[實用新型]一種減輕高堿性煤種沾污的CFB-束狀輻射鍋爐

有效

• 申請號: 201220678363.7
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN202993182U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 曹立勇;張春飛;劉正寧;張媛;郭盼;杜奇;樊偉;李陽;張鑫;胡春;雷宇
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: F23C10/10
• 分類號: F23C10/10;F23C10/18;F22B31/08
• 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

本實用新型涉及煤氣化技術的熱氣化爐，特別是一種減輕高堿性煤種沾污的CFB-束狀輻射鍋爐。

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?；痣妱恿τ妹憾嗖捎昧淤|低品位煤，鍋爐爐膛水冷壁結渣、對流受熱面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，結渣沾污嚴重時可能導致鍋爐熄火、爆管、非計劃停爐等重大事故。

為了預防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。研究表明結渣與沾污是復雜的物理化學反應過程，與煤自身特性、鍋爐設計、運行狀況等眾多因素有關，提出了多個結渣與沾污判定指數。但由于煤在鍋爐中燃燒是一個極其復雜的過程，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結渣與沾污對鍋爐的危害問題。

對于傳統電站鍋爐而言，在燃用高堿性煤種時，由于煤種富含的堿金屬元素容易在對流受熱面上沉積，因此在對流受熱面上發生嚴重的沾污現象，導致鍋爐出力不足，管壁溫度過高導致爆管等現象。研究表明，煙氣溫度處于700℃~1100℃區間屬于沾污發生嚴重區域。

準東煤田是近年在新疆探明的特大型煤田，煤炭資源預測儲量3900億t，其煤中富含堿金屬元素，在電廠燃用過程中出現高溫過熱器（高過）、高溫再熱器（高再）沾污堵塞問題，而其他高堿金屬煤種在燃燒過程中也會出現嚴重沾污現象。

高堿性煤在煤粉鍋爐燃燒過程中由于堿金屬元素的揮發，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。

國內對于燃燒高堿性煤利用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，只通過外煤摻燒的方式來減輕沾污問題，外煤摻燒問題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。因此，高堿性煤的沾污問題是亟待解決的問題。

實用新型內容

本實用新型針對傳統電站鍋爐燃用高堿性煤種產生的沾污問題，提出一種減輕高堿性煤種沾污的CFB-束狀輻射鍋爐，大大減輕受熱面沾污問題，并不影響蒸汽的正常產出，實現高堿性煤種的大規模純燒利用。

本實用新型的技術方案如下：

一種減輕高堿性煤種沾污的CFB-束狀輻射鍋爐，其特征在于：包括CFB鍋爐、分離裝置和束狀輻射鍋爐，CFB鍋爐側壁的上端和下端均設置有與分離裝置連通的通道，分離裝置的頂部連通有高溫煙道，高溫煙道連通束狀輻射鍋爐；所述束狀輻射鍋爐包括輻射換熱部分、對流換熱部分和殼體，輻射換熱部分位于殼體中間，對流換熱部分位于輻射換熱部分和殼體之間，殼體頂部設置有煙氣通道，煙氣通道與高溫煙道連通，殼體側壁上端設置有煙氣出口，煙氣出口高于對流換熱部分。

所述分離裝置與束狀輻射鍋爐之間通過法蘭連接。

所述煙氣通道為一窄長通道，該煙氣通道的內壁為耐火襯里。

所述輻射換熱部分包括輻射水冷壁和輻射屏，輻射水冷壁由多個縱向平行緊貼設置的立管圍成圓筒狀形成，相鄰的兩個立管之間焊接連接；所述輻射屏位于圓筒狀的中間空腔內，由若干個立管排形成，立管排以回轉式束狀輻射鍋爐的中心軸為圓心向外發散分布于輻射換熱室內，每個立管排由若干立管形成，立管排的相鄰的兩個立管緊貼設置。

所述輻射水冷壁的立管上端連通有輻射水冷壁上集箱，所述輻射水冷壁的立管下端連通輻射水冷壁下集箱。

所述對流換熱部分包括對流換熱水冷壁和從上往下依次布置的空氣預熱器、一級省煤器和二級省煤器，空氣預熱器、一級省煤器和二級省煤器均布置在輻射水冷壁和對流換熱水冷壁之間的環形空間中。

所述對流換熱水冷壁是若干個縱向平行緊貼設置的立管圍繞形成的圓筒壁，相鄰的兩個立管通過焊接連接。