一種回轉(zhuǎn)狀混合式輻射鍋爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種回轉(zhuǎn)狀混合式輻射鍋爐，包括煤粉爐和熱回收裝置，其中熱回收裝置包括煙氣入口、輻射換熱組件、對流換熱組件，煙氣入口的進(jìn)氣側(cè)與煤粉爐的出口連接，煙氣入口的出氣側(cè)與輻射換熱組件連接，輻射換熱組件在對流換熱組件的上端；輻射換熱組件包括輻射水冷壁和輻射屏，輻射水冷壁是由多個(gè)豎直細(xì)長管拼接成的圓柱狀結(jié)構(gòu)；輻射屏位于輻射水冷壁的圓柱狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，輻射屏包括多個(gè)輻射子屏，輻射子屏以輻射水冷壁豎直方向的中心軸線為圓心發(fā)散布置；本發(fā)明通過輻射水冷壁和輻射屏對高溫?zé)煔獾妮椛鋼Q熱，可使輻射換熱段跨過易沾污煙溫區(qū)，而不會冷凝粘附在對流受熱面上，從根本上解決了高堿性煤發(fā)電基組所面臨的爐內(nèi)結(jié)焦和受熱面等問題。
【專利說明】一種回轉(zhuǎn)狀混合式輻射鍋爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高堿性煤的防沾污【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種回轉(zhuǎn)狀混合式輻射鍋爐。

【背景技術(shù)】
[0002]我國發(fā)電行業(yè)以火力發(fā)電為主，火電裝機(jī)容量超過70%以上?；痣妱恿τ妹憾嗖捎昧淤|(zhì)低品位煤，鍋爐爐膛水冷壁結(jié)渣、對流受熱面沾污問題是長期影響電站鍋爐正常運(yùn)行的重要問題之一。結(jié)渣和沾污會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)致鍋爐熄火、爆管、非計(jì)劃停爐等重大事故。
[0003]對煤燃燒利用而言，煤中的堿金屬是有害成分，通常它與鍋爐高溫受熱面的結(jié)渣積灰有關(guān)，高堿性煤在燃燒過程中由于堿金屬元素的揮發(fā)，容易在受熱面冷凝形成一層打底附著物。隨著附著物對飛灰的吸附作用，會使得受熱面出現(xiàn)不同程度的沾污現(xiàn)象，且無發(fā)使用吹灰器清除，從而增大換熱熱阻，降低換熱面的換熱效率，最終使得爐膛出力大大降低造成停爐。同時(shí)積灰影響了受熱面的合理設(shè)計(jì)布置，導(dǎo)致鍋爐排煙溫度升高。另外一方面，堿金屬會與鐵相元素形成絡(luò)合物，對金屬管壁形成啃噬作用，使得金屬受熱面的耐壓強(qiáng)度降低，造成換熱面管束發(fā)生爆管，嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性?？傊軣崦嬲次蹏?yán)重影響著鍋爐的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
[0004]準(zhǔn)東地區(qū)煤炭資源豐富，煤田資源預(yù)測儲量達(dá)3900億噸，約占我國煤炭資源保有量的20%。但是準(zhǔn)東煤質(zhì)高水分以及嚴(yán)重的結(jié)渣性、沾污性極大的限制了該煤種在電廠的大量使用，造成了準(zhǔn)東煤資源不能很好的應(yīng)用在煤電工業(yè)，極大的限制了煤電工業(yè)的發(fā)展，致使大量煤炭資源不能很好有效的利用，造成了資源的浪費(fèi)，也限制的新疆經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
[0005]目前準(zhǔn)東煤還未實(shí)現(xiàn)獨(dú)立應(yīng)用，只能通過摻燒的模式部分利用。新疆某電廠摻燒準(zhǔn)東煤，摻燒比例為25%，在鍋爐運(yùn)半月后發(fā)現(xiàn)，整體鍋爐全部被焦渣堵死。從爐膛到水平煙道過熱器再熱器，再到尾部受熱面低溫再熱器、低溫過熱器、省煤器，出現(xiàn)大面積結(jié)焦，爐內(nèi)結(jié)渣“搭橋”現(xiàn)象嚴(yán)重，爆管現(xiàn)象頻發(fā)，停爐后進(jìn)行清理發(fā)現(xiàn)，結(jié)焦非常堅(jiān)硬。水冷壁結(jié)渣嚴(yán)重、爐內(nèi)吹灰器吹灰頻率增加，造成水冷壁減薄爆管。另外，大量尺寸較大的渣塊瞬間脫落，調(diào)入爐底水封裝置，導(dǎo)致水封裝置內(nèi)存水被熾熱焦渣沖擊、汽化、大量的蒸汽造成了爐膛燃燒波動和滅火。
[0006]通過對典型高堿性煤種的中試鍋爐燃燒試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，燃用高堿性煤種的鍋爐，煙氣溫度在700°C -1100°C之間時(shí)，鍋爐對流受熱面沾污最為嚴(yán)重，由于堿金屬元素的揮發(fā)，容易在對流受熱面冷凝形成一層打底附著物，粘結(jié)在受熱面上形成結(jié)渣，隨時(shí)間積累該層厚度急劇增加，很難直接除去。當(dāng)溫度降低到700°C以下或高于1100°C時(shí)，鍋爐受熱面的沾污可采用傳統(tǒng)蒸汽吹掃方法或其他現(xiàn)有方法得到解決，不會影響鍋爐安全運(yùn)行。在煙氣溫度區(qū)間700°C -1100°C之間，采用蒸汽吹掃或其他吹灰方式都不能解決，沾污極其難以去除。
[0007]由于煤中含高堿性元素(主要為鈉元素)的固有特性，導(dǎo)致燃燒設(shè)備受熱面結(jié)渣及沾污嚴(yán)重，不能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)東煤的純燒利用和發(fā)揮準(zhǔn)東煤儲量達(dá)、價(jià)格低等優(yōu)勢，導(dǎo)致對于我國大量高堿金屬含量煤的大規(guī)模利用受到限制，從而制約了我國煤炭資源利用的效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明主要針對現(xiàn)有技術(shù)中燃用高堿性煤鍋爐系統(tǒng)的缺陷和不足，提供了一種回轉(zhuǎn)狀混合式輻射鍋爐，將煤粉爐、輻射鍋爐結(jié)合為一體，解決解決現(xiàn)有電站鍋爐對流受熱面沾污問題，保證鍋爐受熱面充分換熱，穩(wěn)定鍋爐出力，避免由于沾污所造成的對流受熱面超溫現(xiàn)象，大大降低爆管事故的發(fā)生。
[0009]為了克服傳統(tǒng)鍋爐的缺陷和不足，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種回轉(zhuǎn)狀混合式輻射鍋爐，包括煤粉爐和熱回收裝置，煤粉爐位于熱回收裝置左側(cè)，其特征在于:所述熱回收裝置為混合式回轉(zhuǎn)狀，包括煙氣入口、輻射換熱組件、對流換熱組件，煙氣入口的進(jìn)氣側(cè)與煤粉爐的出口連接，煙氣入口的出氣側(cè)與輻射換熱組件連接，輻射換熱組件在對流換熱組件的上端；所述輻射換熱組件包括輻射水冷壁和輻射屏；所述輻射水冷壁是由多個(gè)豎直的細(xì)長管拼接形成的圓柱狀結(jié)構(gòu)，圓柱狀內(nèi)為空腔結(jié)構(gòu)；所述輻射屏位于輻射水冷壁的空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)，輻射屏包括多個(gè)豎直平面輻射子屏，每一個(gè)輻射子屏均是由多個(gè)豎直的細(xì)長管拼接形成，輻射子屏以輻射水冷壁豎直方向的中心軸線為圓心發(fā)散布置。
[0010]所述對流換熱組件包括二級省煤器、一級省煤器和空氣預(yù)熱器；所述二級省煤器、一級省煤器和空氣預(yù)熱器分別由三組螺旋盤管組成，每組螺旋盤管由四層緊密環(huán)繞的螺旋環(huán)管組成，每組螺旋盤管之間錯(cuò)列布置。所述二級省煤器、一級省煤器和空氣預(yù)熱器依次布置在輻射換熱組件下部。
[0011]所述輻射水冷壁的相鄰的兩個(gè)細(xì)長管通過焊接方式連接。
[0012]所述輻射屏的相鄰的兩個(gè)細(xì)長管也是通過焊接方式連接。
[0013]所述煤粉爐包括燃燒器、爐膛、輻射前屏、灰斗。
[0014]本發(fā)明的具體工作過程如下:
煤粉爐的爐膛內(nèi)高溫?zé)煔饨?jīng)輻射前屏換熱，高溫?zé)煔獾臏囟冉禐?100°c左右，而后高溫?zé)煔鈴臒煔馊肟谶M(jìn)入到輻射水冷壁的空腔結(jié)構(gòu)中，通過輻射屏以輻射傳熱的方式將熱量傳給四周的輻射水冷壁；
由于流通面積擴(kuò)大，煙氣流速較低，高溫?zé)煔庵谢钚詨A金屬從離開煙氣入口至到達(dá)輻射水冷壁的過程中，被充分冷卻，固化失去黏結(jié)性形成灰渣，灰渣在重力作用下落入輻射換熱組件下部；輻射屏在輻射水冷壁的空腔結(jié)構(gòu)中，增大了輻射換熱面積，減少了輻射換熱部分的體積，使換熱效果更好；
灰渣穿過輻射換熱組件下落，而高溫?zé)煔饨?jīng)過輻射換熱組件充分換熱后進(jìn)入下部的對流換熱組件，依次通過二次省煤器、一次省煤器及空氣預(yù)熱器進(jìn)行換熱冷卻，最后煙氣由熱回收裝置底部的出口排出；此時(shí)，煙氣中的灰渣固化失去粘結(jié)性為普通積灰現(xiàn)象，可在對流換熱組件附近設(shè)置吹掃裝置，進(jìn)行防積灰沉淀擾動，保證對流換熱組件的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。
[0015]本發(fā)明的有益效果如下:
(I)本發(fā)明可以通過輻射換熱段跨過易沾污煙溫區(qū)，而不會冷凝粘附在對流受熱面上，從根本上解決了高堿性煤發(fā)電基組所面臨的爐內(nèi)結(jié)焦和受熱面等問題。
[0016](2)本發(fā)明避免了由于沾污所造成的對流受熱面超溫爆管或堵灰現(xiàn)象，保證了生產(chǎn)連續(xù)性運(yùn)行。
[0017](3)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)高鈉煤的純燒利用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的輻射屏的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]其中，附圖標(biāo)記為:I燃燒器，2爐膛，3輻射前屏，4灰斗，5煙氣入口，6輻射換熱組件，6-1輻射水冷壁，6-2輻射屏，7對流換熱組件，7-1 二級省煤器，7-2 一級省煤器，7-3空氣預(yù)熱器。

【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1-2所示，一種回轉(zhuǎn)狀混合式輻射鍋爐，包括煤粉爐和熱回收裝置，煤粉爐位于熱回收裝置左側(cè)，所述熱回收裝置為混合式回轉(zhuǎn)狀，包括煙氣入口 5、輻射換熱組件6、對流換熱組件7，煙氣入口 5的進(jìn)氣側(cè)與煤粉爐的出口連接，煙氣入口 5的出氣側(cè)與輻射換熱組件6連接，輻射換熱組件6在對流換熱組件7的上端；所述輻射換熱組件6包括輻射水冷壁6-1和輻射屏6-2 ;所述輻射水冷壁6-1是由多個(gè)豎直的細(xì)長管拼接形成的圓柱狀結(jié)構(gòu)，圓柱狀內(nèi)為空腔結(jié)構(gòu)；所述輻射屏6-2位于輻射水冷壁6-1的空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)，輻射屏6-2包括多個(gè)豎直平面輻射子屏，每一個(gè)輻射子屏均是由多個(gè)豎直的細(xì)長管拼接形成，輻射子屏以福射水冷壁6-1豎直方向的中心軸線為圓心發(fā)散布置。
[0021]所述對流換熱組件7包括二級省煤器7-1、一級省煤器7-2和空氣預(yù)熱器7-3 ;所述二級省煤器7-1、一級省煤器7-2和空氣預(yù)熱器7-3分別由三組螺旋盤管組成，每組螺旋盤管由四層緊密環(huán)繞的螺旋環(huán)管組成，每組螺旋盤管之間錯(cuò)列布置。所述二級省煤器7-1、一級省煤器7-2和空氣預(yù)熱器7-3依次布置在輻射換熱組件下部。
[0022]所述輻射水冷壁6-1的相鄰的兩個(gè)細(xì)長管通過焊接方式連接。
[0023]所述輻射屏6-2的相鄰的兩個(gè)細(xì)長管也是通過焊接方式連接。
[0024]所述煤粉爐包括燃燒器1、爐膛2、輻射前屏3、灰斗4。
[0025]通過采用在鍋爐尾部設(shè)置回轉(zhuǎn)狀輻射鍋爐裝置，其入口煙氣溫度大于1100°C，利用輻射鍋爐受熱面布置特點(diǎn)，避免了輻射受熱面的沾污，經(jīng)過輻射換熱面后煙氣溫度控制在700°C以下，再將較低溫度的煙氣引入后部對流受熱面。煙氣溫度降低后飛灰的燒結(jié)率及燒結(jié)強(qiáng)度都會降低，再配合以傳統(tǒng)吹灰器可輕松除去受熱面上的浮灰?？墒瑰仩t對流受熱面直接跨過容易發(fā)生沾污的溫度區(qū)間700°C -1100°C，避免了高溫過熱器發(fā)生嚴(yán)重的沾污。
[0026]本發(fā)明的具體工作過程如下:
煤粉爐的爐膛2內(nèi)高溫?zé)煔饨?jīng)輻射前屏3換熱，高溫?zé)煔獾臏囟冉禐?100°C左右，而后高溫?zé)煔鈴臒煔馊肟?5進(jìn)入到輻射水冷壁6-1的空腔結(jié)構(gòu)中，通過輻射屏6-2以輻射傳熱的方式將熱量傳給四周的輻射水冷壁6-1 ；
由于流通面積擴(kuò)大，煙氣流速較低，高溫?zé)煔庵谢钚詨A金屬從離開煙氣入口 5至到達(dá)輻射水冷壁6-1的過程中，被充分冷卻，固化失去黏結(jié)性形成灰渣，灰渣在重力作用下落入輻射換熱組件6下部；輻射屏6-2在輻射水冷壁6-1的空腔結(jié)構(gòu)中，增大了輻射換熱面積，減少了輻射換熱部分的體積，使換熱效果更好；
灰渣穿過輻射換熱組件6下落，而高溫?zé)煔饨?jīng)過輻射換熱組件6充分換熱后進(jìn)入下部的對流換熱組件7，依次通過二次省煤器7-1、一次省煤器7-2及空氣預(yù)熱器7-3以回收煙氣中的熱量，并繼續(xù)降低排煙溫度；
最后煙氣由熱回收裝置底部的出口排出；此時(shí)，煙氣中的灰渣固化失去粘結(jié)性為普通積灰現(xiàn)象，可在對流換熱組件7附近設(shè)置吹掃裝置，進(jìn)行防積灰沉淀擾動，保證對流換熱組件7的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種回轉(zhuǎn)狀混合式輻射鍋爐，包括煤粉爐和熱回收裝置，煤粉爐位于熱回收裝置左偵牝其特征在于:所述熱回收裝置為混合式回轉(zhuǎn)狀，包括煙氣入口(5)、輻射換熱組件(6)、對流換熱組件(7)，煙氣入口(5)的進(jìn)氣側(cè)與煤粉爐的出口連接，煙氣入口(5)的出氣側(cè)與輻射換熱組件(6)連接，輻射換熱組件(6)在對流換熱組件(7)的上端；所述輻射換熱組件(6)包括輻射水冷壁(6-1)和輻射屏(6-2);所述輻射水冷壁(6-1)是由多個(gè)豎直的細(xì)長管拼接形成的圓柱狀結(jié)構(gòu)，圓柱狀內(nèi)為空腔結(jié)構(gòu)；所述輻射屏(6-2)位于輻射水冷壁(6-1)的空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)，輻射屏(6-2 )包括多個(gè)豎直平面輻射子屏，每一個(gè)輻射子屏均是由多個(gè)豎直的細(xì)長管拼接形成，輻射子屏以輻射水冷壁(6-1)豎直方向的中心軸線為圓心發(fā)散布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回轉(zhuǎn)狀混合式輻射鍋爐，其特征在于:所述對流換熱組件(7)包括二級省煤器(7-1)、一級省煤器(7-2)和空氣預(yù)熱器(7-3);所述二級省煤器(7-1)、一級省煤器(7-2)和空氣預(yù)熱器(7-3)分別由三組螺旋盤管組成，每組螺旋盤管由四層緊密環(huán)繞的螺旋環(huán)管組成，每組螺旋盤管之間錯(cuò)列布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回轉(zhuǎn)狀混合式輻射鍋爐，其特征在于:所述輻射水冷壁(6-1)的相鄰的兩個(gè)細(xì)長管通過焊接方式連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種回轉(zhuǎn)狀混合式輻射鍋爐，其特征在于:所述輻射屏(6-2)的相鄰的兩個(gè)細(xì)長管通過焊接方式連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種回轉(zhuǎn)狀混合式輻射鍋爐，其特征在于:所述煤粉爐包括燃燒器(I)、爐膛(2)、輻射前屏(3)、灰斗(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種回轉(zhuǎn)狀混合式輻射鍋爐，其特征在于工作過程如下:煤粉爐的爐膛(2)內(nèi)高溫?zé)煔饨?jīng)輻射前屏(3)換熱，高溫?zé)煔獾臏囟冉禐?100°C，而后高溫?zé)煔鈴臒煔馊肟? 5 )進(jìn)入到輻射水冷壁(6-1)的空腔結(jié)構(gòu)中，通過輻射屏(6-2 )以輻射傳熱的方式將熱量傳給四周的輻射水冷壁(6-1);然后高溫?zé)煔庵械幕钚詨A金屬從離開煙氣入口(5)至到達(dá)輻射水冷壁(6-1)的過程中，被充分冷卻，固化失去黏結(jié)性形成灰渣，灰渣在重力作用下落入輻射換熱組件(6)下部，而高溫?zé)煔饨?jīng)過輻射換熱組件(6)充分換熱后進(jìn)入下部的對流換熱組件(7 )，通過二次省煤器(7-1)、一次省煤器(7-2 )及空氣預(yù)熱器(7-3 )進(jìn)行換熱冷卻，最后煙氣由熱回收裝置的出口排出，煙氣中的灰渣固化失去粘結(jié)性易于清除。
【文檔編號】F23L15/00GK104359101SQ201410681162
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】曹立勇, 郭盼, 張春飛, 張媛, 劉正寧, 張鑫, 李陽, 樊偉, 杜奇, 胡春云, 胡紅偉 申請人:中國東方電氣集團(tuán)有限公司