炉内直流垂直蒸发管尾部自然循环耦合式cfb注汽锅炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种循环流化床注汽锅炉，属于油田注汽锅炉技术领域。
【背景技术】
[0002]现有油田注汽锅炉绝大部分为燃油、燃气直流注汽锅炉，为了节约运行成本，也有单位开发了燃煤层燃直流注汽锅炉，但随着国家环保标准的日益严格，特别是锅炉大气污染物排放标准GB13271-2014的实施，使得层燃注汽锅炉失去了市场的青睐，这是因为层燃炉NOx排放浓度远高于现有排放标准，而且炉内不能脱硫，使得环保投资甚至高于锅炉本体的投资。于是人们把目光投向循环流化床锅炉，因为循环流化床锅炉的NOx排放浓度低于现行环保排放标准，而且炉内添加石灰石在Ca/S摩尔比为2左右时，床温在850~880°C时脱硫效率达到80~90%，具有显著的优越性。
[0003]但是，现有的循环流化床燃煤注汽锅炉为自然循环锅炉，如授权公告号为CN202709071U、授权公告日为2013年01月30日的实用新型专利，公开了一种《循环流化床油田注汽锅炉》，该注汽锅炉在运行过程中出现炉膛水冷壁爆管，因为油田注汽锅炉的给水仅仅是软化水，不是除盐水，给水含盐量高达2300mg/kg。采用自然循环，当排污率定为5%时，锅筒内炉水含盐浓度为48300mg/kg，即通过下降管进入水冷壁管的炉水含盐浓度为48300mg/kg。自然循环超高压(14~18MPa)锅炉的循环倍率为5~8，由于油田注汽炉容量小(20~-130t/h)，高度低，所以取循环倍率为5时，锅炉水冷壁管出口的含盐浓度高达60375mg/kg，这样水冷壁管内近壁面区域因锅水的蒸发导致含盐浓度更高，当含盐浓度超过盐的溶解度时，盐就会在管壁上析出而结垢，久而久之，盐垢越结越厚，导致传热恶化而爆管。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为解决现有自然循环的油田注汽锅炉存在水冷壁管内壁容易结盐垢，长期下去会导致传热恶化而爆管的问题，进而提供炉内直流垂直蒸发管尾部自然循环耦合式CFB注汽锅炉。
[0005]本发明中，循环流化床炉膛水冷壁采用直流垂直蒸发管，尾部低温区布置蒸发器(即蒸发受热面)，采用自然循环。
[0006]实现上述目的，本发明的技术方案有三种结构形式，分别是:
方案一:炉内直流垂直蒸发管尾部自然循环耦合式CFB注汽锅炉，包括炉体、连接管一、连接管二、省煤器出水总管、两侧墙连接管、前后墙连接管、一次风道、二次风道、旋风分离器、下降管、蒸汽连接管、连接管三、过热器、蒸发器、省煤器、二次风空气预热器、一次风空气预热器、回料阀、排污管及尾部烟道；所述的炉体为循环流化床，炉体的底部设有一次风风室，炉体的底部设有排渣口，排渣口的下端穿出一次风风室，炉体的前墙下部位于一次风风室上方布置给煤口，炉体上位于给煤口上方布置二次风管，炉体的炉膛出口与旋风分离器连通，所述的旋风分离器底部通过回料阀与炉体下部连通，旋风分离器的出口与尾部烟道连通，所述的尾部烟道内自上而下依次布置过热器、蒸发器、省煤器、二次风空气预热器和一次风空气预热器；所述的一次风空气预热器通过一次风道与所述的一次风风室连通，所述的二次风空气预热器通过二次风道与所述的二次风管连通；
所述的蒸发器倾斜设置，且蒸发器的进水口一端低于蒸发器的汽水混合物出口一端；所述的省煤器通过省煤器出水总管分别与炉体的两侧墙连接管和前后墙连接管连通；所述的两侧墙连接管依次通过炉体的两侧墙水冷壁下集箱及两侧墙膜式水冷壁与两侧墙上集箱连通；所述的前后墙连接管依次通过炉体的前后墙水冷壁下集箱及前后墙膜式水冷壁与炉体的前后墙汇集集箱连通；所述的两侧墙上集箱通过连接管一与炉体的汽包连通，所述的前后墙汇集集箱通过连接管二与炉体的汽包连通；所述的汽包内设有汽水分离器一和汽水分离器二，进入汽包内的水经所述的汽水分离器一进行汽水分离，分离出的水进入汽包的水空间，汽包的水空间通过下降管与蒸发器的进水口连通，蒸发器的汽水混合物出口通过连接管三与所述的汽水分离器二连通；经汽水分离器一分离出的蒸汽进入汽包的汽空间，汽包的汽空间通过蒸汽连接管与过热器连通；汽包底部与排污管连通。
[0007]方案二:炉内直流垂直蒸发管尾部自然循环耦合式CFB注汽锅炉，包括炉体、连接管一、连接管二、省煤器出水总管、两侧墙连接管、前后墙连接管、一次风道、二次风道、旋风分离器、下降管、蒸汽连接管、连接管三、过热器、蒸发器、省煤器、二次风空气预热器、一次风空气预热器、回料阀、排污管、尾部烟道、水冷屏及连接管四；所述的炉体为循环流化床，炉体的底部设有一次风风室，炉体的底部设有排渣口，排渣口的下端穿出一次风风室，炉体的前墙下部位于一次风风室上方布置给煤口，炉体上位于给煤口上方布置二次风管，炉体的炉膛出口与旋风分离器连通，所述的旋风分离器底部通过回料阀与炉体下部连通，旋风分离器的出口与尾部烟道连通，所述的尾部烟道内自上而下依次布置过热器、蒸发器、省煤器、二次风空气预热器和一次风空气预热器；所述的一次风空气预热器通过一次风道与所述的一次风风室连通，所述的二次风空气预热器通过二次风道与所述的二次风管连通；
所述的蒸发器倾斜设置，且蒸发器的进水口一端低于蒸发器的汽水混合物出口一端；所述的水冷屏竖直固定在炉体的炉膛内部，所述的省煤器通过省煤器出水总管与水冷屏的下集箱连通，水冷屏的上集箱通过连接管四分别与两侧墙连接管和前后墙连接管连通；所述的两侧墙连接管依次通过炉体的两侧墙水冷壁下集箱及两侧墙膜式水冷壁与两侧墙上集箱连通；所述的前后墙连接管依次通过炉体的前后墙水冷壁下集箱及前后墙膜式水冷壁与炉体的前后墙汇集集箱连通；所述的两侧墙上集箱通过连接管一与炉体的汽包连通，所述的前后墙汇集集箱通过连接管二与炉体的汽包连通；所述的汽包内设有汽水分离器一和汽水分离器二，进入汽包内的水经所述的汽水分离器一进行汽水分离，分离出的水进入汽包的水空间，汽包的水空间通过下降管与蒸发器的进水口连通，蒸发器的汽水混合物出口通过连接管三与所述的汽水分离器二连通；经汽水分离器一分离出的蒸汽进入汽包的汽空间，汽包的汽空间通过蒸汽连接管与过热器连通；汽包底部与排污管连通。
[0008]方案三:炉内直流垂直蒸发管尾部自然循环耦合式CFB注汽锅炉，包括炉体、连接管一、连接管二、省煤器出水总管、两侧墙连接管、前后墙连接管、一次风道、二次风道、旋风分离器、下降管、蒸汽连接管、连接管三、过热器19、蒸发器20、一级省煤器21a、二级省煤器21b、二次风空气预热器22、一次风空气预热器23、回料阀24、排污管27、尾部烟道30、水冷屏31及连接管四34 ;所述的炉体I为循环流化床，炉体I的底部设有一次风风室26，炉体I的底部设有排渣口 35，排渣口 35的下端穿出一次风风室26，炉体I的前墙下部位于一次风风室26上方布置给煤口 25，炉体I上位于给煤口 25上方布置二次风管14，炉体I的炉膛出口与旋风分离器15连通，所述的旋风分离器15底部通过回料阀24与炉体I下部连通，旋风分离器15的出口与尾部烟道30连通，所述的一次风空气预热器23通过一次风道12与所述的一次风风室26连通，所述的二次风空气预热器22通过二次风道13与所述的二次风管14连通；
所述的尾部烟道30内自上而下依次布置一级省煤器21a、过热器19、蒸发器20、二级省煤器21b、二次风空气预热器22和一次风空气预热器23 ;所述的水冷屏31竖直固定在炉体I的炉膛内部；所述的蒸发器20倾斜设置，且蒸发器20的进水口一端低于蒸发器20的汽水混合物出口一端；所述的一级省煤器21a与二级省煤器21b连通，所述的二级省煤器21b通过省煤器出水总管7与水冷屏31的下集箱32连通，水冷屏31的上集箱33通过连接管四34分别与两侧墙连接管8和前后墙连接管9连通；所述的两侧墙连接管8依次通过炉体I的两侧墙水冷壁下集箱10及两侧墙膜式水冷壁5与两侧墙上集箱3连通；所述的前后墙连接管9依次通过炉体I的前后墙水冷壁下集箱11及前后墙膜式水冷壁6与炉体I的前后墙汇集集箱4连通；所述的两侧墙上集箱3通过连接管一 2a与炉体I的汽包29连通，所述的前后墙汇集集箱4通过连接管二 2b与炉体I的汽包29连通；所述的汽包29内设有汽水分离器一和汽水分离器二，进入汽包内的水经所述的汽水分离器一进行汽水分离，分离出的水进入汽包的水空间，汽包的水空间通过下降管与蒸发器的进水口连通，蒸发器的汽水混合物出口通过连接管三与所述的汽水分离器二连通；经汽水分离器一分离出的蒸汽进入汽包的汽空间，汽包的汽空间通过蒸汽连接管与过热器连通；汽包底部与排污管连通。
[0009]本发明相对于现有技术的有益效果是:
1、由于炉内采用直流，炉膛水冷壁管再也不会爆管。这是因为给水含盐浓度