机、冷灰机和除灰渣机相互作用关系的平面布置示意图；
图3是冷渣机、冷灰渣机和除灰渣机相互作用关系的平面布置示意图；
图4是冷渣机、冷灰渣机、冷灰机和除灰渣机相互作用关系的立面布置示意图；
图5是图1的I处局部放大图；
图6是图1的II处局部放大图；
图7是图1的K-K剖视图；
图8是利用本发明分离返料调控系统的低排放型循环流化床锅炉的总装示意图；
图9是沿图8中C-C线和D-D线的剖视图。
具体实施方式
参见图1-图5所示，本实施方式的低排放型循环流化床锅炉分离返料调控集成系统包括炉膛1、分离器2和返料器3；所述分离返料调控系统还包括排渣管6、排渣调节阀7、冷渣机8、排灰渣管9、排灰渣调节阀10、冷灰渣机11、排灰管12、排灰调节阀13、冷灰机14和除灰渣机15；
所述返料器3的立料管3-1安装在返料器3的返料阀3-2上部，返料器3的返料腿3-3安装在所述返料阀3-2的侧面，返料器3的风帽3-5安装在所述返料阀3-2的底部，返料器3的风室3-6安装在所述返料阀3-2的下部，排灰管12的入口端伸入所述风室3-6与所述返料阀3-2底部连通，所述排灰管12的出口端与冷灰机14连接，所述排灰调节阀13安装在所述排灰管12上，所述冷灰机14与除灰渣机15连接，所述返料腿3-3与炉膛1后下部连通，返料器3的立料管3-1上沿竖向布置有多个观察孔3-4，所述返料腿3-3上设置有石灰石脱硫接口3-7；
分离器2的中心筒2-1包括固定筒2-1-1和活动筒2-1-2，固定筒2-1-1安装在分离器2的竖直段2-3顶部，固定筒2-1-1与尾部烟道4连接，活动筒2-1-2壁面上沿长度方向设置有多组过孔，固定筒2-1-1壁面上开有贯通的一组通孔，活动筒2-1-2通过穿过一组通孔和任意一组过孔的销轴固定在固定筒2-1-1内实现位置可调，中心筒2-1的长度可变，所述进出口调速段2-2的侧部均布设置有多个SNCR脱硝接口2-6，分离器2的进出口调速段2-2安装在分离器2的竖直段2-3侧面，分离器2的锥段2-4安装在所述竖直段2-3下部，所述进出口调速段2-2与炉膛1上部后出口连接，所述锥段2-4与所述立料管3-1连接；
炉膛1的底部在长度方向的两端分别安装有排渣管6和排灰渣管9，排渣调节阀7安装在排渣管6上，排渣管6与冷渣机8连接，排灰渣调节阀10安装在排灰渣管9上，排灰渣管9与冷灰渣机11连接，冷渣机8和冷灰渣机11分别与除渣机15连接。所述风帽3-5可选用现有技术专利文献：CN205299504U。
如图6，观察孔3-4的数量为三个，三个观察孔3-4竖向呈一字形排列，相邻两个观察孔的间距H1为0.5m。进一步地，立料管3-1内的返料灰高度H可视范围为2-3m，且返料灰的顶部位于下部的观察孔3-4位置时，H为2m，返料灰的顶部位于上部的观察孔3-4位置时，H为3m。本实施例中通过宽范围控制返料灰量，保证立料管内的返料灰高度H≥2.5m，防止塌灰和烟气返窜及结焦，控制炉膛内温度在800-900℃范围内，此温度更适合炉膛内石灰石脱硫，宽范围可控量返料器提供适合的温度范围、充足反应时间等，使石灰石利用率增高，提高炉膛内脱硫效率，实现SO2污染物超低排放。本实施例通过宽范围控制返料灰量，保证立料管内的返料灰高度，控制炉膛内温度在800-900℃范围内，此温度可降低热力型NOX生成，在炉膛内实现低氮燃烧，实现NOX污染物超低排放。
可选地，如图1所示，所述进出口调速段2-2在高度方向上混凝土层2-5的厚度可调。进出口调速段2-2的进、出口在高度方向上的混凝土层2-5的厚度同时增加或同时减少。采用改变进出口调速段的进出口高度，来调节烟气流经速度，调节分离器效率，控制分离灰量，炉膛床温达到设计值，实现燃料燃烧完全，保证锅炉节能运行。
可选地，如图7所示，所述进出口调速段2-2的出口处在宽度方向上的混凝土层2-5的厚度变化时，出口处宽度的变化范围为B1-B2。通过调整进出口调速段2-2的出口处在宽度方向上混凝土层2-5的厚度变化，进出口调速段2-2的出口处内侧面与和竖直段2-3的轴线相垂直的水平线的夹角变化范围为β2-β1，进而进出口调速段2-2的出口宽度的变化范围为B1-B2。采用改变进出口调速段的出口处宽度，来调节烟气流经速度，调整分离器结构的分离效率，控制分离灰量，避免发生燃烧不稳定熄火或结焦导致的停炉，保证锅炉安全运行。
图8和图9是本发明应用于低排放型循环流化床锅炉的示例图，低排放型循环流化床锅炉主体以及炉膛1和返料器3可采用现有技术专利文献CN207146381U的。
通过安装在进出口调速段2-2侧部的SNCR脱硝接口2-6，将含有NHX基的还原剂尿素溶液或氨水等喷入调速段后热分解成NH3与烟尘进入分离器，NH3与烟尘中的NOX进行SNCR气相反应，脱出烟尘中的NOX并生成N2和HO2，实现炉内脱硝。通过炉膛1进入分离器内的烟尘将石灰石主要成分CaCO3继续被加热并发生反应，生成CaO和CO2，燃料燃烧产生的SO2扩散到CaO的表面和内孔，在有氧气参与的情况下，CaO吸收烟尘中的SO2并生成CaSO4，实现炉内脱硫。通过在返料器3上的石灰石脱硫接口3-7集成后给入石灰石，实现炉内石灰石脱硫；通过安装在分离器上SNCR脱硝接口2-6集成，可实现炉内SNCR低成本脱硝，主动控制NOX生成和NOX、SO2炉内脱出，实现NOX、SO2污染物超低排放。
通过提高锅炉床料的质量，降低床料的存量，实现流态的再构，让炉膛的温度场更加合理及均匀。使锅炉能够长期安全稳定、节能环保运行，达到锅炉负荷调节范围广、燃料适应性增强，构成分离返料调控系统。利用本发明分离返料调控集成系统，锅炉在低负荷或燃料突变时运行时，通过单独控制分离灰量、排灰渣和排灰，或者联合控制分离灰量和排灰渣以及排灰渣和排灰的方法，实现锅炉在低负荷或燃料突变时分离灰量、返料灰量及炉膛床料可调节，使炉膛内温度场合理及均匀，稳定温度控制在800-900℃范围内，避免发生燃烧不稳定熄火或结焦导致的停炉、炉内低氮燃烧环境差和脱硫效率低导致的环保排放不达标、燃料不完全燃烧导致的锅炉效率降低等，使锅炉能够长期安全稳定高效运行，NOX和SO2超低排放。
具体的调控系统的集成方法如下：
第一种低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统的集成方法，它包括如下步骤：
一、锅炉负荷下降或燃料热值降低下的燃料燃烧、烟气和灰分离
关闭排灰管12上的排灰调节阀13，燃料通过给料装置5进入炉膛1下部，被流化的高温床料加热后迅速燃烧，燃烧过程中产生的大量物料被烟气携带到炉膛1上部，烟气携带细灰从炉膛1上部后出口进入分离器2的进出口调速段2-2，然后，进入分离器2的竖直段2-3内围绕中心筒2-1进行烟气与细灰的分离；
改变中心筒2-1的活动筒2-1-2的长度，调节烟气与细灰的分离，减少或增大分离灰量，使返回炉膛1的返料灰稳定炉膛1内温度在800-900℃之间，被分离的分离灰经分离器2的锥体2-4进入返料器3，分离灰经返料器3的立料腿3-1进入返料阀3-2，部分返料灰通过返料腿3-3返回炉膛1下部，加热通过给料装置5进入炉膛1底部的燃料，持续流化循环燃烧，经分离的烟气通过中心筒2-1进入尾部烟道4换热后排出炉外；
二、灰渣排出
关闭安装在对应的返料腿3-3位置的排灰渣管9上的排灰渣调节阀10，调节排渣管6上的排渣调节阀7开度，排除炉膛1下部燃料燃烧后形成的大颗粒炉渣，提高构成床料的质量，高温大颗粒炉渣经冷渣机8冷却后排至除渣机15，输送至渣仓。
锅炉负荷下降，通常是锅炉负荷在50％以下，为保证变工况下稳定燃烧、连续运行。通过改变中心筒2-1的长度，调节分离器效率，减少分离灰量，使返回炉膛的返料灰让炉膛温度场更加合理，稳定炉膛1内温度在800-900℃之间；通过SNCR脱硝接口2-6将含有NHX基的还原剂尿素溶液或氨水等喷入调速段后热分解成NH3与烟尘进入分离器，NH3与烟尘中的NOX进行SNCR气相反应，脱出烟尘中的NOX并生成N2和HO2，实现炉内脱硝。通过炉膛1进入分离器内的烟尘将石灰石主要成分CaCO3继续被加热并发生反应，生成CaO和CO2，燃料燃烧产生的SO2扩散到CaO的表面和内孔，在有氧气参与的情况下，CaO吸收烟尘中的SO2并生成CaSO4，实现炉内脱硫。通过在返料器3上的石灰石脱硫接口3-7集成后给入石灰石，实现炉内石灰石脱硫；通过安装在分离器2上的SNCR脱硝接口2-6集成，可实现炉内SNCR低成本脱硝，主动控制NOX生成和NOX、SO2炉内脱出，实现NOX、SO2污染物超低排放。
第二种低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统的集成方法，它包括如下步骤：
一、锅炉负荷下降或燃料热值降低下的燃料燃烧、烟气和灰分离
关闭排灰管12上的排灰调节阀13，燃料通过给料装置5进入炉膛1下部，被流化的高温床料加热后迅速燃烧，燃烧过程中产生的大量物料被烟气携带到炉膛1上部，烟气携带细灰从炉膛1上部后出口进入分离器2的进出口调速段2-2，然后，进入分离器2的竖直段2-3内围绕中心筒2-1进行烟气与细灰的分离；
被分离的分离灰经分离器2的锥体2-4进入返料器3，分离灰经返料器3的立料腿3-1进入返料阀3-2，部分返料灰通过返料腿3-3返回炉膛1下部，加热通过给料装置5进入炉膛1底部的燃料，持续流化循环燃烧，经分离的烟气通过中心筒2-1的固定筒2-1-1进入尾部烟道4换热后排出炉外；
二、灰渣排出
调节排渣管6上的排渣调节阀7开度，排除炉膛1下部燃料燃烧后形成的大颗粒炉渣，提高构成床料的质量，高温大颗粒炉渣经冷渣机8冷却后排至除灰渣机15，输送至渣仓；调节安装在对应的返料腿3-3位置的排灰渣管9上的排灰渣调节阀10的开度，将大部分返料灰和少量炉渣排除，降低形成床料的存量，稳定炉膛1内温度在800-900℃之间，高温灰渣经冷灰渣机11冷却后排至除灰渣机15，输送至渣仓。
锅炉负荷下降，通常是锅炉负荷在50％以下，为保证变工况下稳定燃烧、连续运行。可减少返料灰量来提高炉膛内温度，通过调整排灰渣调节阀10的开度，将大部分返回炉膛的返料灰及少量炉渣排出，降低形成床料的存量，让炉膛温度场更加合理，稳定炉膛1内温度在850-900℃之间；通过SNCR脱硝接口2-6将含有NHX基的还原剂尿素溶液或氨水等喷入调速段后热分解成NH3与烟尘进入分离器，NH3与烟尘中的NOX进行SNCR气相反应，脱出烟尘中的NOX并生成N2和HO2，实现炉内脱硝。通过炉膛1进入分离器内的烟尘将石灰石主要成分CaCO3继续被加热并发生反应，生成CaO和CO2，燃料燃烧产生的SO2扩散到CaO的表面和内孔，在有氧气参与的情况下，CaO吸收烟尘中的SO2并生成CaSO4，实现炉内脱硫。通过在返料器3上的石灰石脱硫接口3-7集成后给入石灰石，实现炉内石灰石脱硫；通过安装在分离器2上的SNCR脱硝接口2-6集成，可实现炉内SNCR低成本脱硝，主动控制NOX生成和NOX、SO2炉内脱出，实现NOX、SO2污染物超低排放。
第三种低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统的集成方法，它包括如下步骤：
一、锅炉负荷下降或燃料热值降低下的燃料燃烧、烟气和灰分离
燃料通过给料装置5进入炉膛1下部，被流化的高温床料加热后迅速燃烧，燃烧过程中产生的大量物料被烟气携带到炉膛1上部，烟气携带细灰从炉膛1上部后出口进入分离器2的进出口调速段2-2，然后，进入分离器2的竖直段2-3内围绕中心筒2-1进行烟气与细灰的分离；
被分离的分离灰经分离器2的锥体2-4进入返料器3，分离灰经返料器3的立料腿3-1进入返料阀3-2，部分返料灰通过返料腿3-3返回炉膛1下部，加热通过给料装置5进入炉膛1底部的燃料，持续流化循环燃烧，经分离的烟气通过中心筒2-1进入尾部烟道4换热后排出炉外，调节排灰管12上的排灰调节阀13的开度，将部分返料灰排除，控制返回炉膛1的返料灰量，稳定炉膛1内温度在800-900℃之间；
二、灰渣排出
关闭安装在对应的返料腿3-3位置的排灰渣管9上的排灰渣调节阀10，调节排渣管6上的排渣调节阀7开度，排除炉膛1下部燃料燃烧后形成的大颗粒炉渣，提高构成床料的质量，高温大颗粒炉渣经冷渣机8冷却后排至除灰渣机15，输送至渣仓，高温灰经冷灰机14冷却后排至除灰渣机15，输送至渣仓。
锅炉负荷下降，通常是锅炉负荷在50％以下，为保证变工况下稳定燃烧、连续运行，减少返料灰量来提高炉膛内温度，通过调整排灰调节阀13的开度，将返料阀3-2内返料灰排出，降低形成床料的存量，让炉膛温度场更加合理，稳定炉膛内温度在800-900℃之间；通过SNCR脱硝接口2-6将含有NHX基的还原剂尿素溶液或氨水等喷入调速段后热分解成NH3与烟尘进入分离器，NH3与烟尘中的NOX进行SNCR气相反应，脱出烟尘中的NOX并生成N2和HO2，实现炉内脱硝。通过炉膛1进入分离器内的烟尘将石灰石主要成分CaCO3继续被加热并发生反应，生成CaO和CO2，燃料燃烧产生的SO2扩散到CaO的表面和内孔，在有氧气参与的情况下，CaO吸收烟尘中的SO2并生成CaSO4，实现炉内脱硫。通过在返料器3上的石灰石脱硫接口3-7集成后给入石灰石，实现炉内石灰石脱硫；通过安装在分离器2上的SNCR脱硝接口2-6集成，可实现炉内SNCR低成本脱硝，主动控制NOX生成和NOX、SO2炉内脱出，实现NOX、SO2污染物超低排放。
第四种低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统的集成方法，它包括如下步骤：
一、锅炉负荷下降或燃料热值降低下的燃料燃烧、烟气和灰分离
关闭排灰管12上的排灰调节阀13，燃料通过给料装置5进入炉膛1下部，被流化的高温床料加热后迅速燃烧，燃烧过程中产生的大量物料被烟气携带到炉膛1上部，烟气携带细灰从炉膛1上部后出口进入分离器2的进出口调速段2-2，然后，进入分离器2的竖直段2-3内围绕中心筒2-1进行烟气与细灰的分离；
改变中心筒2-1的活动筒2-1-2的长度，调节烟气与细灰的分离，减少或增大分离灰量，使返回炉膛1的返料灰稳定炉膛1内温度在800-900℃之间，被分离的分离灰经分离器2的锥体2-4进入返料器3，分离灰经返料器3的立料腿3-1进入返料阀3-2，部分返料灰通过返料腿3-3返回炉膛1下部，加热通过给料装置5进入炉膛1底部的燃料，持续流化循环燃烧，经分离的烟气通过中心筒2-1进入尾部烟道4换热后排出炉外；
二、灰渣排出
调节排渣管6上的排渣调节阀7开度，排除炉膛1下部燃料燃烧后形成的大颗粒炉渣，提高形成床料的质量，高温大颗粒炉渣经冷渣机8冷却后排至除灰渣机15，输送至渣仓；
调节安装在对应的返料腿3-3位置的排灰渣管9上的排灰渣调节阀10的开度，将大部分返料灰和少量炉渣排除，降低形成床料的存量，稳定炉膛1内温度在800-900℃之间，高温灰渣经冷灰渣机11冷却后排至除灰渣机15，输送至渣仓。
锅炉负荷下降，通常是锅炉负荷在50％以下，为保证变工况下稳定燃烧、连续运行，通过改变中心筒2-1的长度，调节分离器效率，减少或增大分离灰量，使返回炉膛的返料灰让炉膛温度场更加合理，同时，减少返料灰量来提高炉膛内温度，通过调整排灰渣调节阀10的开度，将大部分返回炉膛的返料灰及少量炉渣排出，降低形成床料的存量，让炉膛温度场更加合理，通过联合调控中心筒2-1的长度和排灰渣量集成措施稳定炉膛内温度在850-900℃之间；通过SNCR脱硝接口2-6将含有NHX基的还原剂尿素溶液或氨水等喷入调速段后热分解成NH3与烟尘进入分离器，NH3与烟尘中的NOX进行SNCR气相反应，脱出烟尘中的NOX并生成N2和HO2，实现炉内脱硝。通过炉膛1进入分离器内的烟尘将石灰石主要成分CaCO3继续被加热并发生反应，生成CaO和CO2，燃料燃烧产生的SO2扩散到CaO的表面和内孔，在有氧气参与的情况下，CaO吸收烟尘中的SO2并生成CaSO4，实现炉内脱硫。通过在返料器3上的石灰石脱硫接口3-7集成后给入石灰石，实现炉内石灰石脱硫；通过安装在分离器2上的SNCR脱硝接口2-6集成，可实现炉内SNCR低成本脱硝，主动控制NOX生成和NOX、SO2炉内脱出，实现NOX、SO2污染物超低排放。
第五种低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统与集成方法，它包括如下步骤：
一、锅炉负荷下降或燃料热值降低下的燃料燃烧、烟气和灰分离
燃料通过给料装置5进入炉膛1下部，被流化的高温床料加热后迅速燃烧，燃烧过程中产生的大量物料被烟气携带到炉膛1上部，烟气携带细灰从炉膛1上部后出口进入分离器2的进出口调速段2-2，然后，进入分离器2的竖直段2-3内围绕中心筒2-1进行烟气与细灰的分离；被分离的分离灰经分离器2的锥体2-4进入返料器3，分离灰经返料器3的立料腿3-1进入返料阀3-2，部分返料灰通过返料腿3-3返回炉膛1下部，加热通过给料装置5进入炉膛1底部的燃料，持续流化循环燃烧，经分离的烟气通过中心筒2-1进入尾部烟道4换热后排出炉外，调节排灰管12上的排灰调节阀13的开度，将部分返料灰排除，控制返回炉膛1的返料灰量，稳定炉膛1内温度在800-900℃之间；
二、灰渣排出
调节排渣管6上的排渣调节阀7开度，排除炉膛1下部燃料燃烧后形成的大颗粒炉渣，提高形成床料的质量，高温大颗粒炉渣经冷渣机8冷却后排至除灰渣机15，输送至渣仓；
调节安装在对应的返料腿3-3位置的排灰渣管9上的排灰渣调节阀10的开度，将大部分返料灰和少量炉渣排除，降低形成床料的存量，稳定炉膛1内温度在800-900℃之间，高温灰渣经冷灰渣机11冷却后排至除灰渣机15，输送至渣仓，高温灰经冷灰机14冷却后排至除灰渣机15，输送至渣仓。
锅炉负荷下降，通常是锅炉负荷在50％以下，为保证变工况下稳定燃烧、连续运行，可减少返料灰量来提高炉膛内温度。通过调整排灰渣调节阀10的开度，将大部分返回炉膛的返料灰及少量炉渣排出，降低形成床料的存量，让炉膛温度场更加合理，同时，减少返料灰量来提高炉膛内温度，通过调整排灰调节阀13的开度，将返料阀3-2内返料灰排出，降低形成床料的存量，让炉膛温度场更加合理，通过联合调控排灰渣量和排灰量集成措施稳定炉膛内温度在800-900℃之间；通过SNCR脱硝接口2-6将含有NHX基的还原剂尿素溶液或氨水等喷入调速段后热分解成NH3与烟尘进入分离器，NH3与烟尘中的NOX进行SNCR气相反应，脱出烟尘中的NOX并生成N2和HO2，实现炉内脱硝。通过炉膛1进入分离器内的烟尘将石灰石主要成分CaCO3继续被加热并发生反应，生成CaO和CO2，燃料燃烧产生的SO2扩散到CaO的表面和内孔，在有氧气参与的情况下，CaO吸收烟尘中的SO2并生成CaSO4，实现炉内脱硫。通过在返料器3上的石灰石脱硫接口3-7集成后给入石灰石，实现炉内石灰石脱硫；通过安装在分离器2上的SNCR脱硝接口2-6集成，可实现炉内SNCR低成本脱硝，主动控制NOX生成和NOX、SO2炉内脱出，实现NOX、SO2污染物超低排放。
本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围。

Claims (2)

1.低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统的集成方法，其特征在于：它包括如下步骤：
一、锅炉负荷下降或燃料热值降低下的燃料燃烧、烟气和灰分离
锅炉负荷在50％以下，关闭排灰管（12）上的排灰调节阀（13），燃料通过给料装置（5）进入炉膛（1）下部，被流化的高温床料加热后迅速燃烧，燃烧过程中产生的大量物料被烟气携带到炉膛（1）上部，烟气携带细灰从炉膛（1）上部后出口进入分离器（2）的进出口调速段（2-2），所述进出口调速段（2-2）在高度方向上混凝土层（2-5）的厚度可调，进出口调速段（2-2）的进、出口在高度方向上的混凝土层（2-5）的厚度同时增加或同时减少，所述进出口调速段（2-2）的出口处在宽度方向上的混凝土层（2-5）的厚度变化时，出口处宽度的变化范围为B1-B2，改变进出口调速段（2-2）的出口处宽度，调节烟气流经速度，调整分离器的分离效率，控制分离灰量，然后，进入分离器（2）的竖直段（2-3）内围绕中心筒（2-1）进行烟气与细灰的分离，改变中心筒（2-1）的活动筒（2-1-2）的长度，调节烟气与细灰的分离，减少或者增大分离灰量，使返回炉膛（1）的返料灰稳定炉膛（1）内温度在800-900℃之间，通过SNCR脱硝接口（2-6）将含有NHX基的还原剂尿素溶液或氨水喷入调速段后热分解成NH3与烟尘进入分离器，NH3与烟尘中的NOX进行SNCR气相反应，脱出烟尘中的NOX并生成N2和H2O，实现炉内脱硝，通过在返料器（3）上的石灰石脱硫接口（3-7）集成后给入石灰石，生成CaO和CO2，燃料燃烧产生的SO2扩散到CaO的表面和内孔，在有氧气参与的情况下，CaO吸收烟尘中的SO2并生成CaSO4，实现炉内脱硫，被分离的分离灰经分离器（2）的锥体（2-4）进入返料器（3），分离灰经返料器（3）的立料腿（3-1）进入返料阀（3-2），部分返料灰通过返料腿（3-3）返回炉膛（1）下部，加热通过给料装置（5）进入炉膛（1）底部的燃料，持续流化循环燃烧，经分离的烟气通过中心筒（2-1）进入尾部烟道（4）换热后排出炉外；
二、灰渣排出
关闭安装在对应的返料腿（3-3）位置的排灰渣管（9）上的排灰渣调节阀（10），排渣管（6）布置在炉膛底部两侧，调节排渣管（6）上的排渣调节阀（7）开度，排除炉膛（1）下部燃料燃烧后形成的大颗粒炉渣，高温大颗粒炉渣经冷渣机（8）冷却后排至除灰渣机（15），输送至渣仓。
2.低排放型循环流化床锅炉分离返料调控系统的集成方法，其特征在于：它包括如下步骤：
一、锅炉负荷下降或燃料热值降低下的燃料燃烧、烟气和灰分离
锅炉负荷在50％以下，关闭排灰管（12）上的排灰调节阀（13），燃料通过给料装置（5）进入炉膛（1）下部，被流化的高温床料加热后迅速燃烧，燃烧过程中产生的大量物料被烟气携带到炉膛（1）上部，烟气携带细灰从炉膛（1）上部后出口进入分离器（2）的进出口调速段（2-2），所述进出口调速段（2-2）在高度方向上混凝土层（2-5）的厚度可调，进出口调速段（2-2）的进、出口在高度方向上的混凝土层（2-5）的厚度同时增加或同时减少，所述进出口调速段（2-2）的出口处在宽度方向上的混凝土层（2-5）的厚度变化时，出口处宽度的变化范围为B1-B2，改变进出口调速段（2-2）的出口处宽度，调节烟气流经速度，调整分离器的分离效率，控制分离灰量，然后，进入分离器（2）的竖直段（2-3）内围绕中心筒（2-1）进行烟气与细灰的分离，改变中心筒（2-1）的活动筒（2-1-2）的长度，调节烟气与细灰的分离，减少或者增大分离灰量，使返回炉膛（1）的返料灰稳定炉膛（1）内温度在800-900℃之间，通过SNCR脱硝接口（2-6）将含有NHX基的还原剂尿素溶液或氨水喷入调速段后热分解成NH3与烟尘进入分离器，NH3与烟尘中的NOX进行SNCR气相反应，脱出烟尘中的NOX并生成N2和H2O，实现炉内脱硝，通过在返料器（3）上的石灰石脱硫接口（3-7）集成后给入石灰石，生成CaO和CO2，燃料燃烧产生的SO2扩散到CaO的表面和内孔，在有氧气参与的情况下，CaO吸收烟尘中的SO2并生成CaSO4，实现炉内脱硫，被分离的分离灰经分离器（2）的锥体（2-4）进入返料器（3），分离灰经返料器（3）的立料腿（3-1）进入返料阀（3-2），部分返料灰通过返料腿（3-3）返回炉膛（1）下部，加热通过给料装置（5）进入炉膛（1）底部的燃料，持续流化循环燃烧，经分离的烟气通过中心筒（2-1）进入尾部烟道（4）换热后排出炉外；
二、灰渣排出
排渣管（6）布置在炉膛底部两侧，调节排渣管（6）上的排渣调节阀（7）开度，排除炉膛（1）下部燃料燃烧后形成的大颗粒炉渣，高温大颗粒炉渣经冷渣机（8）冷却后排至除灰渣机（15），输送至渣仓；排灰渣管（9）布置在炉膛底部中间位置，对应返料腿（3-3）连接炉膛（1）的方向，调节安装在对应的返料腿（3-3）位置的排灰渣管（9）上的排灰渣调节阀（10）的开度，将大部分返料灰和少量炉渣排除，降低形成床料的存量，稳定炉膛（1）内温度在800-900℃之间，高温灰渣经冷灰渣机（11）冷却后排至除灰渣机（15），输送至渣仓。
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Denomination of invention: Low emission circulating fluidized bed boiler separation and material return control system and integrated method

Granted publication date: 20241101

Pledgee: China Merchants Bank Co.,Ltd. Harbin Branch

Pledgor: HARBIN HONGGUANG BOILER GENERAL FACTORY Co.,Ltd.

Registration number: Y2025230000027