[發明專利]一種熱解燃燒雙床解決高鈉煤燃燒沾污的系統

有效

• 申請號: 201210360012.6
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN102829473A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 曹立勇;杜奇;樊偉;劉正寧;郭盼;劉江;張媛;張春飛;胡春云;張曉光;雷宇
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: F23C10/00
• 分類號: F23C10/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 方強

技術領域

本發明涉及減輕鍋爐受熱面沾污的相關技術，更具體地說，涉及一種熱解燃燒雙床解決高鈉煤燃燒沾污的系統。

背景技術

我國發電行業以火力發電為主，火電裝機容量超過70%以上。火電動力用煤多采用劣質低品位煤，鍋爐爐膛水冷壁結渣、對流受熱面的結渣與沾污問題是長期影響電站鍋爐正常運行的重要問題之一。結渣和沾污會降低鍋爐的傳熱效率，影響鍋爐出力，使得設備的運行安全性嚴重降低，結渣嚴重時可能導致爐膛熄火、爆管、非計劃停爐等重大事故。

為了防止由于結渣與沾污所帶來的各種問題，國內外學者對結渣與沾污的機理進行了大量的研究，提出了多個結渣判定指數。但這些結渣判定指數在實際應用過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鍋爐的危害問題。也有學者提出通過調節鍋爐燃燒以控制爐膛內的溫度來減緩鍋爐的結渣問題，但是在實際中并不便于操作也未得到推廣。對于高堿性煤，由于煤中堿金屬元素的揮發，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。上述成分在高溫環境下揮發后，易凝結在對流受熱面上形成燒結或粘結的灰沉積，隨著附著物對飛灰的吸附作用，會使得對流受熱面出現不同程度的沾污現象，且沾污物無法使用吹灰器清除，從而導致受熱面傳熱能力下降，造成鍋爐排煙溫度升高等問題，最終使得爐膛出力大大降低造成停爐。

國內對于燃燒利用高堿性煤還缺乏工程運行經驗，僅新疆地區個別電廠在研究高堿性煤的燃燒沾污問題，目前并沒有高效的利用辦法，只是通過外煤摻燒的方式來減輕沾污問題，外煤摻燒方法實際上是通過添加其他低堿性金屬煤，降低了原煤中堿金屬的相對含量。鍋爐摻燒高堿性煤的比例不應超過30%，摻燒比例增大時，對流受熱面沾污積灰嚴重，形成煙氣走廊，煙氣沖刷造成高溫再熱器、高溫過熱器泄漏。由于新疆地區高堿性煤利用方式多為坑口電站，摻燒方式對外煤的需求量較大，這種方式往往受到運輸條件的限制，極大增加了運行成本?，F代大型電站的煤粉爐鍋爐通過布置屏式過熱器來降低爐膛出口溫度并減少熔融結渣，但由于煙氣中某些堿金屬鹽熔點較低，經過對流受熱面時仍然會產生結渣，尤其在燃燒高堿金屬的準東煤時結渣現象尤為嚴重。循環流化床鍋爐具有燃料適應性廣、燃燒效率高、污染排放少等優點，在近十幾年得到迅速發展，在電站鍋爐領域得到廣泛的商業應用。而在循環流化床鍋爐中使用高堿性煤作為動力煤時，對流受熱面的沾污問題同樣嚴重。由于結渣和沾污的存在，導致我國高堿性煤的大規模高效利用受到限制，從而制約了我國能源利用的效率。

發明內容

本發明為解決現有電站鍋爐對流受熱面沾污問題，提供了一種熱解燃燒雙床解決高鈉煤燃燒沾污的系統，系統結構簡單，可以保證鍋爐受熱面充分換熱，穩定鍋爐出力，可避免由于沾污所造成的對流受熱面超溫現象，大大降低爆管事故的發生，還可實現高堿性煤的大規模純燒利用。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種熱解燃燒雙床解決高鈉煤燃燒沾污的系統，其特征在于：包括流化床、旋風分離器、煤灰分配器、灰煤混合器、下行熱解床、外置床、返料器、凈化裝置，旋風分離器與流化床上端側面連通，旋風分離器通入來自流化床的高溫煤灰，旋風分離器的出口端連通至煤灰分配器的入口端；所述煤灰分配器設置有兩個出口，一個出口連通至返料器的入口，另一出口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；所述下行熱解床設置有兩個出口，一個出口連通至外置床的入口，另一個出口連通至凈化裝置的入口；所述外置床出口連接至返料器的入口；所述返料器靠近流化床下端的側面，返料器與流化床下端的側壁進口連通；所述凈化裝置的出口連通至流化床下端側壁的進口。

所述旋風分離器的后面還設置有換熱器，換熱器連接有引風機，引風機連通至煙囪。

所述灰煤混合器通過連接的給料器通入煤，給料器設置有煤斗。

本系統的工作過程如下：

流化床上端通入到旋風分離器，旋風分離器的高溫煤灰通入到煤灰分配器中，一部分高溫煤灰進入到返料器，另一部分高溫煤灰進入到灰煤混合器中；同時，原煤通過煤斗、給料器進入到灰煤混合器，在煤灰混合器中原煤與高溫煤灰進行混合；混合后的煤與煤灰進入下行熱解床進行熱解，熱解后的煤與煤灰進入到外置床中，通過外置床使得煤與煤灰進行熱解顆粒的燃燒和換熱，經過外置床的煤與煤灰進入到返料器中；未經下行熱解床的高溫煤灰與經過熱解混合后的煤與煤灰均經返料器進入流化床的鍋爐爐膛進行燃燒；其中，下行熱解床得到的熱解氣體先經過凈化裝置除鈉，再進入流化床進行燃燒。