一种层燃锅炉系统
技术领域
本实用新型涉及锅炉设备技术领域，特别是涉及一种层燃锅炉系统。
背景技术
我国是一个以煤为主要能源的发展中国家，煤炭资源占我国能源生产和消费总量的75％左右。我国锅炉主要以燃煤为主，锅炉作为一种吸热设备，其排烟温度高低跟它的热效率有着很大的关系，排烟温度高，锅炉热效率就低，排烟温度低，锅炉热效率就高。当锅炉结构定型后，其结构就很难改变，无数锅炉设计者们都想办法在其尾部增加烟气热量的利用，目前大多使用的是省煤器和余热锅炉以及空气预热器。但是，锅炉排烟温度仍然有150-180度左右，并没有好好利用这些热量，导致这些热量浪费。
目前所用燃煤工业锅炉，普遍存在热效率低的问题。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型的目的是提供一种层燃锅炉系统，用于解决或部分解决目前所用燃煤工业锅炉，普遍存在热效率低的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种层燃锅炉系统，包括锅炉本体和尾部烟道，还包括节能器；所述节能器包括壳体和烟管，所述壳体内部设有多个所述烟管，所述壳体的内部两端分别设有管板，所述烟管的两端对应穿出所述管板，所述壳体串联设于所述尾部烟道上空气预热器的后方，所述壳体的侧壁上间隔设有入口和出口。
在上述方案的基础上，所述烟管的侧壁整体呈螺纹结构；所述壳体的两端分别连接有转向连接头。
在上述方案的基础上，所述壳体的侧壁上设有检修孔和支座。
在上述方案的基础上，所述锅炉本体包括竖直安装的主炉膛，所述主炉膛的后部依次并排设有副炉膛和对流通道，所述主炉膛的顶端与所述副炉膛的顶端相连通，所述副炉膛的底端与所述对流通道的底端相连通，所述对流通道的顶端与尾部烟道相连通。
在上述方案的基础上，所述主炉膛的底部设有炉排，所述主炉膛的底部覆盖所述炉排，所述主炉膛中部和顶部的截面面积小于底部的截面面积，所述副炉膛呈弯折状，且所述副炉膛的底端与所述对流通道的底端之间设有转接部。
在上述方案的基础上，还包括：烟气再循环装置；所述烟气再循环装置连通所述主炉膛内部与所述尾部烟道的末端、用于将所述尾部烟道末端的烟气引入所述主炉膛内部。
在上述方案的基础上，所述烟气再循环装置包括烟气再循环主风管，所述尾部烟道的末端设有取烟口，所述取烟口与所述烟气再循环主风管相连，所述烟气再循环主风管设于炉排的靠近尾部一侧。
在上述方案的基础上，所述烟气再循环主风管沿所述炉排的宽度方向与所述炉排的上表面平行设置，所述烟气再循环主风管垂直连接有多个喷嘴，所述喷嘴的出口朝下设置。
在上述方案的基础上，沿所述炉排的宽度方向均匀设置多个喷嘴；所述取烟口设在所述空气预热器和所述节能器之间。
在上述方案的基础上，所述烟气再循环主风管设置在所述副炉膛的内部，所述喷嘴穿过所述副炉膛的侧壁插入所述主炉膛中；所述烟气再循环主风管的两端分别穿出炉膛与两个取烟口一一对应连接。
(三)有益效果
本实用新型提供的一种层燃锅炉系统，在尾部烟道上设置节能器对低温段尾部烟气的余热进行进一步地回收利用，可降低锅炉排烟温度，提高锅炉热效率；且该节能器设计烟气从烟管中流过，换热介质从烟管外侧流过，可便于连接设置在尾部烟道上，且便于换热介质的顺利流动换热，结构简单，操作方便。
附图说明
图1为本实用新型实施例的一种层燃锅炉系统的整体示意图；
图2为本实用新型实施例的一种链条锅炉系统的整体示意图；
图3为本实用新型实施例中节能器的结构示意图；
图4为本实用新型实施例中节能器的截面示意图；
图5为本实用新型实施例的一种层燃锅炉系统的俯视示意图；
图6为本实用新型实施例中烟气再循环主风管的示意图；
图7为本实用新型实施例中喷嘴的示意图。
附图标记说明：
1—锅筒；2—主炉膛； 3—炉排；
4—副炉膛；5—对流受热面； 6—尾部烟道；
7—省煤器；8—空气预热器； 9—引风机；
10—脱硫装置； 11—烟气再循环装置；12—对流通道；
13—节能器； 14—转接部；111—烟气再循环主风管；
112—喷嘴；131—转向连接头； 132—支座；
133—管板；134—烟管； 135—壳体；
136—入口；137—出口； 138—检修孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。
本实用新型实施例提供一种层燃锅炉系统，参考图1和图3，该锅炉系统包括锅炉本体和尾部烟道6，还包括节能器13；所述节能器13包括壳体135和烟管134，所述壳体135内部设有多个所述烟管134，所述壳体135的内部两端分别设有管板133，参考图4，所述烟管134的两端对应穿出所述管板133，所述壳体135串联设于所述尾部烟道6上的空气预热器8的后方，所述壳体135的侧壁上间隔设有入口136和出口137。
该锅炉系统在尾部烟道6上设置节能器13对低温段尾部烟气的热量进行进一步地回收利用。该节能器13采用管壳式结构，其中管侧通烟气，壳侧通换热介质，例如水。尾部烟道6的烟气从壳体135的一端进入烟管134中，从壳体135的另一端流出；换热介质从壳体135侧壁上的入口136进入，与烟气进行对流换热之后从出口137流出。从节能器13中获得的热水可通入锅炉本体中作为吸热介质，变成热水或蒸汽，用于生活或生产。
本实施例提供的一种层燃锅炉系统，在尾部烟道上设置节能器对低温段尾部烟气的余热进行进一步地回收利用，可降低锅炉排烟温度，提高锅炉热效率；且该节能器设计烟气从烟管中流过，换热介质从烟管外侧流过，可便于连接设置在尾部烟道上，且便于换热介质的顺利流动换热，结构简单，操作方便。
进一步地，节能器13的壳体135和烟管134可采用耐腐蚀性的材质，例如ND钢或不锈钢。
进一步地，所述烟管134的侧壁整体呈螺纹结构。即烟管134的内侧和外侧均为凹凸结构，从而可增加烟气以及换热介质与烟管之间的碰撞形成紊流，增加换热速度和效率。所述壳体135的两端分别连接有转向连接头131。便于与尾部烟道6的连接。
进一步地，所述壳体135的侧壁上设有检修孔138和支座132。检修孔138用于检修检查。支座132用于节能器13的安装和固定。
进一步地，锅炉本体包括竖直安装的主炉膛2，主炉膛2的后部依次并排设有副炉膛4和对流通道12，主炉膛2的顶端与副炉膛4的顶端相连通，副炉膛4的底端与对流通道12的底端相连通，对流通道12的顶端与尾部烟道6相连通。
主炉膛2的后部即沿烟气流动方向的后侧，即烟气后流到的部位。副炉膛4和对流通道12同样竖直布置，与主炉膛2依次并排相接。该层燃锅炉在主炉膛2的后侧增设副炉膛4和对流通道12。主炉膛2内部燃料燃烧产生的烟气通过顶部出口流入副炉膛4，然后从副炉膛4顶部流至底部进入对流通道12中，然后流入尾部烟道6中。
该层燃锅炉结构在主炉膛2的后方依次并排设置副炉膛4和对流通道12，并使主炉膛2顶部与副炉膛4连通，副炉膛4底部与对流通道12连通，从而主炉膛2、副炉膛4和对流通道12形成S型三回程烟气通道，能够有效的提高烟气的流动距离，增加燃料即煤粉在炉内的燃烧时间，提高燃烧效率；减少烟气中未充分燃烧的产物，有利于减少硫氧化物、氮氧化物的排放，减少环保投入，提高经济性。
进一步地，主炉膛2和副炉膛4的四周侧壁上附着有膜式水冷壁；对流通道12的侧壁上同样设有膜式水冷壁，对流通道12内设有对流受热面5，以提高热量的使用效率。膜式水冷壁与下降管相连通，下降管与锅筒1相连。
在上述实施例的基础上，进一步地，主炉膛2的底部设有炉排3，主炉膛2的底部覆盖炉排3，主炉膛2中部和顶部的截面面积小于底部的截面面积，副炉膛4呈弯折状，且副炉膛4的底端与对流通道12的底端之间设有转接部14。
即炉排3全部位于主炉膛2内，炉排3相比原有单炉膛的设置结构不变，将主炉膛2中部和顶部截面变小以便于减小主炉膛2占用宽度，便于并排设置副炉膛4和对流通道12。
副炉膛4和对流通道12与主炉膛2的顶部和中部并排设置，副炉膛4的底部可弯折使出口朝向炉排3的上方一侧；对流通道12同样可在顶部和中部与副炉膛4并排，底部可弯折使出口朝向一侧；对流通道12底部的出口可位于副炉膛4底部出口的上方。为便于副炉膛4的底部和对流通道12的底部连通，可设置转接部分别与二者连通，烟气在转接部14处进行转向，流入对流通道12中。
该种设置结构可减少对现有锅炉炉排3的结构变化，可在现有炉排3设置的基础上，增设副炉膛4和对流通道12，可在原有燃料燃烧量的基础上，提高燃烧效率，减少污染物排放。
进一步地，主炉膛2的底部和中部可呈弯折状。
该层然锅炉结构还包括：烟气再循环装置11；烟气再循环装置11连通主炉膛2内部与尾部烟道6的末端、用于将尾部烟道6末端的烟气引入主炉膛2内部。尾部烟道6的始端与炉膛出口相连。尾部烟道6的末端即烟气后流过的部位，越靠近尾部烟道6的末端，烟气的温度越低。
本实施例提供的一种锅炉结构，在尾部烟道6的末端取部分烟气送入主炉膛2中，可降低主炉膛2内燃烧区的燃烧温度，减少氮氧化物的生成；满足氮氧化物的环保排放要求，降低了环保设备投入及环保设备运行费用，有较好的经济效益和社会效益；且将烟气再次通入主炉膛2中，还有利于燃料的充分完全燃烧以及进一步提高热量利用率，提高热效率。
在上述实施例的基础上，进一步地，参考图5，烟气再循环装置11包括烟气再循环主风管111，尾部烟道6的末端设有取烟口，取烟口与烟气再循环主风管111相连，烟气再循环主风管111设于炉排3的靠近尾部一侧。
取烟口可设置在尾部烟道6末端的侧壁上，用于引出烟气。烟气再循环主风管111用于将从取烟口取出的烟气导入至炉排3的靠近尾部一侧。使得烟气可与炉排3尾部处的灰渣接触，从而可降低灰渣温度，减少灰渣热损失，提高锅炉效率。
在上述实施例的基础上，进一步地，烟气再循环主风管111沿炉排3的宽度方向与炉排3的上表面平行设置。烟气再循环主风管111沿炉排3的宽度方向设置，可使得再循环烟气分布在炉排3的宽度方向上，即均位于炉排3的靠近尾部一侧，便于降低尾部灰渣的温度。
参考图6和图7，烟气再循环主风管111垂直连接有多个喷嘴112，喷嘴112的出口朝下设置。即喷嘴112在炉排3的上方朝向炉排3喷射再循环烟气。进一步地，喷嘴112的出口应位于主炉膛2内部的主燃区；以有效的降低燃烧温度，减少氮氧化物的生成。
在上述实施例的基础上，进一步地，沿炉排3的宽度方向均匀设置多个喷嘴112；可对主炉膛2内部主燃区的温度以及灰渣的温度进行均匀的降温，以提高脱销效果以及充分减少灰渣热损失，提高热效率。烟气再循环主风管111与炉排3尾部之间的距离为450-550mm。使得烟气再循环主风管111与炉排3上的灰渣位置对应。进一步地，所述取烟口设在所述空气预热器8和所述节能器13之间。
在上述实施例的基础上，进一步地，烟气再循环主风管111设置在副炉膛4的内部，喷嘴112穿过副炉膛4的侧壁插入主炉膛2中；烟气再循环主风管111的两端分别穿出炉膛与两个取烟口一一对应连接。因为主炉膛2呈弯折状，中部的截面面积小于底部的截面面积，使得炉排3尾部上方对应的主炉膛2空间较小，可将烟气再循环主风管111设置在副炉膛4中，将喷嘴112穿过主炉膛2和副炉膛4之间的膜式水冷壁即可。
可在尾部烟道6末端的相对两侧分别设置取烟口，使烟气再循环主风管111的两端与两个取烟口一一对应连接，可便于烟气再循环主风管111的固定安装，以及对炉排3上方进行均匀送入再循环烟气。进一步地，烟气再循环主风管111与取烟口的连接管路上可设置引风机，以提供再循环烟气的输送动力。
在上述实施例的基础上，进一步地，对流通道12的内部设有对流受热面5，尾部烟道6上沿烟气流动方向依次设有省煤器7和空气预热器8，尾部烟道6在所述空气预热器8的后部连接引风机9，引风机9依次连接节能器13和脱硫装置10。
在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种基于上述任一实施例所述层燃锅炉结构的锅炉脱硝方法，包括：从尾部烟道6的末端抽取再循环烟气；将再循环烟气通入主炉膛2内部、炉排3后部的上方。
在上述实施例的基础上，进一步地，抽取的再循环烟气的温度小于等于150℃；再循环烟气在总烟气中的占比为15％-25％；再循环烟气通入主炉膛2的流速为25-35m/s。
具体的，在引风机9出口与脱硫装置10之间设置取烟口，此处烟气温度低于150℃，取此部分烟气送入炉排3后部上方的烟气再循环装置11。烟气再循环主风管111和烟气再循环喷嘴112设置在后拱尾部，垂直向下布置，距炉排3尾部500mm左右，需保证对炉渣的冷却。
最大烟气循环量约取总烟气量的20％左右。实际运行当中，可利用变频风机来调整再循环烟气量，以取得最好的效果。烟气再循环喷嘴112里口尺寸和个数根据烟气量选择，烟气再循环喷嘴112内烟气速度约为30m/s，布置时尽量均布后拱。烟气再循环主风管111和烟气再循环喷嘴112间采用焊接形式，与烟气再循环喷嘴112对应的膜式壁的扁钢根据烟气再循环喷嘴112尺寸开孔。
该层燃锅炉结构及锅炉脱硝方法在锅炉尾部取部分烟气送入炉排3后部，降低炉排3上主燃区的燃烧温度，减少氮氧化物的生成。解决了层燃工业锅炉热效率低，氮氧化物排放高的问题，可减小层燃锅炉污染物(氮氧化物)处理强度；降低灰渣温度，减少灰渣热损失，提高了锅炉效率；降低炉膛内火焰的燃烧温度，减少氮氧化物的生成；满足氮氧化物的环保排放要求，降低了环保设备投入及环保设备运行费用，有较好的经济效益与社会效益。
在上述实施例的基础上，进一步地，参考图2，上述各实施例所述的锅炉结构以及脱硝方法同样适用于链条锅炉，对于链条锅炉的具体结构设置以及操作方法与上述层燃锅炉类似，不再赘述。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
