[實用新型]一種自熱熱解燃燒雙床解決高鈉煤燃燒沾污的系統

有效

• 申請號: 201420461583.3
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN204063014U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 杜奇;曹立勇;樊偉;郭盼;劉正寧;張曉光;徐光勖
• 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;C10B49/10
• 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

????本實用新型涉及鍋爐受熱面沾污的相關技術，具體為一種自熱熱解燃燒雙床解決高鈉煤燃燒沾污的系統。

背景技術

燃煤電站鍋爐普遍出現的問題包括鍋爐爐膛水冷壁結渣、對流受熱面沾污與結渣等，嚴重影響了電站鍋爐的穩定安全運行。沾污和結渣會導致鍋爐的傳熱效率下降，影響鍋爐出力和設備運行的安全性，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。

為解決沾污和結渣造成的各種問題，國內外學者從煤種特性、鍋爐運行方式等方面進行研究。通過對煤種特性研究提出多個結渣判定指數，對煤種的沾污與結渣傾向進行預判，為鍋爐設計人員提供參考和依據。但這些結渣判定指數在實際應用過程存在局限性，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。對于現有的電站鍋爐，在燃用某些沾污與結渣傾向嚴重的煤種時，學者們提出通過調整鍋爐的運行方式，比如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。

研究表明，煤中的堿金屬是引起沾污與結渣的主要因素。對于高堿性煤，由于煤中堿金屬元素的揮發，容易在鍋爐對流受熱面上冷凝形成一層以NaCl或Na₂SO₄形式存在的打底附著物。該附著物具有較強的黏結性而吸附飛灰，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。因此，如果能夠降低煤中或揮發到煙氣中的堿金屬化合物份額，則能從根源上解決或減輕鍋爐對流受熱面的沾污問題。

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。目前鍋爐可實現的高堿性煤的摻燒比例較低。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。現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。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種自熱熱解燃燒雙床解決高鈉煤燃燒沾污的系統，可以解決現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。

本實用新型的技術方案如下：

一種自熱熱解燃燒雙床解決高鈉煤燃燒沾污的系統，其特征在于：包括下行床和流化床，下行床的頂端設有原煤入口，下行床的側面上端設有熱解氣出口，熱解氣出口連接至流化床，下行床的下端設有熱解煤焦出口，熱解煤焦出口連接至煤焦收集器，煤焦收集器通過外置床連接至返料器；流化床頂部的煤灰和煙氣的混合物出口連接至旋風分離器，所述旋風分離器的頂部的煙氣出口由煙囪排出，旋風分離器底部的煤灰出口連接至煤灰分配器，煤灰分配器的一路高溫煤灰出口連接至外置床，另一路煤灰出口連接至返料器；所述返料器連接至流化床。

所述下行床的熱解氣出口經凈化裝置連接至流化床，凈化裝置主要用于除鈉處理。

所述下行床的頂部設置有煤斗、給料器和輸送氧氣的氧氣罐，煤斗連接至給料器，給料器連接至下行床的原煤入口，給料器和下行床之間的送入路線上連接氧氣罐；通過輸送的氧氣，發生部分氧化燃燒反應，會提供熱量對經過煤斗、給料送入的未參與燃燒的原煤進行熱解。

所述流化床底部設置有鼓風機。

所述旋風分離器頂部的煙氣出口與煙囪之間還設置有換熱器和引風機，換熱器用于降低煙氣的溫度，通過引風機有效將降溫后的煙氣排送到煙囪。

本實用新型的工作過程為：