[發明專利]一種燃用高鈉鉀含量燃料的煙氣再循環鍋爐系統

有效

• 申請號: 201310076739.6
• 申請日: 2013-03-11
• 公開（公告）號: CN103148476A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 車得福;吳松;楊文海;白文剛;唐春麗
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;武漢鍋爐集團工程技術有限公司
• 主分類號: F23B80/00
• 分類號: F23B80/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于熱能工程研究領域，涉及一種煙氣再循環鍋爐系統，尤其是一種燃用高鈉鉀含量燃料的煙氣再循環鍋爐系統。

背景技術

能源是人類社會賴以生存和發展的物質基礎，一直為世界各國所重視。近年來隨著我國國民經濟的快速發展，能源消耗亦與日俱增。然而我國是一個能源短缺的國家，因此實現對現有能源的安全高效利用具有重大意義。

我國有著豐富的高鈉鉀含量燃料資源，所謂高鈉鉀含量燃料是指燃料中當量Na₂O（當量Na₂O=(Na₂O+0.659K₂O)×A_d/100，%；式中：Na₂O、K₂O為燃料灰中氧化鈉與氧化鉀含量，%；A_d為燃料的干燥基灰分，%；0.659為Na₂O與K₂O分子量之比）含量大于等于0.45的高沾污性燃料，對于那些當量Na₂O含量小于0.45但燃燒時仍以揮發態堿金屬在受熱面上凝結為主而導致積灰結渣的燃料仍應歸類到高鈉鉀含量燃料。例如2005年被勘探發現的準東煤田。準東煤田資源預測儲量達3900億噸，是我國目前最大的整裝煤田，以現在我國煤炭年產量計算，一個準東煤田就夠全國使用120多年。此外，大多數生物質燃料也具有堿金屬含量高的特點。生物質能不僅總量大，而且可再生，據測算，如果充分利用我國目前的農業生物質資源，每年可新增5億噸左右標準煤，能極大補充我國能源缺口。然而由于準東煤等高鈉鉀含量燃料燃燒時存在嚴重的受熱面積灰結渣問題，目前電廠在燃用準東煤時只能摻燒，且最大摻燒比例不超過50%。

準東煤等高鈉鉀含量燃料堿金屬含量高，在高溫燃燒下除了以硅鋁酸鹽形式存在的堿金屬化合物有很高的熔點外（NaAlSiO₄在1550℃的高溫下也不會分解或者蒸發，它最終留在灰中），其他低熔點的堿金屬化合物都會從燃料中揮發出來形成升華灰。升華灰非常細小，很容易冷凝到受熱面表面形成呈粘稠狀熔融態的冷凝液膜，以這層液膜為粘結劑，一方面捕集飛灰，一方面還可繼續形成粘結物，使得高溫粘結灰層迅速增長，最終導致嚴重的積灰結渣問題。鍋爐受熱面的積灰結渣不僅會影響鍋爐出力，降低鍋爐效率，還會在受熱面管壁產生高溫腐蝕，使管子金屬處于超溫運行狀態，降低受熱面管子強度，當積灰結渣嚴重時會導致鍋爐爆管，增加檢修工作量或被迫停爐，給鍋爐的安全經濟運行帶來極大威脅。因此，準東煤等高鈉鉀含量燃料在我國的廣泛高效利用受到極大限制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種避免高鈉鉀含量燃料燃燒時積灰結渣的燃用高鈉鉀含量燃料的煙氣再循環鍋爐系統。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

包括爐膛、設置在爐膛出口后的混合煙室以及煙氣再循環裝置；所述混合煙室的出口設置溫控裝置并連接有對流煙道，對流煙道內設置有若干級對流受熱面；所述煙氣再循環裝置的一端與尾部煙道相連通，另一端通過煙氣混合噴射裝置與混合煙室相連通。

上述的爐膛下部設置有燃燒器，上部設置有用于吸收爐膛輻射熱的屏式受熱面。

上述屏式受熱面的屏節距大于等于700mm，均為輻射式受熱面。

上述的屏式受熱面和對流受熱面周圍設置有若干用于防止屏式受熱面結渣掛渣和對流受熱面積灰的吹灰器。

上述的煙氣再循環裝置包括連通混合煙室與尾部煙道的煙氣再循環管道；所述煙氣再循環管道上設置有用于控制混合煙室內混合煙氣溫度的煙氣再循環閥門、煙氣再循環風機、溫度流量測量裝置以及煙氣混合噴射裝置。

上述混合煙室的四周敷設有膜式管，并與煙氣再循環管道的出氣端通過煙氣混合噴射裝置相連通。

上述溫控裝置布置在混合煙室的出口，監測混合煙氣的溫度并與煙氣再循環閥門和煙氣再循環風機的控制系統相連接；所述控制系統根據溫控裝置反饋的混合煙氣溫度信息調節再循環煙氣的量，從而控制混合煙室出口煙氣溫度在設定值。

上述的尾部煙道包括除塵器，以及除塵器前面的低溫對流煙道和除塵器后面的排煙煙道，排煙煙道與煙囪相連通。

上述煙氣再循環管道的抽氣端設置有兩條管道分別與低溫對流煙道以及排煙煙道相連通，且這兩條管道上分別設置有控制各自管路的閥門。

上述對流受熱面布置在混合煙室之后，并采用降低煙氣流速的結構，同時對流受熱面的前排管束上安裝有防磨瓦或者采用耐磨管材防止采用煙氣再循環后煙氣量明顯增大而造成的磨損加劇。