專(zhuān)利名稱(chēng)：一種防止鍋爐受熱面沾污的雙床系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及減輕鍋爐受熱面沾污的相關(guān)技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及ー種防止鍋爐受熱面沾污的雙床系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國(guó)發(fā)電行業(yè)以火力發(fā)電為主，火電裝機(jī)容量超過(guò)70%以上?；痣妱?dòng)カ用煤多采用劣質(zhì)低品位煤，鍋爐爐膛水冷壁結(jié)渣、對(duì)流受熱面的結(jié)渣與沾污問(wèn)題是長(zhǎng)期影響電站鍋爐正常運(yùn)行的重要問(wèn)題之一。結(jié)渣和沾污會(huì)降低鍋爐的傳熱效率，影響鍋爐出力，使得設(shè)備的運(yùn)行安全性嚴(yán)重降低，結(jié)渣嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致?tīng)t膛熄火、爆管、非計(jì)劃停爐等重大事故。為了防止由于結(jié)渣與沾污所帯來(lái)的各種問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)結(jié)渣與沾污的機(jī)理進(jìn)行了大量的研究，提出了多個(gè)結(jié)渣判定指數(shù)。但這些結(jié)渣判定指數(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中有著很大的局限性，只能作為初步判斷并不能從根本上解決沾污對(duì)鍋爐的危害問(wèn)題。也有學(xué)者 提出通過(guò)調(diào)節(jié)鍋爐燃燒以控制爐膛內(nèi)的溫度來(lái)減緩鍋爐的結(jié)渣問(wèn)題，但是在實(shí)際中并不便于操作也未得到推廣。對(duì)于高堿性煤，由于煤中堿金屬元素的揮發(fā)，容易在鍋爐受熱面冷凝形成一層打底附著物，打底物主要以NaCl或Na2SO4形式存在。上述成分在高溫環(huán)境下?lián)]發(fā)后，易凝結(jié)在對(duì)流受熱面上形成燒結(jié)或粘結(jié)的灰沉積，隨著附著物對(duì)飛灰的吸附作用，會(huì)使得對(duì)流受熱面出現(xiàn)不同程度的沾污現(xiàn)象，且沾污物無(wú)法使用吹灰器清除，從而導(dǎo)致受熱面?zhèn)鳠崮芰ο陆?，造成鍋爐排煙溫度升高等問(wèn)題，最終使得爐膛出力大大降低造成停爐。國(guó)內(nèi)對(duì)于燃燒利用高堿性煤還缺乏工程運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，僅新疆地區(qū)個(gè)別電廠在研究高堿性煤的燃燒沾污問(wèn)題，目前并沒(méi)有高效的利用辦法，只是通過(guò)外煤摻燒的方式來(lái)減輕沾污問(wèn)題，外煤摻燒方法實(shí)際上是通過(guò)添加其他低堿性金屬煤，降低了原煤中堿金屬的相對(duì)含量。鍋爐摻燒高堿性煤的比例不應(yīng)超過(guò)30%，摻燒比例增大時(shí)，對(duì)流受熱面沾污積灰嚴(yán)重，形成煙氣走廊，煙氣沖刷造成高溫再熱器、高溫過(guò)熱器泄漏。由于新疆地區(qū)高堿性煤利用方式多為坑口電站，摻燒方式對(duì)外煤的需求量較大，這種方式往往受到運(yùn)輸條件的限制,極大増加了運(yùn)行成本?，F(xiàn)代大型電站的煤粉爐鍋爐通過(guò)布置屏式過(guò)熱器來(lái)降低爐膛出ロ溫度并減少熔融結(jié)渣，但由于煙氣中某些堿金屬鹽熔點(diǎn)較低，經(jīng)過(guò)對(duì)流受熱面時(shí)仍然會(huì)產(chǎn)生結(jié)渣，尤其在燃燒高堿金屬的準(zhǔn)東煤時(shí)結(jié)渣現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。循環(huán)流化床鍋爐具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、污染排放少等優(yōu)點(diǎn)，在近十幾年得到迅速發(fā)展，在電站鍋爐領(lǐng)域得到廣泛的商業(yè)應(yīng)用。而在循環(huán)流化床鍋爐中使用高堿性煤作為動(dòng)カ煤時(shí)，對(duì)流受熱面的沾污問(wèn)題同樣嚴(yán)重。由于結(jié)渣和沾污的存在，導(dǎo)致我國(guó)高堿性煤的大規(guī)模高效利用受到限制，從而制約了我國(guó)能源利用的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有電站鍋爐對(duì)流受熱面沾污問(wèn)題，提供了ー種防止鍋爐受熱面沾污的雙床系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以保證鍋爐受熱面充分換熱，穩(wěn)定鍋爐出力，可避免由于沾污所造成的對(duì)流受熱面超溫現(xiàn)象，大大降低爆管事故的發(fā)生，還可實(shí)現(xiàn)高堿性煤的大規(guī)模純燒利用。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
ー種防止鍋爐受熱面沾污的雙床系統(tǒng)，其特征在于包括流化床、旋風(fēng)分離器、煤灰分配器、灰煤混合器、下行熱解床、返料器、浄化裝置，旋風(fēng)分離器與流化床上端側(cè)面連通，旋風(fēng)分離器通入來(lái)自流化床的高溫煤灰，旋風(fēng)分離器的出口端連通至煤灰分配器的入口端；所述煤灰分配器設(shè)置有兩個(gè)出口，ー個(gè)出ロ連通至返料器的入口，另ー出ロ連通至灰煤混合器的入口 ；所述灰煤混合器的出口連通至下行熱解床的入口 ；所述下行熱解床設(shè)置有兩個(gè)出口，ー個(gè)出ロ連通至返料器的入ロ，另ー個(gè)出ロ連通至浄化裝置的入ロ ；所述返料器靠近流化床下端的側(cè)面，返料器與流化床下端的側(cè)壁進(jìn)ロ連通；所述浄化裝置的出ロ連通至流化床下端側(cè)壁的進(jìn)ロ。所述旋風(fēng)分離器的后面還設(shè)置有換熱器，換熱器連接有引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)連通至煙
囪。 所述灰煤混合器通過(guò)連接的給料器通入煤，給料器設(shè)置有煤斗。本系統(tǒng)的工作過(guò)程如下
流化床上端通入到旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器的高溫煤灰通入到煤灰分配器中，一部分高溫煤灰進(jìn)入到返料器，另一部分高溫煤灰進(jìn)入到灰煤混合器中；同時(shí)，原煤通過(guò)煤斗、給料器進(jìn)入到灰煤混合器，在灰煤混合器中原煤與高溫煤灰進(jìn)行混合；混合后的煤與煤灰進(jìn)入下行熱解床進(jìn)行熱解，熱解后的煤與煤灰進(jìn)入到返料器中；未經(jīng)下行熱解床的高溫煤灰與經(jīng)過(guò)熱解混合后的煤與煤灰均經(jīng)返料器進(jìn)入流化床的鍋爐爐膛進(jìn)行燃燒；其中，下行熱解床得到的熱解氣體先經(jīng)過(guò)浄化裝置除鈉，再進(jìn)入流化床進(jìn)行燃燒。本系統(tǒng)的工作原理如下
在燃燒利用高堿性煤的循環(huán)流化床鍋爐中，在原煤進(jìn)入鍋爐爐膛之前利用循環(huán)熱灰對(duì)原煤進(jìn)行熱解，充分利用能源，不僅可以去除其中的可揮發(fā)性鈉，還可以降低煤中的鈉含量，從而減少了煙氣中的活性鈉含量，大大降低鈉鹽在鍋爐對(duì)流受熱面上的沾結(jié)和沉積，從而減小了對(duì)流受熱面的沾污。本發(fā)明的有益效果如下
(1)本發(fā)明通過(guò)熱解移除煤中的可揮發(fā)性鈉，可降低煤中的鈉元素含量，可減少鍋爐對(duì)流受熱面的沾污，可提高換熱面的換熱效率，穩(wěn)定鍋爐出力；
(2)本發(fā)明通過(guò)利用鍋爐循環(huán)熱灰對(duì)高堿金屬煤加熱進(jìn)行熱解，減少了氣體加熱所帶來(lái)的氣固分離問(wèn)題，同時(shí)避免了高堿性煤目前只能通過(guò)摻燒途徑利用所帯來(lái)的高額成本；
(3)在對(duì)原鍋爐設(shè)計(jì)改動(dòng)不大的情況下，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)高堿性煤大規(guī)模純燒利用，提高了電廠的效益；
(4)本發(fā)明將熱解得到的熱解氣再送入流化床進(jìn)行燃燒，避免了熱解焦油含灰高難處理的問(wèn)題，提高了鍋爐的出力；
(5)對(duì)于準(zhǔn)東煤等高堿性煤種燃燒沾污問(wèn)題的解決，大多采用摻燒低堿性煤種來(lái)實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明解決了由于摻燒而帶來(lái)的煤粉運(yùn)輸成本等問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)高堿性煤種的純燒利用。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，附圖標(biāo)記為I煤斗，2給料器，3鼓風(fēng)機(jī)，4流化床，5旋風(fēng)分離器，6煤灰分配器，7換熱器，8引風(fēng)機(jī)，9煙囪，10煤斗，11給料器，12灰煤混合器，13浄化裝置，14下行熱解床，15返料器。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，ー種防止鍋爐受熱面沾污的雙床系統(tǒng)，包括流化床4、旋風(fēng)分離器5、煤灰分配器6、灰煤混合器12、下行熱解床14、返料器15、浄化裝置13，旋風(fēng)分離器5與流化床4上端側(cè)面連通，旋風(fēng)分離器5通入來(lái)自流化床4的高溫煤灰，旋風(fēng)分離器5的出ロ端連通至煤灰分配器6的入口端；煤灰分配器6設(shè)置有兩個(gè)出口，ー個(gè)出口連通至返料器15的入ロ，另ー出ロ連通至灰煤混合器12的入ロ ；所述灰煤混合器12的出ロ連通至下行熱解床14的入口 ；下行熱解床14設(shè)置有兩個(gè)出口，ー個(gè)出口連通至所述返料器15的入口，另ー個(gè)出ロ連通至浄化裝置13的入口 ；所述返料器15靠近流化床4下端的側(cè)面，返料器15與流化床4下端的側(cè)壁進(jìn)ロ連通；所述浄化裝置13的出ロ端連通至流化床4下端側(cè)壁的進(jìn)ロ。所述旋風(fēng)分離器5后還設(shè)置有換熱器7，換熱器7連接有引風(fēng)機(jī)8，引風(fēng)機(jī)8連通·至煙囪9。所述灰煤混合器12通過(guò)連接的給料器通入煤，給料器11設(shè)置有煤斗10。所述浄化裝置13可以采用過(guò)濾器。整個(gè)系統(tǒng)的工作過(guò)程為
如圖I所示，在鍋爐開(kāi)車(chē)階段，可先通過(guò)煤斗I、給料器2以外煤摻燒或外在灰渣添加的方式運(yùn)行，直到鍋爐開(kāi)始正常運(yùn)行產(chǎn)生一定量的煤灰后，再利用鍋爐自身的煤灰對(duì)來(lái)自煤斗10、給料器11的原煤進(jìn)行熱解。下行熱解床14運(yùn)行正常后，可停止通過(guò)煤斗I、給料器2加煤。鍋爐正常運(yùn)行階段，經(jīng)過(guò)熱解的半焦在流化床4的爐膛內(nèi)與來(lái)自鼓風(fēng)機(jī)3的空氣進(jìn)行燃燒，生成的煤灰與煙氣進(jìn)入分離器5進(jìn)行分離。分離得到的煙氣由換熱器7降溫后經(jīng)引風(fēng)機(jī)8由煙囪9排往大氣。分離得到的煤灰進(jìn)入分配器6，根據(jù)下行熱解床14的需要將煤灰分為兩路，一路直接經(jīng)返料器15返回流化床4的爐膛，另一路進(jìn)入混合器12與來(lái)自煤斗10、給料器11的高堿性煤進(jìn)行混合。在混合器12中混合均勻的熱灰及高堿性煤進(jìn)入下行熱解床14進(jìn)行熱解，熱解得到的氣體經(jīng)浄化裝置13除鈉后進(jìn)入流化床4進(jìn)行燃燒，熱解后的熱灰及高堿性煤半焦進(jìn)入返料器15。進(jìn)入返料器15的熱灰與高堿性煤半焦使用煙氣送入流化床4在爐膛進(jìn)行燃燒。鍋爐排渣在流化床4的底部進(jìn)行。高堿性煤在下行熱解床14中進(jìn)行熱解后，可揮發(fā)性鈉被大量去除，煤中的鈉含量下降，在流化床4的爐膛中進(jìn)行燃燒時(shí)生成的煙氣中活性鈉含量已經(jīng)大大降低，在經(jīng)過(guò)后續(xù)受熱面時(shí)由于煙氣中活性鈉含量極少，基本不發(fā)生沾污。
權(quán)利要求
1.一種防止鍋爐受熱面沾污的雙床系統(tǒng)，其特征在于包括流化床(4)、旋風(fēng)分離器(5)、煤灰分配器(6)、灰煤混合器(12)、下行熱解床(14)、返料器(15)、凈化裝置(13)，所述旋風(fēng)分離器(5)與流化床(4)上端側(cè)面連通，旋風(fēng)分離器(5)通入來(lái)自流化床(4)的高溫煤灰，旋風(fēng)分離器(5)的出口端連通至煤灰分配器(6)的入口端；所述煤灰分配器(6)設(shè)置有兩個(gè)出口，一個(gè)出口連通至返料器(15)的入口，另一出口連通至灰煤混合器(12)的入口 ；所述灰煤混合器(12)的出口連通至下行熱解床(14)的入口 ；所述下行熱解床(14)設(shè)置有兩個(gè)出口，一個(gè)出口連通至返料器(15)的入口，另一個(gè)出口連通至凈化裝置(13)的入口 ；所述返料器(15)靠近流化床(4)下端的側(cè)面，返料器(15)與流化床(4)下端的側(cè)壁進(jìn)口連通；所述凈化裝置(13)的出口連通至流化床(4)下端側(cè)壁的進(jìn)口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于所述旋風(fēng)分離器(5)的后面還設(shè)置有換熱器(7)，換熱器(7)連接有引風(fēng)機(jī)(8)，引風(fēng)機(jī)(8)連通至煙囪(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于所述灰煤混合器(12)通過(guò)連接的給料器(11)通入煤，給料器設(shè)置有煤斗(10 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于其工作過(guò)程如下流化床(4)上端通入到旋風(fēng)分離器(5)，旋風(fēng)分離器(5)的高溫煤灰通入到煤灰分配器(6)中，一部分高溫煤灰進(jìn)入到返料器(15)，另一部分高溫煤灰進(jìn)入到灰煤混合器(12)中；同時(shí)，原煤通過(guò)煤斗(I)、給料器進(jìn)入到灰煤混合器(12)，在灰煤混合器(12)中原煤與高溫煤灰進(jìn)行混合；混合后的煤與煤灰進(jìn)入下行熱解床(14)進(jìn)行熱解，熱解后的煤與煤灰進(jìn)入到返料器(15)中；未經(jīng)下行熱解床(14)的高溫煤灰與經(jīng)過(guò)熱解混合后的煤與煤灰均經(jīng)返料器(15)進(jìn)入流化床(4)的鍋爐爐膛進(jìn)行燃燒；其中，下行熱解床(14)得到的熱解氣體先經(jīng)過(guò)凈化裝置(13)除鈉，再進(jìn)入流化床(4)進(jìn)行燃燒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防止鍋爐受熱面沾污的雙床系統(tǒng)，包括流化床、旋風(fēng)分離器、煤灰分配器、灰煤混合器、下行熱解床、返料器、凈化裝置，旋風(fēng)分離器與流化床上端側(cè)面連通，旋風(fēng)分離器的出口連通至煤灰分配器的入口；煤灰分配器的兩個(gè)出口分別連通至返料器的入口和灰煤混合器的入口；灰煤混合器的出口連通至下行熱解床的入口；下行熱解床的兩個(gè)出口分別連通至返料器的入口和凈化裝置的入口；返料器靠近流化床下端的側(cè)面，返料器與流化床下端的側(cè)壁進(jìn)口連通；凈化裝置出口連通至流化床下端側(cè)壁的進(jìn)口；本發(fā)明通過(guò)熱解移除煤中的可揮發(fā)性鈉，可降低煤中的鈉元素含量，可減少鍋爐對(duì)流受熱面的沾污，可提高換熱面的換熱效率，穩(wěn)定鍋爐出力。
文檔編號(hào)F23C10/10GK102829474SQ20121036010
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者曹立勇, 樊偉, 杜奇, 郭盼, 劉正寧, 張媛, 張春飛, 劉江, 胡春云, 張曉光, 雷宇 申請(qǐng)人:中國(guó)東方電氣集團(tuán)有限公司