生物质循环流化床锅炉布风板自动捅渣方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及循环流化床锅炉燃烧技术领域，具体地指一种生物质循环流化床锅炉布风板自动捅渣方法及其装置。
【背景技术】
[0002]当今社会正面临着巨大的能源和环境问题的双重考验，寻找一种可再生的替代能源成为亟需解决的问题。生物质燃料因其可再生、可直接储存与运输、且⑶2排放量小等优点，其开发利用引起了世界各国的广泛关注。目前，可利用的生物质燃料主要包括:各种农业废弃物如稻壳、棉杆、油菜杆和玉米杆等、各类林业废弃物如枝丫柴、木材边角料、树根等、以及药渣、建筑模板、城市废弃物等。
[0003]循环流化床(CFB)锅炉是上世纪八十年代才逐渐发展起来的高效率、低污染、且综合利用性能良好的燃烧技术。由于它具有燃料适应性广、污染排放低、投资成本少等优点，使其备受关注，特别是采用生物质燃料的循环流化床(CFB)锅炉燃烧发电技术，具有广阔的应用前景。
[0004]循环流化床锅炉所采用的流态化燃烧技术，是一种介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式，即本领域技术人员通常所说的半悬浮燃烧方式。所谓的流态化是指固体物料颗粒在空气的作用下处于流动状态，从而具有许多流体性质的状态。在循环流化床锅炉炉内存在着大量的床料(物料)，这些床料在锅炉一次风、二次风的作用下处于流化状态，并完成炉膛内的内循环和炉膛外的外循环，从而实现锅炉的不间断往复循环燃
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[0005]然而，具体针对采用生物质燃料的循环流化床锅炉而言，生物质燃料相对于传统的煤粉燃料具有其自身的特点，直燃电厂通常燃烧的是各种生物质燃料的混合物。这种混合原料的复杂性使得生物质燃料在循环流化床锅炉中燃烧时极易产生结渣的问题。例如，各种生物质燃料在收集、储运、破碎的过程中通常含有大量的尘土和沙石;农业废弃物如稻壳等在炉膛燃烧后的稻壳灰中含有大量的S12,这些S12在高温下极易变成熔融状结渣;建筑模板及其他木质废弃物中夹杂有铁丝、铁钉等金属物，燃烧后掉落在炉膛的布风板上，极易出现积聚和搭桥。并且，由于循环流化床锅炉中布风板本身的特殊结构，放渣管上端放渣孔附近的风帽布置数量较少，容易造成此处流化不良。另外，为了实现顺利放渣，放渣管上端放渣孔位置平面要低于周围的平面，也会导致整个排渣口位置布风流化不良。而流化不良导致大块炉渣和焦块容易积聚在放渣孔附近，出现排渣不畅现象，对锅炉的安全经济运行及可靠性有很大影响。因此，作为燃用生物质的循环流化床锅炉，其放渣管易堵塞是一个亟需解决的难题。
[0006]目前，各电厂普遍采用现场人工捅渣的方式解决生物质循环流化床锅炉的放渣孔堵塞问题。通常，现场捅渣必须两名操作人员以上，其中一人专门负责放渣管挡板的操作，此时易出现喷渣、床料自流及其它危及人身安全的异常现象，需要快速关闭放渣管挡板，以防止人员烫伤。另外一名操作人员则选用钢筋或钢管等强度合适的捅渣工具，站在屏后操作以打碎焦块或其它堵塞物，防止疏通瞬间热渣喷出伤人。在捅渣的同时，还需要降低炉膛的一次风量，并且严密监视锅炉运行工况，维持锅炉参数的稳定，发现危及人员人身和设备安全的异常现象需要果断处理，才能确保锅炉机组的安全、连续、稳定运行。由此可见，现有的生物质锅炉放渣管堵塞频繁，操作人员捅渣环境恶劣、劳动强度大、人工成本高，并且由于堵塞而造成的停炉检修频率较高，锅炉的安全性和经济性较差。
【发明内容】
[0007]本发明的目的就是要提供一种生物质循环流化床锅炉布风板自动捅渣方法及其装置，采用该方法及其装置能够有效解决生物质锅炉放渣管堵塞的难题，克服传统人工捅渣带来的一系列安全性及经济性缺陷。
[0008]为实现上述目的，本发明所设计的生物质循环流化床锅炉布风板自动捅渣方法，是在所述锅炉布风板的放渣孔侧壁开口处、倾斜于排渣管布置一根与放渣孔侧壁开口相连的外套管，并在外套管内腔中设置一根带捅渣头和流化风出口的可伸缩式流化风管，其具体操作包括如下步骤:
[0009]I)当锅炉处于正常运行状态时，将捅渣头伸入至放渣孔上方的床料中、使流化风出口高度与布风板上的一次风风帽出口位置对应，通过流化风管向放渣孔四周喷射流化风，使该流化风与布风板上的一次风风帽(10)喷出的一次风协同作用，以加强放渣孔附近灰渣的流化效果；
[0010]2)当锅炉处于正常排渣状态时，将捅渣头缩回至外套管内腔中，并使捅渣头的顶部与放渣孔的侧壁开口吻合密闭，以避免其对排渣管的排渣影响；
[0011]3)当锅炉出现排渣堵塞状况时，将捅渣头在放渣孔上方的床料中来回伸缩完成物理搅动，使大块结渣破碎，同时保持流化风管喷射流化风的状态，使其继续对放渣孔附近的灰渣进行吹扫，从而实现自动捅渣。
[0012]作为优选方案，所述步骤I)中，控制流化风的喷射方向与水平面的倾斜角度为O?25°，最佳的倾斜角度是5?15°。这样，可以防止循环流化床内的炉渣等物质进入流化风管，有效避免流化风管堵塞现象发生。
[0013]作为优选方案，所述步骤I)中，控制流化风的喷射速度为一次风喷射速度的I?2.5倍，最好是一次风喷射速度的1.5?2.0倍。这样，既可以起到加强局部流化的作用，又可以防止循环流化床内的床料及燃料中的一些废渣向放渣孔附近聚集。
[0014]作为优选方案，所述步骤I)中，控制流化风的喷射风量为单个一次风风帽喷射一次风风量的0.5?5.0倍，最好是单个一次风风帽喷射一次风风量的2.5?3.5倍。这样，可以使放渣孔附近的流化风量与周围的一次风量匹配更加合理，形成良好的流场，进一步加强放渣孔附近灰渣的流化效果。
[0015]作为优选方案，所述步骤3)中，控制捅渣头来回伸缩的振幅为一次风风帽高度的0.5?1.5倍。这样，基本上可以覆盖放渣孔附近绝大部分的结渣范围，使捅渣头的工作行程更加合理。
[0016]进一步地，所述步骤3)中，控制捅渣头来回伸缩的频率为10?30次/分钟。这样，适当的捅渣频率可以确保大块结渣快速松动破碎，并在所喷射流化风的持续吹扫作用下，尽快从放渣孔经排渣管排出，从而确保排渣通畅。
[0017]作为优选方案，所述步骤3)中，通过检测排渣管内的温度变化来判断放渣孔是否堵塞:当采集的温度低于正常排渣温度时，说明排渣管排渣不畅，排渣管上方的放渣孔出现堵塞，此时启动捅渣头进行来回伸缩搅动。这样，可以通过温度数值精确捕捉放渣孔处的结渣堵塞状态，从而及时启动捅渣头来回伸缩物理搅动，进而很容易地实现不停炉状态下的自动化捅渣。
[0018]本发明为实现上述方法而设计的生物质循环流化床锅炉布风板自动捅渣装置，安装在所述锅炉布风板的放渣孔处、位于放渣孔下方的排渣管一侧，其特殊之处在于:
[0019]它包括倾斜于排渣管布置的外套管，所述外套管的上端管口与放渣孔的侧壁开口相连，所述外套管的内腔设置有可轴向伸缩的流化风管;所述流化风管的上端管口端面设置有捅渣头，所述捅渣头的顶部形状与放渣孔的侧壁开口形状相匹配，所述流化风管上端管口侧壁设置有流化风出口；所述流化风管的下端管口处设置有流化风入口，所述流化风管的下端管口侧壁设置有齿条，所述齿条与齿轮啮合配合，所述齿轮通过传动机构与电机相连，从而驱动流化风管和捅渣头相对于外套管伸缩移动；
[0020]所述捅渣头在锅炉正常运行时伸入至布风板的放渣孔上方的床料中、且所述流化风出口与设置在布风板上的一次风风帽的出口位置对应;所述捅渣头在锅炉正常排渣时缩回至外套管内、且所述捅渣头的顶部与放渣孔的侧壁开口吻合密闭；所述捅渣头在锅炉排渣堵塞时通过电机的正反旋转实现上下伸缩移动，从而完成自动捅渣动作。
[0021]作为优选方案，所述流化风入口的管路上设置有流化风调节阀。这样，可以根据循环流化床锅炉的实际运行工况，及时调节流化风的喷射参数，以确保放渣孔附近的流化效果始终稳走O
[0022]进一步地，所述流化风调节阀的输入端与锅炉一次风源相连。这样，可以共用锅炉一次风源，简化设备投入，节省风力资源。
[0023]作为优选方案，所述外套管的下端管口侧壁设置有套管风入口，所述外套管的上端管口与流化风管的外壁之间的环形缝隙构成套管风出口。这样，可以通过套管风的吹入，有效阻止循环流化床内的炉渣等物