技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种循环流化床
锅炉，尤其涉及一种带扩展水冷壁的循环流化床锅炉炉膛，属于循环流化床技术领域。
背景技术
[0002] 目前，循环流化床（CFB）燃烧技术是一种新型洁净
煤燃烧技术，其主要特点是
燃料在炉膛中呈流化态燃烧。燃料由给煤装置送入炉膛，在高压一次
风作用下带出炉膛底部进行物料循环，在循环过程中参与燃烧和
传热。随着循环流化床锅炉的大型化、容量增加，为保证恰当的烟气流化速度，锅炉的炉膛横截面积也成比例增加。由于截面面积增加是平方级增加，而围绕在炉膛四周的水冷壁面积是线性增加，因此水冷壁面积相比锅炉容量增加显的不足。
[0003] 为了弥补四周水冷壁面积不足，已经有在炉膛内设置不同附加换热面积的
专利和文献。
[0004] 如专利公开号为CN101067490A的中国实用新型专利，其公开了一种超临界循环流化床锅炉炉膛受热面，其包括水冷布风板和水冷壁，其特征在于，还包括扩展屏，扩展屏为L形膜式屏，扩展屏下部敷设耐磨材料，扩展屏下集箱为工质进口集箱，扩展屏上集箱为工质出口集箱；扩展屏位于水冷壁内侧；水冷壁下集箱为工质进口集箱，水冷壁上集箱为工质出口集箱，水冷壁上集箱与扩展屏下集箱通过连接管道相连。该装置在保证水动
力安全性的前提下，在炉膛内增加了屏式扩展受热面，减小了水冷壁受热面积，使超临界循环流化床锅炉炉膛尺寸可以尽可能的小，特别是可以降低炉膛高度，从而降低了锅炉造价和制造难度。但是水冷壁上集箱与扩展屏下集箱通过连接管道相连的
串联结构对水冷壁出口的
蒸汽的干度有严格要求，“锅炉30%负荷工况下，工质干度要≥80%”“锅炉50%负荷工况下，水冷壁2将工质加热为
饱和蒸汽”。上述要求使得水冷壁还是必须有足够的面积，使得炉膛高度降低幅度有限。此外水冷壁2和扩展屏3串联，水冷壁系统
质量流速很高，尤其是扩展屏3的质量流速。质量流速增大对降低管壁的
温度作用有限，但会使水冷壁的阻力增加，增大锅炉给水
泵的能耗，降低电厂的经济性。此种方式扩展屏在炉膛的中上部，对于大型CFB锅炉起不到增加下炉膛换热面积的作用，起不到降低下炉膛温度，抑制氮
氧化物的生成的目的。
[0005] 如专利公开号为CN1714255A的中国实用新型专利，其公开了一种采用循环的常压流化床燃烧的连续
蒸汽发生器，其包括一
涡流燃烧室，其中，涡流燃烧室基本上全面通过包围壁限定并且由气密的、利用基本上垂直的管系构成的管壁组成，而且在下部具有至少一个漏斗；并且涡流燃烧室构成有至少一基本上垂直设置的并设有垂直的管系的加热表面，其中加热表面由一种
焊接的管—接片—管组合构成；并且包围壁和加热表面的管系由水/蒸汽工作介质流过，其中，包围壁和加热器的全部的管构成为
汽化器加热表面并且为了通流全部待汽化的工作介质而并联起来；包围壁的全部的管具有光滑的内部管表面，并且加热表面在燃烧室底面或漏斗上边缘与燃烧室盖之间延伸。专利CN1714255A所述加热面只能布置在炉膛的中间
位置，以满足“相同的加热长度”。然而，循环流化锅炉的炉膛高度通常高达40~50米甚至更高，加热面布置在炉膛中间，非常容易引起震动，或者弯曲
变形，是锅炉运行的安全隐患。其次，加热面布置在炉膛中间会阻碍循环流化锅炉炉膛内烟气流动，不利锅炉内烟气、物料浓度均匀。加热表面也难以做到和包围壁相同的加热长度。
[0006] 如公开号为CN101558265A的实用新型专利，其公开了一种有
蒸发器表面结构的循环流化床锅炉，其主要是设置一个
蒸发器，蒸发器主要由两个交叉连接的垂直水
管板组成。这种蒸发器呈十字形结构布置，不与锅炉炉膛内壁相连，其结构复杂，十字形蒸发器体积大，会阻碍循环流化锅炉炉膛内烟气流动，不利锅炉内烟气、物料浓度均匀，布置灵活性差。
循环流化锅炉的炉膛高度通常高达40~50米甚至更高，十字形蒸发器也存在震动的隐患。
[0007] 上述不同附加换热面积的方法，没有或很少利用到循环流化炉膛内下降流颗粒浓度高，换热强的特点，因此附加换热面积的换热效率也低。实用新型内容
[0008] 本实用新型的目的在于：提供一种带扩展水冷壁的循环流化床炉膛，与
现有技术中增加蒸发器或者水冷壁的结构不同在于：本扩展水冷壁结构非常简单，由于与炉膛相连，因此可以直接竖向设置，减少安装的难度，并且其设置方式灵活、多样化，适用范围广，能有效的解决上述现有技术中存在的问题。
[0009] 本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现：一种带扩展水冷壁的循环流化床炉膛，包括锅炉炉膛和扩展水冷壁，炉膛的上部设有炉膛出口，所述扩展水冷壁与炉膛的内壁相连，能够避免扩展水冷壁可能引起的震动。扩展水冷壁的宽度小于或等于1米，扩展水冷壁的换热面积与炉膛的内壁侧面积相对应。
[0010] 作为优选，扩展水冷壁竖向布置，其宽度小于下降颗粒层的宽度。循环流化床炉膛物料内循环的特点是：在炉膛中心，由烟气携带，在气流曳力作用下颗粒整体向上流动，即从布风板向顶棚流动，在靠近炉膛的壁面，颗粒聚集在重力作用下，垂直向下流动，形成浓度高的下降颗粒层。在下降流颗粒层内，扩展水冷壁的换热系数高，换热面的利用率高。而且通常来说，下降流颗粒层的宽度是小于1米的，扩展水冷壁宽度不超出下降颗粒层，不会阻碍和影响炉膛中心颗粒和烟气整体向上流动，因此扩展水冷壁的布置位置灵活，可以在炉膛壁面灵活布置。竖向布置的扩展水冷壁能够引导和约束下降流颗粒垂直向下流动，减少颗粒横向偏流对炉膛壁面的冲刷磨损。
[0011] 作为优选，扩展水冷壁包括水冷壁管和连接
钢板，水冷壁管通过连接钢板与炉膛的内壁相连。连接钢板是平板结构，便于制造和安装。
[0012] 作为优选，炉膛的内壁主要由位于前壁面和后壁面、位于两侧的侧
墙壁面、位于底部的布风板和位于顶部的顶棚组成，扩展水冷壁至少与前壁面、后壁面或者
侧壁面之一相连。由于扩展水冷壁与至少一个内壁相连，因此，可以简化其安装难度，并且安装可选择性较高。
[0013] 作为优选方式之一，扩展水冷壁的换热总长度与前壁面、后壁面和侧壁面的长度之和相对应。
[0014] 作为优选方式之一，扩展水冷壁的顶部穿出炉膛的顶棚，底部穿出靠近布风板的后壁面。
[0015] 作为优选方式之一，扩展水冷壁的顶部穿出炉膛出口下方的后壁面，底部穿出靠近布风板的后壁面。
[0016] 作为优选方式之一，扩展水冷壁的顶部穿出顶棚，底部穿出后壁面的中部。
[0017] 作为优选方式之一，炉膛出口设置于后壁面上，扩展水冷壁与后壁面相连，且扩展水冷壁设于炉膛出口倾斜壁面的延长线之外，防止扩展水冷壁影响烟气流向炉膛出口。
[0018] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型循环流化床锅炉炉膛通过增加扩展水冷壁来实现以下效果：
[0019] 1.增加CFB锅炉炉膛的换热面积，起到降低和均衡下炉膛温度的作用；
[0020] 2.使得床温更加均匀，降低NOx原始生量，对实现超低NOx排放起到促进作用；
[0021] 3.扩展水冷壁引导炉膛内物料颗粒和烟气流动，均匀流场和防止侧向磨损；
[0022] 该扩展水冷壁结构简单，易于制造和安装；其适用范围广，能够在各种CFB锅炉中使用，特别是大容量CFB锅炉及超临界CFB锅炉，以及大型CFB锅炉改造使用。
附图说明
[0023] 图1是带扩展水冷壁的循环流化床炉膛
实施例1的结构示意图。
[0024] 图2是图1中扩展水冷壁的布置示意图。
[0025] 图3是实施例2的结构示意图。
[0026] 图4是实施例3的结构示意图。
[0027] 图5是扩展水冷壁的结构示意图。
[0028] 图中：炉膛-1，炉膛出口-2，扩展水冷壁-3，水冷壁管-3a，连接钢板-3b，前壁面-1a，后壁面-1b，侧壁面-1c，布风板-1d，顶棚-1e，下降颗粒层-4。
具体实施方式
[0029] 下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0030] 本
说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。
[0031] 如图1-5所示，本实用新型带扩展水冷壁的循环流化床炉膛，其包括锅炉炉膛1和扩展水冷壁3，炉膛1的上部设有炉膛出口2。扩展水冷壁3包括水冷壁管3a和连接钢板3b，水冷壁管3a通过连接钢板3b与炉膛1的内壁相连。具体来说，炉膛1的内壁主要由位于前后的前壁面1a和后壁面1b、位于两侧的侧壁面1c、位于底部的布风板1d和位于顶部的顶棚1e组成，扩展水冷壁3至少与左壁面1a、右壁面1b或者正壁面1c之一相连。扩展水冷壁3的宽度小于或等于1米，具体来说，扩展水冷壁3竖向布置，其宽度小于下降颗粒层4的宽度。扩展水冷壁3的换热面积与炉膛1的内壁侧面积相对应。具体来说，扩展水冷壁3的换热总面积与前壁面1a、后壁面1b和两侧壁面1c的面积之和在相似的区域（如图2 中的A B C区域内）内近似相等。
[0032] 实施例1，如图1、2所示：
[0033] 在300MWe以上大型循环流化床锅炉中：按炉膛出口的数量把炉膛划分成截面积相等的区域，如附图2所示的A、B、C三个区。A、B、C三个区内的扩展水冷壁的壁面换热面积加上A、B、C三个区域的炉膛内壁面换热面积之和近似相等。扩展水冷壁的两面都换热，计算换热面积时应加以考虑。这对于大型循环流化床炉膛内温度均匀特别有利。
[0034] 扩展水冷壁3的顶部穿出炉膛的顶棚1e，底部穿出靠近布风板1d的后壁面1b。炉膛出口2设置于后壁面1b上，扩展水冷壁3与后壁面1b相连，且扩展水冷壁3设于炉膛出口2下倾斜壁面的延长线之外。这样的布置能有效增加炉膛下部的换热面积，降低炉膛下部温度，合适的温度能抑制燃烧产生氮氧化物NOx的量，提高循环流化床锅炉的
脱硫效率。
[0035] 实施例2，如图3所示：
[0036] 扩展水冷壁3的顶部穿出炉膛出口2下方的后壁面1b，底部穿出靠近布风板1d的后壁面1b。扩展水冷壁从炉膛出口的下方穿出炉膛，防止扩展水冷壁影响烟气流向炉膛出口。
[0037] 实施例3，如图4所示：
[0038] 扩展水冷壁3的顶部穿出顶棚1e，底部穿出后壁面1b的中部。这样就不会和炉膛下部的开口相互影响。该实施实例特别适合锅炉改造使用，已建成循环流化床锅炉，当燃料发生变化，或者其他原因造成炉膛换热面积不足，炉膛温度高时使用。已建成的循环流化床锅炉炉膛下部设有回料口、给料（煤、石灰石）口、空气喷口等，扩展水冷壁需要避开这些开口。
[0039] 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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
