[發(fā)明專利]一種減緩燃用高堿煤鍋爐結(jié)渣和沾污的燃燒系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2015-11-02
• 公開（公告）號: CN105299626A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設計）人: 王克;施鴻飛;陳端雨;魏增濤;周文臺;何翔
• 申請（專利權）人: 上海發(fā)電設備成套設計研究院
• 主分類號: F23C9/00
• 分類號: F23C9/00;F23C7/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發(fā)明涉及燃煤鍋爐技術領域，尤其涉及一種減緩燃用高堿煤鍋爐結(jié)渣和沾污的燃燒系統(tǒng)及方法。

背景技術

新疆是我國高揮發(fā)分優(yōu)質(zhì)煤儲量最大最集中的地區(qū)之一，是我國重要的能源與電力建設基地。準東煤田又是近年來在新疆探明的特大型整裝煤田，儲量達到3900億噸。由于新疆特殊的地理位置和交通條件，準東煤大規(guī)模外運的可能性不大，準東煤就地應用于電站發(fā)電的前景十分廣闊。新疆地區(qū)的部分電廠巳經(jīng)開始摻燒準東煤，有的甚至全部試燒準東煤，并做出相應的鍋爐改造，但改造效果并不明顯。準東煤田為海洋性沉積型煤田，煤的原生礦物中含有大量Na、Ca，其含量遠高于現(xiàn)有已知動力用煤中相應元素的含量。高納高鈣含量造成了準東煤的高結(jié)渣性、嚴重沾污性，這極大地限制了其在電站鍋爐中的大規(guī)模應用。

而且，當?shù)馗浇木っ骸A溝煤和高灰煤等非高堿煤日益減少，今后高堿煤面臨必須大比例摻燒甚至純燒的要求；同時，準東五彩灣地區(qū)規(guī)劃了20多臺660MW機組，這批機組將于2017年發(fā)電，屆時，非高堿煤的需求將越來越大，電廠考慮經(jīng)濟壓力，基本不可能從很遠的地方運輸非高堿煤來摻燒。這些因素都導致研究高堿煤的大比例燃用甚至純燒是必須面臨的挑戰(zhàn)。

大比例摻燒或全燒高鈉、高鈣煤時，爐內(nèi)水冷壁、高過、低再區(qū)域會形成大面積枯結(jié)性較強的積灰，伴隨著嚴重的高溫腐蝕，造成大面積爆管，被迫停爐，嚴重影響機組的安全正常運行。主要危害包括以下幾點：

(1)降低爐內(nèi)受熱面的傳熱能力。灰污沉積在受熱面后，由于其導熱系數(shù)很低，相當于在煙氣和受熱面之間增加了一絕熱層，最終導致排煙溫度升高，降低鍋爐效率，嚴重影響運行的經(jīng)濟性。

(2)爐膛出口煙溫升高，惡化高溫區(qū)域的過熱器結(jié)渣，引起過熱器汽溫偏高，危害過熱器，長此以往可能導致爆管。

(3)引起高溫腐蝕。高溫下，枯結(jié)在受熱面上的灰渣會與管壁發(fā)生復雜的化學反應，形成高溫腐燭，削減管壁厚度。

(4)傳熱阻力增加，鍋爐難以維持滿負荷運行，增加投煤量會引起出口煙溫的進一步升高，灰渣更易枯附于受熱面，形成惡性循環(huán)。

(5)燃燒室上部大塊渣掉落時，掉入爐底水封裝置，在熾熱焦渣的沖擊下水封裝置的內(nèi)存水汽化，大量的蒸汽導致爐腔燃燒波動甚至滅火，還可能砸壞水冷壁管和冷灰斗，造成爐腔氫爆的嚴重后果。

這些問題普遍存在于新疆地區(qū)摻燒或全燒準東煤的各電廠中。鍋爐結(jié)渣、沾污，尾部受熱面堵灰，爆管、高溫腐蝕，準東煤的摻燒比例越大，這些現(xiàn)象越嚴重。燃用準東煤的過程中，其高結(jié)渣沾污的煤質(zhì)特性已經(jīng)嚴重影響到鍋爐的安全正常運行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種能夠減緩燃用高堿煤鍋爐結(jié)渣和沾污的燃燒系統(tǒng)及方法。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是提供一種減緩燃用高堿煤鍋爐結(jié)渣和沾污的燃燒系統(tǒng)，包括依次連接的鍋爐、脫硝設備、空氣預熱器、干式電除塵器、第一煙氣-煙氣再熱器、濕法脫硫設備、第二煙氣-煙氣再熱器、煙囪，干式電除塵器底部通過循環(huán)灰管路連接灰倉；

其特征在于：

所述干式電除塵器出口還連接再循環(huán)煙氣管路，再循環(huán)煙氣管路連接循環(huán)風機，循環(huán)風機后的管道與一次風管路均與再循環(huán)管道連接；灰倉連接輸灰機，帶循環(huán)灰的煙氣、空氣混合氣管路一端連接再循環(huán)管道和輸灰機，帶循環(huán)灰的煙氣、空氣混合氣管路另一端連接鍋爐。

優(yōu)選地，所述鍋爐四角旁爐墻平行于水冷壁，并與水冷壁保持20～50cm；帶循環(huán)灰的煙氣、空氣混合氣從鍋爐四角旁爐墻平行于水冷壁供入爐膛。

本發(fā)明還提供了一種減緩燃用高堿煤鍋爐結(jié)渣和沾污的方法，其特征在于：將低溫循環(huán)煙氣、部分一次風空氣和飛灰的混合氣流分層從鍋爐四角旁爐墻送入爐膛，并在爐壁附近形成附壁流的保護氣膜，實現(xiàn)煙氣和飛灰再循環(huán)。

優(yōu)選地，并通過對再循環(huán)煙氣循環(huán)倍率的調(diào)節(jié)來控制爐內(nèi)溫度和爐膛出口溫度。

優(yōu)選地，循環(huán)煙氣的循環(huán)倍率控制在0.1～0.3之間。

優(yōu)選地，引入的一次風空氣量控制在總風量的5％以內(nèi)。

優(yōu)選地，除塵循環(huán)灰的循環(huán)倍率控制在0.15～0.3之間。

優(yōu)選地，爐膛出口煙溫控制在950～1000℃之間。

優(yōu)選地，爐膛出口含氧濃度控制在3％～6％之間。

優(yōu)選地，過量空氣系數(shù)控制在1.1～1.3之間。