生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐布風板自動捅渣方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐布風板自動捅渣方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當今社會正面臨著巨大的能源和環(huán)境問題的雙重考驗，尋找一種可再生的替代能源成為亟需解決的問題。生物質(zhì)燃料因其可再生、可直接儲存與運輸、且⑶2排放量小等優(yōu)點，其開發(fā)利用引起了世界各國的廣泛關(guān)注。目前，可利用的生物質(zhì)燃料主要包括:各種農(nóng)業(yè)廢棄物如稻殼、棉桿、油菜桿和玉米桿等、各類林業(yè)廢棄物如枝丫柴、木材邊角料、樹根等、以及藥渣、建筑模板、城市廢棄物等。
[0003]循環(huán)流化床(CFB)鍋爐是上世紀八十年代才逐漸發(fā)展起來的高效率、低污染、且綜合利用性能良好的燃燒技術(shù)。由于它具有燃料適應性廣、污染排放低、投資成本少等優(yōu)點，使其備受關(guān)注，特別是采用生物質(zhì)燃料的循環(huán)流化床(CFB)鍋爐燃燒發(fā)電技術(shù)，具有廣闊的應用前景。
[0004]循環(huán)流化床鍋爐所采用的流態(tài)化燃燒技術(shù)，是一種介于煤粉爐懸浮燃燒和鏈條爐固定燃燒之間的燃燒方式，即本領(lǐng)域技術(shù)人員通常所說的半懸浮燃燒方式。所謂的流態(tài)化是指固體物料顆粒在空氣的作用下處于流動狀態(tài)，從而具有許多流體性質(zhì)的狀態(tài)。在循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)存在著大量的床料(物料)，這些床料在鍋爐一次風、二次風的作用下處于流化狀態(tài)，并完成爐膛內(nèi)的內(nèi)循環(huán)和爐膛外的外循環(huán)，從而實現(xiàn)鍋爐的不間斷往復循環(huán)燃
/9ti ο
[0005]然而，具體針對采用生物質(zhì)燃料的循環(huán)流化床鍋爐而言，生物質(zhì)燃料相對于傳統(tǒng)的煤粉燃料具有其自身的特點，直燃電廠通常燃燒的是各種生物質(zhì)燃料的混合物。這種混合原料的復雜性使得生物質(zhì)燃料在循環(huán)流化床鍋爐中燃燒時極易產(chǎn)生結(jié)渣的問題。例如，各種生物質(zhì)燃料在收集、儲運、破碎的過程中通常含有大量的塵土和沙石;農(nóng)業(yè)廢棄物如稻殼等在爐膛燃燒后的稻殼灰中含有大量的S12,這些S12在高溫下極易變成熔融狀結(jié)渣;建筑模板及其他木質(zhì)廢棄物中夾雜有鐵絲、鐵釘?shù)冉饘傥?，燃燒后掉落在爐膛的布風板上，極易出現(xiàn)積聚和搭橋。并且，由于循環(huán)流化床鍋爐中布風板本身的特殊結(jié)構(gòu)，放渣管上端放渣孔附近的風帽布置數(shù)量較少，容易造成此處流化不良。另外，為了實現(xiàn)順利放渣，放渣管上端放渣孔位置平面要低于周圍的平面，也會導致整個排渣口位置布風流化不良。而流化不良導致大塊爐渣和焦塊容易積聚在放渣孔附近，出現(xiàn)排渣不暢現(xiàn)象，對鍋爐的安全經(jīng)濟運行及可靠性有很大影響。因此，作為燃用生物質(zhì)的循環(huán)流化床鍋爐，其放渣管易堵塞是一個亟需解決的難題。
[0006]目前，各電廠普遍采用現(xiàn)場人工捅渣的方式解決生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐的放渣孔堵塞問題。通常，現(xiàn)場捅渣必須兩名操作人員以上，其中一人專門負責放渣管擋板的操作，此時易出現(xiàn)噴渣、床料自流及其它危及人身安全的異常現(xiàn)象，需要快速關(guān)閉放渣管擋板，以防止人員燙傷。另外一名操作人員則選用鋼筋或鋼管等強度合適的捅渣工具，站在屏后操作以打碎焦塊或其它堵塞物，防止疏通瞬間熱渣噴出傷人。在捅渣的同時，還需要降低爐膛的一次風量，并且嚴密監(jiān)視鍋爐運行工況，維持鍋爐參數(shù)的穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)危及人員人身和設(shè)備安全的異?，F(xiàn)象需要果斷處理，才能確保鍋爐機組的安全、連續(xù)、穩(wěn)定運行。由此可見，現(xiàn)有的生物質(zhì)鍋爐放渣管堵塞頻繁，操作人員捅渣環(huán)境惡劣、勞動強度大、人工成本高，并且由于堵塞而造成的停爐檢修頻率較高，鍋爐的安全性和經(jīng)濟性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是要提供一種生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐布風板自動捅渣方法及其裝置，采用該方法及其裝置能夠有效解決生物質(zhì)鍋爐放渣管堵塞的難題，克服傳統(tǒng)人工捅渣帶來的一系列安全性及經(jīng)濟性缺陷。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐布風板自動捅渣方法，是在所述鍋爐布風板的放渣孔側(cè)壁開口處、傾斜于排渣管布置一根與放渣孔側(cè)壁開口相連的外套管，并在外套管內(nèi)腔中設(shè)置一根帶捅渣頭和流化風出口的可伸縮式流化風管，其具體操作包括如下步驟:
[0009]I)當鍋爐處于正常運行狀態(tài)時，將捅渣頭伸入至放渣孔上方的床料中、使流化風出口高度與布風板上的一次風風帽出口位置對應，通過流化風管向放渣孔四周噴射流化風，使該流化風與布風板上的一次風風帽(10)噴出的一次風協(xié)同作用，以加強放渣孔附近灰渣的流化效果；
[0010]2)當鍋爐處于正常排渣狀態(tài)時，將捅渣頭縮回至外套管內(nèi)腔中，并使捅渣頭的頂部與放渣孔的側(cè)壁開口吻合密閉，以避免其對排渣管的排渣影響；
[0011]3)當鍋爐出現(xiàn)排渣堵塞狀況時，將捅渣頭在放渣孔上方的床料中來回伸縮完成物理攪動，使大塊結(jié)渣破碎，同時保持流化風管噴射流化風的狀態(tài)，使其繼續(xù)對放渣孔附近的灰渣進行吹掃，從而實現(xiàn)自動捅渣。
[0012]作為優(yōu)選方案，所述步驟I)中，控制流化風的噴射方向與水平面的傾斜角度為O?25°，最佳的傾斜角度是5?15°。這樣，可以防止循環(huán)流化床內(nèi)的爐渣等物質(zhì)進入流化風管，有效避免流化風管堵塞現(xiàn)象發(fā)生。
[0013]作為優(yōu)選方案，所述步驟I)中，控制流化風的噴射速度為一次風噴射速度的I?2.5倍，最好是一次風噴射速度的1.5?2.0倍。這樣，既可以起到加強局部流化的作用，又可以防止循環(huán)流化床內(nèi)的床料及燃料中的一些廢渣向放渣孔附近聚集。
[0014]作為優(yōu)選方案，所述步驟I)中，控制流化風的噴射風量為單個一次風風帽噴射一次風風量的0.5?5.0倍，最好是單個一次風風帽噴射一次風風量的2.5?3.5倍。這樣，可以使放渣孔附近的流化風量與周圍的一次風量匹配更加合理，形成良好的流場，進一步加強放渣孔附近灰渣的流化效果。
[0015]作為優(yōu)選方案，所述步驟3)中，控制捅渣頭來回伸縮的振幅為一次風風帽高度的0.5?1.5倍。這樣，基本上可以覆蓋放渣孔附近絕大部分的結(jié)渣范圍，使捅渣頭的工作行程更加合理。
[0016]進一步地，所述步驟3)中，控制捅渣頭來回伸縮的頻率為10?30次/分鐘。這樣，適當?shù)耐痹l率可以確保大塊結(jié)渣快速松動破碎，并在所噴射流化風的持續(xù)吹掃作用下，盡快從放渣孔經(jīng)排渣管排出，從而確保排渣通暢。
[0017]作為優(yōu)選方案，所述步驟3)中，通過檢測排渣管內(nèi)的溫度變化來判斷放渣孔是否堵塞:當采集的溫度低于正常排渣溫度時，說明排渣管排渣不暢，排渣管上方的放渣孔出現(xiàn)堵塞，此時啟動捅渣頭進行來回伸縮攪動。這樣，可以通過溫度數(shù)值精確捕捉放渣孔處的結(jié)渣堵塞狀態(tài)，從而及時啟動捅渣頭來回伸縮物理攪動，進而很容易地實現(xiàn)不停爐狀態(tài)下的自動化捅渣。
[0018]本發(fā)明為實現(xiàn)上述方法而設(shè)計的生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐布風板自動捅渣裝置，安裝在所述鍋爐布風板的放渣孔處、位于放渣孔下方的排渣管一側(cè)，其特殊之處在于:
[0019]它包括傾斜于排渣管布置的外套管，所述外套管的上端管口與放渣孔的側(cè)壁開口相連，所述外套管的內(nèi)腔設(shè)置有可軸向伸縮的流化風管;所述流化風管的上端管口端面設(shè)置有捅渣頭，所述捅渣頭的頂部形狀與放渣孔的側(cè)壁開口形狀相匹配，所述流化風管上端管口側(cè)壁設(shè)置有流化風出口；所述流化風管的下端管口處設(shè)置有流化風入口，所述流化風管的下端管口側(cè)壁設(shè)置有齒條，所述齒條與齒輪嚙合配合，所述齒輪通過傳動機構(gòu)與電機相連，從而驅(qū)動流化風管和捅渣頭相對于外套管伸縮移動；
[0020]所述捅渣頭在鍋爐正常運行時伸入至布風板的放渣孔上方的床料中、且所述流化風出口與設(shè)置在布風板上的一次風風帽的出口位置對應;所述捅渣頭在鍋爐正常排渣時縮回至外套管內(nèi)、且所述捅渣頭的頂部與放渣孔的側(cè)壁開口吻合密閉；所述捅渣頭在鍋爐排渣堵塞時通過電機的正反旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)上下伸縮移動，從而完成自動捅渣動作。
[0021]作為優(yōu)選方案，所述流化風入口的管路上設(shè)置有流化風調(diào)節(jié)閥。這樣，可以根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐的實際運行工況，及時調(diào)節(jié)流化風的噴射參數(shù)，以確保放渣孔附近的流化效果始終穩(wěn)走O
[0022]進一步地，所述流化風調(diào)節(jié)閥的輸入端與鍋爐一次風源相連。這樣，可以共用鍋爐一次風源，簡化設(shè)備投入，節(jié)省風力資源。
[0023]作為優(yōu)選方案，所述外套管的下端管口側(cè)壁設(shè)置有套管風入口，所述外套管的上端管口與流化風管的外壁之間的環(huán)形縫隙構(gòu)成套管風出口。這樣，可以通過套管風的吹入，有效阻止循環(huán)流化床內(nèi)的爐渣等物