[0001] 本
申请是申请日为2010年11月12日、申请号为201010544418.0且
发明名称为“流化床的布风装置和具有其的锅炉或气化炉”的申请的分案申请
技术领域
[0002] 本发明涉及一种用于锅炉或气化炉的流化床的布风装置及具有其的锅炉或气化炉。
背景技术
[0003] 流化床的布风装置是流化床的重要组成部分，现有的流化床布风装置主要有两种形式，一种是布风板，另一种是布风管。
[0004] 布风板式的布风装置通常由带有风帽的布风板、布风板下方的风室和连接布风板上的
排渣口并穿过风室的排渣管组成，其主要功能包括：(1)支承床料；(2)均匀布风，避免
炉膛内出现流化死区；(3)防止床料漏入风室；(4)排出底渣。用于流化床锅炉和气化炉的布风板要求有足够的
刚度和强度，不仅能够支承床料的重量，而且在压火及热风点火时，布风板不会受热
变形；在采用床下热风点火时，通常需要对布风板进行
水冷，以避免高温热风带来的热应
力。
[0005] 布风管式的布风装置通常是由多条基本平行、带有风帽的布风管组成的，用于小型简易流化床部件时也可不设风帽，仅在布风管上开孔。
[0006] 现有的用于锅炉或气化炉的流化床布风装置存在两个
缺陷，一是底渣通过排渣管或布风管间的间隙排出炉膛，导致高温底渣未被冷却即被排出炉膛，未能充分利用其
显热；另一缺陷是，由于支承床料、水冷和均匀布风的需要，无论是排渣口还是布风管间的间隙，都很难让粒度较大的底渣顺利通过，例如排渣口直径过大会直接导致布风板水冷管布置困难，布风管管间距过大则意味着炉膛底部可布置的风帽数量的减少，对均匀布风不利；特别是在流化床气化炉中，为了追求较高的
碳转化率，需要采用较高的反应
温度，而在高温下容易出现局部结焦，产生较大的焦
块，在
生物质直燃循环流化床锅炉中，生物质灰易发生粘结，也易产生较大的结块，这些焦块或结块如果不能被及时排出，就将在炉膛底部堆积，影响炉内的正常流化，最终导致气化炉或锅炉无法正常运行。
发明内容
[0007] 为解决
现有技术中的技术间题的至少一个方面，提出本发明。
[0008] 根据本发明的一个方面，提出了一种用于锅炉或气化炉的流化床的布风装置，包括：一个进风总管；多个布风管，每一个布风管的一端与所述一个进风总管连通；多个风帽，所述多个风帽分别设置到对应的布风管的另一端所形成的出口上，其中：
[0009] 所述多个布风管包括成星形布置的相邻布风管、且所述相邻布风管之间的间隙构成炉膛底渣通道；
[0010] 成星形布置的相邻布风管中的每一个的所述一端均与进风总管相通，且成星形布置的相邻布风管中的每一个的所述另一端所形成的出口布置有风帽，所述布风管的所述另一端和设置在所述另一端上的所述风帽适于在炉膛内自由膨胀。
[0011] 进一步地，至少一个布风管的所述一端与所述另一端之间设置有至少一个出风口，且多个风帽中的一部分设置在所述至少一个出风口上。
[0012] 有利地，进风总管的至少一部分和/或每一个布风管的至少一部分在锅炉或气化炉运行过程中由炉膛底渣埋没。
[0013] 有利地，所述布风管由所述进风总管
支撑。
[0014] 可选地，所述进风总管形成为环形布置的进风管环，进风管环包括与其相通的进风分支管，且每一个布风管通过对应的进风分支管与所述进风管环相通。
[0015] 有利地，每一个进风分支管都朝向炉膛内部延伸。
[0016] 有利地，所述进风管环包括多个进风分支管，一个进风分支管延伸到炉膛横截面的中心，且另外的进风分支管的长度相等且小于延伸到炉膛横截面的中心的布风管的长度，并且所述另外的进风分支管沿所述进风管环等间隔布置。
[0017] 可选地，所述进风管环包括多个进风分支管，所述进风分支管分成两组，一组朝向炉膛中心延伸，另一组远离炉膛中心延伸，且每一组都沿所述进风管环等间隔布置。
[0018] 可选地，所述进风管环仅包括一个进风分支管，所述一个进风分支管延伸到进风管环中心，且所述一个进风分支管的末端朝向炉膛的顶部竖直延伸，所述一个进风分支管的末端设置有布风管，其中，所有布风管与所述一个进风分支管相通，一个布风管设置在进风管环中心，其余的布风管以进风管环中心为圆心、间隔开相同
角度呈星形设置。
[0019] 可选地，所述进风总管的一个端部延伸到炉膛横截面的中心并朝向炉膛的顶部竖直延伸，且所述多个布风管布置在进风总管的所述端部上，其中，一个布风管设置在炉膛横截面的中心，其余的布风管以进风总管的所述一个端部为圆心、间隔开相同角度呈星形设置。有利地，所述其余的布风管的长度相同，且等角度间隔开地布置在进风总管的所述端部上。
[0020] 有利地，所述进风总管从炉膛底部通入炉膛内并以弯曲的方式向上延伸。
[0021] 有利地，所述多个布风管包括两组布风管，一组布风管每一个都具有第一长度，另一组布风管每一个都具有大于第一长度的第二长度，且两组布风管都布置在进风总管的所述端部上。进一步地，每一组布风管都平行于所述炉膛横截面等角度间隔开地布置在进风总管的所述端部上。
[0022] 根据本发明的又一方面，提出了一种用于锅炉或气化炉的流化床的布风装置，包括：至少两个进风总管；至少两组布风管，每一组布风管中的每一个布风管的一端都与至少两个进风总管中的对应的一个进风总管连通；多个风帽，所述多个风帽分别设置到对应的布风管的另一端所形成的出口上，其中：每一组布风管包括成星形布置的相邻布风管、且所述两个相邻布风管之间的间隙构成炉膛底渣通道；成星形布置的相邻布风管中的每一个的所述一端均与进风总管相通，且成星形布置的相邻布风管中的每一个的另一端所形成的出口布置有风帽，所述布风管的所述另一端和设置在所述另一端上的所述风帽适于在炉膛内自由膨胀。
[0023] 具体地，所述布风装置包括两个进风总管和两组布风管，其中，两个进风总管中的一个向炉膛的一侧布风，而两个进风总管中的另一个向炉膛的另一侧布风；或者，两个进风总管中的一个向炉膛的中心区域布风，而两个进风总管中的另一个向炉膛的围绕中心区域的外围区域布风。
[0024] 根据本发明的再一方面，提出了一种流化床锅炉或流化床气化炉，包括：炉膛，具有设置在炉膛底部的炉膛底渣出口；和设置在所述炉膛底渣出口上方的上述布风装置，其中，炉膛底渣通过所述炉膛底渣通道由所述炉膛底渣出口排出。
[0025] 通过下文中参照
附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
附图说明
[0026] 图1为根据本发明的一个
实施例的用于锅炉或气化炉的流化床的布风装置的示意图，其中下图为俯视示意图；
[0027] 图2为根据本发明的又一个实施例的用于锅炉或气化炉的流化床的布风装置的示意图，其中下图为俯视示意图；
[0028] 图3为根据本发明的再一个实施例的用于锅炉或气化炉的流化床的布风装置的俯视示意图。
[0029] 图4为根据本发明的再一个实施例的用于锅炉或气化炉的流化床的布风装置的示意图，其中下图为俯视示意图。
具体实施方式
[0030] 下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在
说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
[0031] 如图1-4中所示，布风装置100包括：一个进风总管1；多个布风管2，每一个布风管2的一端与进风总管1连通；多个风帽3，多个风帽3分别设置到对应的布风管2的另一端所形成的出口上，其中：至少两个布风管以非平行的方式布置、且布风管2之间的间隙构成炉膛底渣通道4。例如，在附图1中，布风管2之间布置成大致星形的形式。因为至少两个布风管以非平行的方式布置，这就使布风管之间的间隙不像平行布置的那样基本一致，而是一端较窄、另一端较宽，宽处足以保证较大的底渣顺利通过，因此在提供了足够宽的底渣通道的同时，还可以在炉膛底部布置足够多的风帽。
[0032] 例如，对于气化炉而言，为提高气化反应的碳转化率，需尽可能地提高气化炉的温度，在流化床气化炉中，气化炉底部温度最高且处于
氧化区，气化炉底部容易结渣，传统的布风板或布风管很难排出这些大渣。而根据上述技术方案，布风管2之间的间隙构成炉膛底渣通道4，例如附图1-4中示出的形如烛台的布风装置，没有传统的布风板，利用布风管2之间的间隙可顺利排出大渣。
[0033] 在传统的布风装置上，为了防止布风板变形，一般采用水冷布风板，不仅使布风板自身重量大大增加，而且在气化炉中，布风板的
冷却水带走的热量成为本该绝热的炉膛的
热损失，影响了系统的热效率与
煤气品质。而因为本发明提出的布风装置没有布风板，且风帽设置到对应的布风管的另一端所形成的出口上，布风管及风帽可在炉膛内自由膨胀，因而不需要进行冷却。
[0034] 风帽3可以是内嵌逆流式风帽、镶嵌多孔段风帽、钟罩式风帽、蘑菇形风帽、T形风帽或定向风帽等等。
[0035] 另外，虽然上述以气化炉为例，上述技术方案也可以用于其它的流化床锅炉，例如同样容易产生大块底渣的生物质锅炉。
[0036] 该布风装置100除了可用于空气的布风以外，还可以用于富氧空气或纯氧的布风。
[0037] 需要指出的是，进风总管1的至少一部分和/或每一个布风管2的至少一部分在锅炉或气化炉运行过程中由炉膛底渣埋没。
[0038] 采用传统的布风板时，排出的底渣利用冷渣机冷却，大量的显热没有被锅炉利用。相反，在本发明中，因为进风总管1的至少一部分和/或每一个布风管2的至少一部分在锅炉或气化炉运行过程中埋没在炉膛底渣中，例如，在气化剂进入气化炉炉膛的反应区前，可以利用排出底渣的热量对气化剂进行预热，从而提高了热效率；气化剂被预热以后，带入气化炉的显热增加，降低了
燃料在炉内的燃烧份额，从而有效降低了煤气中气化剂带入的氮气及燃烧产生的二氧化碳的份额，使得煤气中的有效成分浓度增加，改善了煤气品质。
[0039] 为了充分利用底渣显热，对进入炉膛的空气或气化剂进行预热，进风总管可以是从炉底侧面水平穿入炉膛，再向上延伸、与布风管连通；也可以从炉底正下方竖直向上穿入炉膛底部，使空气或气化剂通入炉膛的流向与底渣排出炉膛的移动方向相反；还可以尽量延长进风总管及进风分支管设置在炉膛底部的总长度，比如采用环形的进风总管，或者进风总管为蛇形管或盘管设计，以增加底渣与空气或气化剂之间的换热面积，如附图4所示出的那样。
[0040] 如附图1-4中所示，布风管2可以由进风总管1支撑。不过，布风管2也可以采用其它的支撑或固定方式，例如，由设置在布风管2下方的支撑件实现布风管2的固定，该支撑件可以一端固定在炉膛底部，另一端稳定的承托在布风管2下方，并容许布风管2在水平方向上自由膨胀。
[0041] 下面以附图1为例描述布风装置的运行过程。空气(富氧或纯氧)从进风总管1进入，然后由各布风管2均匀分配给风帽3，炉膛1的底渣通过风帽3及布风管2之间的间隙，由炉膛底部的排渣孔8排出，空气(富氧或纯氧)在进风总管1与布风管2中被高温底渣预热后，经风帽3均匀地进入炉膛9，同时，底渣被部分冷却，其热量被带入炉膛9内，提高了系统的热效率。
[0042] 如图2-3所示，进风总管1形成为环形布置的进风管环10，且每一个布风管2都通过进风分支管6与所述进风管环10相通。
[0043] 如图2中所示，进风总管1形成为环形布置的进风管环10，且进风总管1还包括与进风管环10相通并且延伸到进风管环10中心的一个进风分支管6，进风分支管6的末端朝向炉膛的顶部竖直延伸，每一个布风管2都设置在进风分支管6末端并与进风分支管6相通。可选地，一个布风管2设置在进风管环10中心，其余的布风管平行于所述炉膛横截面、以进风管环中心为圆心、间隔开相同角度呈星形设置。例如，在附图2中，设置了四个布风管2，且其中一个布风管2设置在进风管环10的中心，另外三个布风管2间隔开120度设置。
[0044] 需要专
门指出的是，虽然“其余的布风管平行于所述炉膛横截面”，但是，其余的布风管也可以在炉膛的高度方向上的高度
位置不同。即“其余的布风管以进风管环中心为圆心、间隔开相同角度呈星形设置”包括了其余的布风管平行于所述炉膛横截面的情形以及其余的布风管在炉膛的高度方向上的高度位置不同的情形。
[0045] 有利地，每一个进风分支管6都朝向炉膛9内部延伸。如图3中所示，一个进风分支管6延伸到炉膛横截面的中心，且另外的进风分支管6的长度相等且小于延伸到炉膛横截面的中心的进风分支管6的长度，并且所述另外的进风分支管6沿所述进风管环10等间隔布置。例如，在附图3中，等间隔布置表示每一个进风分支管6在进风管环10上的布置位置等距离间隔开或等角度间隔开。
[0046] 每一个布风管2的出口可以设置有一个风帽3；或者每一个布风管2的出口设置有多个风帽3，每一个风帽通过一个布风管2与对应的一个进风分支管2连通。具体地，如图3中所示，每一个进风分支管6的出口设置有四个布风管2，一个布风管2设置在四个布风管2的中心，长度相同的另外三个布风管2彼此间隔开120度地设置。
[0047] 虽然没有示出，进风分支管6也可以分成多组，以两组为例，一组朝向炉膛中心延伸，另一组远离炉膛中心延伸，且每一组都绕进风管环10等间隔布置；以三组为例，一组朝向炉膛中心延伸，另一组远离炉膛中心延伸，第三组沿竖直方向延伸，且每一组都绕进风管环10等间隔布置。同样，在此情况下，每一个布风管2的出口可以设置有一个风帽3；或者每一个布风管2的出口设置有多个风帽3，每一个风帽通过一个布风管2与对应的一个进风分支管6连通。
[0048] 如图1中所示，进风总管1的一个端部7延伸到炉膛横截面的中心并朝向炉膛的顶部竖直延伸，且多个布风管2布置在进风总管1的端部7上。
[0049] 进一步地，一个布风管2设置在炉膛横截面的中心，其余的布风管2平行于所述炉膛横截面、以进风总管的所述一个端部为圆心、间隔开相同角度呈星形设置。如图1中所示，其余的布风管2的长度相同，且平行于所述炉膛横截面等角度间隔开地布置在进风总管1的端部7上，在附图1中，六个布风管2以60度角度间隔开。
[0050] 可选的，进风总管1的一个端部7延伸到炉膛横截面的中心并朝向炉膛的顶部竖直延伸，且多个布风管2布置在进风总管1的端部7上，炉膛横截面中心不设布风管，所有布风管2均斜向上方延伸，并分别位于一组相交于进风总管的圆心所在的竖直直线的平面上，这组平面以相同角度间隔开。在附图4中，四个布风管2均以与炉膛横截面成30度角的方向斜向上方延伸，末端向朝向炉膛的顶部竖直延伸；四个布风管2分别位于4个依次间隔90度的平面上。
[0051] 虽然没有示出，多个布风管2可以包括多组布风管，以两组布风管为例，一组布风管中的每一个都具有第一长度，另一组布风管中的每一个都具有大于第一长度的第二长度，且两组布风管都平行于所述炉膛横截面布置在进风总管1的端部7上。有利地，每一组布风管都平行于所述炉膛横截面等角度间隔开地布置在进风总管的端部7上。同样，每一个布风管2的出口可以设置有一个风帽3(如图1中所示)；或者，与附图3中类似的，每一个布风管2的出口设置有多个风帽3，每一个风帽通过一个布风支管5与对应的一个布风管2连通。
[0052] 上面参照附图1-4描述的布风装置100都只是包括一个进风总管，不过，布风装置也可以包括多个进风总管。在包括多个进风总管的情况下，布风装置包括：至少两组布风管，每一组布风管中的每一个布风管的一端都与多个进风总管中的对应的一个进风总管连通；多个风帽，所述多个风帽分别设置到对应的布风管的另一端所形成的出口上，其中：在至少一组布风管中，至少两个布风管以非平行的方式布置、且布风管之间的间隙构成炉膛底渣通道。具体地，虽然没有示出，例如，在设置两个进风总管的情况下，两个进风总管中的一个可以负责向炉膛的一侧布风，而另一个可以负责向炉膛的另一侧布风；或者，两个进风总管中的一个可以向炉膛的中心区域布风，而另一个可以向炉膛的围绕中心区域的外围区域布风。进风总管同样可以是管或管环的形式，当然，根据实际需要，布风装置的进风总管也可以采用其它的布置形式。
[0053] 本发明也涉及一种流化床锅炉或气化炉，包括：炉膛9，具有设置在炉膛底部的炉膛底渣出口8；和设置在炉膛底渣出口8上方的上述任一种布风装置，其中，炉膛底渣通过炉膛底渣通道4由炉膛底渣出口8排出。
[0054] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附
权利要求及其等同物限定。
