[發明專利]一種防止鍋爐沾污的煤粉爐半焦熱載體系統及方法

有效

• 申請號: 201410402225.X
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104180385B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 杜奇;曹立勇;樊偉;張鑫;李陽;雷宇;銀燕
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: F23K3/00
• 分類號: F23K3/00;F23B90/06;C10B57/04
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙)51211
• 代理人: 張新

技術領域

本發明涉及煤粉爐技術領域，具體為一種防止鍋爐沾污的煤粉爐半焦熱載體系統及方法。

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。煤粉爐具有燃燒迅速、完全、容量大、效率高、適應煤種廣，便于控制調節等優點，當燃用高堿性煤種時，存在于煤中的堿性化合物，在燃燒過程中會揮發出來，易凝結在鍋爐受熱面上形成燒結或粘結的灰沉積，造成鍋爐受熱面的設備的腐蝕、結渣與沾污問題。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，是長期影響電站鍋爐正常運行的重要問題之一。

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，研究表明結渣與沾污是復雜的物理化學反應過程，爐內結渣既是一個復雜的物理化學過程，又是一個動力學過程，既與燃料特性有關，也與鍋爐的結構和運行條件有關。學者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。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，打底物主要以氯化鈉或硫酸鈉形式存在。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，目前沒有有效的利用辦法。通過優化鍋爐燃燒方式，控制爐膛內的溫度和燃燒來減緩鍋爐的結渣問題，在實際中并不便于操作也未得到推廣。只有通過外煤摻燒的方式來減輕沾污問題，利用準東煤與其它煤種混合后進行摻燒，鍋爐摻燒高堿性煤的比例不應超過30%，摻燒比例增大時，鍋爐的對流受熱面沾污積灰嚴重，同時堿金屬對鍋爐的本體材料腐蝕也非常嚴重。由于新疆地區高堿性煤利用方式多為坑口電站，摻燒時對外煤的需求量較大，這樣對準東煤使用量非常有限，同時又要從其它地方購買優質燃煤，增加了發電企業的發電成本。對準東煤田的開發和電源基地的建設帶來了困難，難于將準東煤的優勢得以充分發揮，同時對煤粉鍋爐的設計與運行帶來很大困難。因此，鍋爐純燒高堿性煤時，對流受熱面的沾污是亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種防止鍋爐沾污的煤粉爐半焦熱載體系統及方法，可有效解決現有電站鍋爐對流受熱面沾污問題，降低鍋爐受熱面布置難度，保證鍋爐受熱面充分換熱，穩定鍋爐出力；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；實現高堿性煤的大規模純燒利用，同時不影響鍋爐燃燒效率。

本發明的技術方案如下：

一種防止鍋爐沾污的煤粉爐半焦熱載體系統，其特征在于：包括煤粉燃燒爐、加熱提升管、熱半焦槽、熱解反應器、分離器一，煤粉燃燒爐的煙氣出口分別連接至加熱提升管和尾部煙道裝置，加熱提升管的出口連接至熱半焦槽；熱半焦槽的高溫半焦出口連接至熱解反應器，熱解反應器的煤灰出口分別連接至煤粉燃燒爐的進料端和加熱提升管；

熱半焦槽的煙氣出口連接至分離器一，分離器一的煤灰出口連接至熱解反應器，分離器一的煙氣出口連接至尾部煙道裝置；

熱解反應器的煙氣出口通過分離器二連接至煤粉燃燒爐；

熱解反應器還設置有高堿性煤入口。

所述分離器二的煙氣出口連接至煤粉燃燒爐的管道上設置有凈化裝置。

所述熱解反應器的煤灰出口連接至換熱器，換熱器的煤灰出口連接至煤粉燃燒爐的進料端；煤粉燃燒爐進料端包括輸送原煤的煤斗一和給料器一，還設有鼓風機和燃燒器，煤斗一連接至給料器一，給料器一連接至燃燒器，鼓風機也連接至燃燒器，鼓風機輸送燃燒所需的空氣。

所述尾部煙道裝置包括尾部煙道、除塵器和引風機，尾部煙道的末端安裝除塵器，尾部煙道的出煙口連接引風機，經過除塵后由引風機排出。