專利名稱：用于空氣輪機的鍋爐的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鍋爐，特別是一種用于空氣輪機的鍋爐。
背景技術：
在申請號為"2007100974047"的中冷等壓吸熱空氣輪機中，由于 是以空氣作工質，鍋爐內便無法設置普通電廠中構成蒸汽鍋爐爐膛的水冷壁， 這樣，會使鍋爐的爐膛內壁溫度升高，爐膛出口的煙氣溫度也會很高，造成在 爐膛內壁和加熱器管組上的結渣
發明內容
本發明的目的是針對蒸汽鍋爐不能直接作為空氣輪機鍋爐的這一 不足，提供一種可以有效控制爐膛內壁溫度和爐膛出口煙氣溫度的用于空氣輪 機的鍋爐。
為實現上述目的，所述的用于空氣輪機的鍋爐包括爐膛出口、設有粉煤燃 燒器的爐膛和底部的冷灰斗，在爐膛內劃分有燃燒區和燃盡區，其特征在于-爐膛的內壁大部分由布置在各層的空冷壁面構成，每層空冷壁面又由若干塊板 式空冷壁圍構而成，每塊空冷壁均通過其背面的一側端與爐墻和外圍蓋板形成 供氣道，中部和另一側面與爐墻的相對壁面形成向外逐漸變窄的冷卻通氣道， 冷卻通氣道的出氣口直接通向爐膛，或者經出氣道和管路通向爐膛的二次風口， 各供氣道經連通管路與通向空氣輪機排氣口的主管路連通。在所述的空冷壁的 出氣口直接通向爐膛時，構成冷卻通氣道的爐墻在出氣口處又向外延長出適當 的長度。
在空冷壁的具體布置中，該層各空冷壁的供氣道圍爐膛橫向布置，空冷壁 的出氣口也相應的橫向布置，出氣口被設在向上或向下的開啟方向上。還可讓 該層各空冷壁的供氣道豎向布置在爐膛的周圍，每塊空冷壁的出氣口也都豎向 布置，出氣口即可按統一的方向向左或向右開啟，也可讓兩塊相鄰空冷壁的出 氣口相對布置，或者讓其中部分空冷壁的出氣口不直接通向爐膛、而是經相應
的出氣道和管路通向爐膛的二次風口。
在空冷壁的出氣口不直接通向爐膛時，該層圍在爐膛周圍的各空冷壁的供氣 道即可橫向布置也可豎向布置，相應的空冷壁的出氣口也橫向或豎向布置，與
出氣口相連通的出氣道經管路通向爐膛相應部位的二次風口。
為安裝固定空冷壁，處在與冷卻通氣道位置相對應的空冷壁通過若干數量 并順冷卻空氣流動方向排列的連接片與所對應的外側爐墻相連。為改善空冷壁的冷卻效果，在與冷卻空氣流相接觸的空冷壁背面，設有順冷卻氣流方向排列 的散熱片或起散熱作用的凸起物。在冷卻通氣道的進口處設置相應數量的渦流 發生扭片。為盡快冷卻高溫煙氣，在爐膛的燃盡區之上設摻混降溫區，摻混降 溫區的相應爐膛內壁上設有若干降溫空氣進口，各降溫空氣進口分別經通風管 路與空氣輪機的中間冷卻器的散熱空氣出口或氣輪機排氣口連通。
上述用于空氣輪機的鍋爐采用了由若干層、若干塊空冷壁作為爐膛的內壁， 并用從空氣輪機的氣輪機所排出的空氣流對空冷壁進行冷卻，使空冷壁的壁面 溫度得到控制，讓壁面溫度不會升的很高。因空冷壁吸熱使煙氣溫度逐漸下降，
讓煙氣在空冷壁及爐膛出口處的溫度能降至iioo'c左右，以有效防止在空冷壁
面和爐膛出口外加熱器管組上的結渣。對空冷壁進行冷卻的空氣流被加熱后又 返回鍋爐參與燃燒，并不會降低空氣輪機的循環效率。
在用于空氣輪機的鍋爐中，由于采用的是大塊板材制作空冷壁，同時空冷 壁也不承受氣體的壓力作用，這使空氣輪機的鍋爐結構較為簡單，所消耗的金 屬材料也進一步減少。
下面結合附圖對本發明作進一步詳細的描述。 圖1是本發明用于空氣輪機的鍋爐結構剖面圖。
圖2是沿圖1中A-A線的剖面圖。
圖3是沿圖1中B-B線的剖面圖。
具體實施方式
在圖1至圖3所示的本發明空氣輪機的鍋爐包括爐膛出口 2、 設有粉煤燃燒器4的爐膛3和底部的冷灰斗7，這是一種為電站而設的適用于空 氣輪機的粉煤燃燒鍋爐。由于改用空氣作工質，爐膛3的內壁大部分由用空氣 進行冷卻的壁面、即空冷壁構成。由于空氣被加熱時不像水那樣能吸收大量的 熱，因此爐膛的內壁由布置在各層的空冷壁面構成，并且，每層空冷壁面又由 若干塊的板式空冷壁12圍構而成，以便能容易的控制空冷壁的壁面溫度。圖1 中的鍋爐設了五層空冷壁，由于在鍋爐所劃分的燃燒區域設有粉煤燃燒器4，在 燃燒區之上劃分有燃盡區，在鍋爐的底部又設有冷灰斗7，因此，為適應各層不 同的燃燒區域而設定的空冷壁12布置方式也有所不同。在空冷壁的布置中，每 塊空冷壁12均通過其背面的一側端與爐墻15和外圍蓋板17形成供氣道18，中 部和另一側面與爐墻15的相對壁面16形成向外逐漸變窄的冷卻通氣道20，冷 卻通氣道的出氣口 21呈窄長的形狀、直接通向爐膛3，如圖1中五層和二層空 冷壁12的出氣口 21所示。或者如處在爐膛底部冷灰斗7位置的空冷壁12所示， 讓冷卻通氣道20的出氣口 21經出氣道22和管路23通向爐膛3的二次風口 6。 爐墻15采用耐火材料制成，在爐墻的外圍設有絕熱層29。上述空冷壁12的各
供氣道18經連通管路11與通向空氣輪機(未畫)排氣口的主管路10連通。
為加強對空冷壁的冷卻效果，可在冷卻通氣道20的進口處設置相應數量的 渦流發生扭片(未畫)，使冷卻氣流能翻滾的流過冷卻通氣道。
在上述鍋爐二層、三層和五層空冷壁的布置中，每層各空冷壁12的出氣口 21直接通向了爐膛3的內部，構成冷卻通氣道20的爐墻15在出氣口 21處又向 外延長出適當的長度，這部分不被空冷壁遮擋的爐墻，因直接受到從出氣口 21 排出氣流的相應冷卻，其表面溫度不會升到非常高的溫度。圖中的爐墻15在出 氣口 21處平整的向外延伸，也可以邊向外延伸，邊向爐內適當彎曲，讓爐墻在 出氣口處形成一個彎曲的延伸面。設在各層空冷壁12的供氣道根據需要既可以 橫向布置，也可以豎向布置。其中，二、五層空冷壁12的供氣道18采用了圍 爐膛3橫向布置的方式，相應的空冷壁的出氣口21也橫向布置，五層空冷壁的 出氣口 21向上開啟，二層空冷壁的出氣口 21向下開啟。三和四層空冷壁的供 氣道釆用了豎向布置方式，如圖2和圖3中所示，各層空冷壁12的供氣道18 豎向布置在爐膛3的周圍，每塊空冷壁12的出氣口 21也都豎向布置，各空冷 壁的出氣口即可按統一的方面向左或向右開啟，也可讓兩塊相鄰空冷壁的出氣 口相對布置，或者讓其中部分空冷壁的出氣口不直接通向爐膛、而是經相應的 出氣道和管道通向爐膛的二次風口。在圖2鍋爐的第四層空冷壁布置中，每面 爐膛內壁的左側空冷壁12的出氣口21向右開啟；靠右側的空冷壁12為避免其 出氣口 21的氣流直接沖到相鄰的空冷壁面，該側空冷壁12的出氣口 21經相應 的出氣道22和管路通向爐膛的二次風口 (未畫)。在圖3所示的空冷壁布置中， 每面爐膛內壁的相鄰空冷壁12的出氣口 21相對布置，使兩出氣口排出的氣流 能噴在兩粉煤燃燒器4所形成的火焰之間。
在空冷壁的出氣口采用不直接通向爐膛的布置方式時，該層圍在爐膛周圍 各空冷壁12的供氣道18即可橫向布置也可豎向布置，相應的空冷壁的出氣口 21也隨之橫向或豎向布置，與出氣口相連通的出氣道22經管路通向爐膛相應部 位的二次風口。設在冷灰斗7位置的一層空冷壁12的供氣道18已經縮短并橫 向布置，與出氣口 21相連通的出氣道22經管路23通向爐膛3的二次風口 6。
上述空冷壁無論如何布置，都是采用較大面積的金屬板材制作而成，為了 使這種板式空冷壁能保持在固定的位置，處在與冷卻通氣道20位置相對應的空 冷壁12通過若干數量并順冷卻空氣流動方向排列的連接片13與所對應的外側 爐墻15相連。另外，為加強空冷壁12與冷卻空氣的換熱能力，在與冷卻空氣 流相接觸的空冷壁背面，設有順冷卻氣流方向排列的散熱片或起散熱作用的凸 起物(未畫)。 在空氣輪機的鍋爐采用上述空冷壁結構后，是能夠讓流出爐膛出口 2的煙 氣溫度保持在不讓加熱器管組1結渣的120(TC以下。為讓鍋爐的煙氣能迅速降 溫，如圖1中所示，也可在爐膛3的燃盡區(第四和第五層空冷壁所在區域) 之上設置摻混降溫區25，摻混降溫區的相應爐膛內壁26上設有若干個降溫空氣 進口 27，各降溫空氣進口分別經通風管路28與空氣輪機的中間冷卻器的散熱空 氣出口或氣輪機排氣口連通(未畫)。在把中間冷卻器的部分散熱空氣引入爐膛 來降低煙氣的溫度時，是不會降低空氣輪機循環效率的，因為即使讓流過加熱 器管組之后的煙氣溫度保持在高于煙氣酸露點的120—14(TC，而從中間冷卻器 排出的散熱空氣溫度通常會高于15(TC，使散熱空氣中的少部分熱量仍會被加熱 器管組吸收。
在實際鍋爐內的各層空冷壁布置中，首先要有利于更好組織鍋爐內煤粉的 充分燃燒，其次要有效的對煙氣溫度進行降溫，使其達到爐膛出口的充許溫度。 由于這種空氣輪機的空冷壁鍋爐不再設置普通蒸汽電廠鍋爐內能大量吸熱的水 冷壁(水冷壁所吸收的熱量最后由冷卻塔散至外界)，空冷壁式鍋爐所需噴入的 燃料便可大量節省，并讓鍋爐內所設的粉煤燃燒器數量也相應減少，同時也可 進一步減小鍋爐的體積和節省制造鍋爐所需的耐熱、絕熱和金屬材料。
權利要求
1、一種用于空氣輪機的鍋爐，所述的鍋爐包括爐膛出口(2)、設有粉煤燃燒器(4)的爐膛(3)和底部的冷灰斗(7)，在爐膛(3)內劃分有燃燒區和燃盡區，其特征在于爐膛(3)的內壁大部分由布置在各層的空冷壁面構成，每層空冷壁面又由若干塊板式空冷壁(12)圍構而成，每塊空冷壁(12)均通過其背面的一側端與爐墻(15)和外圍蓋板(17)形成供氣道(18)，中部和另一側面與爐墻(15)的相對壁面(16)形成向外逐漸變窄的冷卻通氣道(20)，冷卻通氣道的出氣口(21)直接通向爐膛(3)，或者經出氣道(22)和管路(23)通向爐膛(3)的二次風口(6)，各供氣道(18)經連通管路(11)與通向空氣輪機排氣口的主管路(10)連通。
2、 根據權利要求l所述的鍋爐，其特征在于在所述的空冷壁(12)的出 氣口 (21)直接通向爐膛時，構成冷卻通氣道的爐墻(15)在出氣口 (21)處 又向外延長出適當的長度。
3、 根據權利要求2所述的鍋爐，其特征在于該層各空冷壁(12)的供氣 道(18)圍爐膛(3)橫向布置，空冷壁的出氣口 (21)也相應的橫向布置，出 氣口 (21)被設在向上或向下的開啟方向上。
4、 根據權利要求2所述的鍋爐，其特征在于該層各空冷壁(12)的供氣 道(18)豎向布置在爐膛(3)的周圍，每塊空冷壁的出氣口 (21)也都豎向布 置，出氣口即可按統一的方向向左或向右開啟，也可讓兩塊相鄰空冷壁的出氣 口 (21)相對布置，或者讓其中部分空冷壁的出氣口 (21)不直接通向爐膛、 而是經相應的出氣道(22)和管路(23)通向爐膛(3)的二次風口 (6)。
5、 根據權利要求1所述的鍋爐，其特征在于在空冷壁(12)的出氣口 (21) 不直接通向爐膛時，該層圍在爐膛周圍的各空冷壁(12)的供氣道(18)即可 橫向布置也可豎向布置，相應的空冷壁的出氣口 (21)也橫向或豎向布置，與 出氣口相連通的出氣道(22)經管路通向爐膛相應部位的二次風口。
6、 根據權利要求2、 3、 4或5所述的鍋爐，其特征在于處在與冷卻通氣 道(20)位置相對應的空冷壁(12)通過若干數量并順冷卻空氣流動方向排列 的連接片(13)與所對應的外側爐墻(15)相連。
7、 根據權利要求2、 3、 4或5所述的鍋爐，其特征在于在與冷卻空氣流 相接觸的空冷壁背面，設有順冷卻氣流方向排列的散熱片或起散熱作用的凸起 物。
8、 根據權利要求2、 3、 4或5所述的鍋爐，其特征在于在冷卻通氣道(20) 的進口處設置相應數量的渦流發生扭片。
9、 根據權利要求2、 3、 4或5所述的鍋爐，其特征在于在爐膛(3)的 燃盡區之上設摻混降溫區(25)，摻混降溫區的相應爐膛內壁(26)上設有若干 降溫空氣進口 (27)，各降溫空氣進口分別經通風管路(28)與空氣輪機的中間 冷卻器的散熱空氣出口或氣輪機排氣口連通。
全文摘要
一種用于空氣輪機的鍋爐，它包括爐膛出口(2)、設有粉煤燃燒器(4)的爐膛(3)和底部的冷灰斗(7)，爐膛(3)的內壁大部分由布置在各層的若干塊板式空冷壁(12)圍構而成，通過冷卻空氣對空冷壁的冷卻作用，使爐膛(3)的內壁溫度得到控制，同時也讓爐膛出口(2)的煙氣溫度保持在許可的限度內，從而有效的防止了在爐膛內壁和加熱器管組上的結渣。由于冷卻空冷壁而被加熱的空氣又進入鍋爐參與燃燒，使空氣輪機的循環熱效率并不降低，讓這種采用空氣輪機和空冷壁式鍋爐的燃煤電廠能達到最高的發電效率。
文檔編號F24H3/00GK101178252SQ200710198570
公開日2008年5月14日 申請日期2007年12月13日 優先權日2007年12月13日
發明者韓培洲 申請人:韓培洲