[實用新型]一種預防電站鍋爐冷灰斗區域爆燃的預警系統

有效

• 申請號: 202021336704.3
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN213119155U
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 陳廣偉;黃建平;徐鵬志;孫海峰
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院有限公司
• 主分類號: F23N5/24
• 分類號: F23N5/24;F23M11/00
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張狄峰

本實用新型公開了一種預防電站鍋爐冷灰斗區域爆燃的預警系統，屬于大型電站鍋爐安全領域，包括爐煙母管、CO濃度探頭、CO濃度場處理裝置、DCS控制裝置和爐煙風機，CO濃度探頭布置在鍋爐爐膛下部冷灰斗的四壁上測量爐內的CO濃度；CO濃度場處理裝置收集CO濃度探頭的濃度信號，經過對濃度場的分析，將反饋信號通過DCS控制裝置直接控制爐煙調節閥的開度；爐煙風機將尾部煙道的煙氣升壓，然后輸入爐煙噴口；爐煙噴口在冷灰斗區域呈四角墻式切圓布置，煙氣經爐煙噴口在冷灰斗區域形成切圓流場。本實用新型所采用的稀釋介質是煙氣，氧氣含量極低，與空氣相比惰性較強，可起到進一步降低CO爆炸的風險。

技術領域

本實用新型屬于大型電站鍋爐安全領域，具體涉及一種預防電站鍋爐冷灰斗區域爆燃的預警系統。

背景技術

據不完全統計，目前在國內大型電站鍋爐的“非停”事故中，由爐膛爆燃引起的案例占約20%，對于如何預防爐膛爆燃成了近年來電力行業比較關注的話題，但由于種種原因仍然沒有比較好的解決辦法。目前，主要困境主要體現在：（1）現階段電廠所燃用的煤種來源較廣，而且煤種變化頻繁，甚至是嚴重偏離設計煤種、校核煤種的范圍，造成鍋爐長期保持在不正常的狀態工作；（2）多數電廠為了降低成本，以及受國家調控的影響，不得不摻燒多種多樣的煤種，存在兩種及兩種以上的摻燒方式，而且有些煤種的燃燒特性差異性比較大，但往往不重視摻燒可行性的研究以及運行優化；（3）大多數機組服役已經有很長時間，設備老化，可靠性下降，制粉系統、燃燒系統和火檢監視系統等設備尤為嚴重。多種原因的復合影響下，很容易出現爐膛爆燃的情況發生，當爐膛爆燃發生時，爐內壓力大幅波動，嚴重時會直接導致爐膛滅火，引發“非停”事故，造成巨大的經濟損失，也有可能造成人員傷亡。所以，從經濟性和安全性的角度來考慮的話，很有必要對預防鍋爐爐膛爆燃的方法進行探索和研究。

大量的試驗研究和理論分析表明，鍋爐爐膛局部區域（主要是爐膛下部的冷灰斗區域）在惡劣的情況下CO（強可燃還原性氣體）濃度可達3000μL/L以上，已經屬于爆炸區間，當掉焦或火星掉落的時候就會引發爆炸，造成嚴重的安全事故。因而對于冷灰斗區域的CO濃度的實時監測和在濃度較高時對CO濃度的及時稀釋顯得非常重要。

申請號為201110444923.2的中國實用新型專利公開了一種預防大型電站煤粉鍋爐爐膛爆燃預警調節系統及調節方法。通過在冷灰斗壁面布置CO濃度測點和裝貼壁風補氣系統,反饋到系統的信號控制貼壁風調節閥,貼避風為來自空氣預熱器的熱二次風,以四墻切圓的方式送入冷灰斗區域,通過降低濃度的方式,達到預警和消除爆燃的目的。

申請號為201210570574.3的中國實用新型專利公開了一種利用煙氣循環預防爐膛底部爆燃的系統及方法。通過在冷灰斗區域底部布置CO濃度測點和安裝補氣系統,反饋到系統的信號控制抑爆風調節閥,抑爆風為來自尾部煙道的煙氣,以上下錯位的對沖方式送入冷灰斗區域,通過降低濃度的方式,達到監測和消除爆燃的目的。

實用新型內容

為了能夠達到實時監測CO濃度，并實現預防、減弱和消除爆燃的目的，本實用新型提供一種預防電站鍋爐冷灰斗區域爆燃的預警系統。

本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是：一種預防電站鍋爐冷灰斗區域爆燃的預警系統，包括鍋爐燃燒器、爐膛、冷灰斗、水封槽、省煤器、尾部煙道和脫硝裝置，所述鍋爐燃燒器設置在爐膛上，所述冷灰斗設置在爐膛的下方，所述冷灰斗的底端位于水封槽內，所述省煤器和脫硝裝置設置在尾部煙道內；其特征是，還包括爐煙母管、CO濃度探頭、CO濃度場處理裝置、DCS控制裝置和爐煙風機，所述爐煙風機的煙氣進口與省煤器和脫硝裝置之間的尾部煙道連接，所述爐煙風機的煙氣出口連接有爐煙調節閥，所述爐煙調節閥連接爐煙母管，所述爐煙母管連接至冷灰斗四壁上的爐煙噴口，所述DCS控制裝置的一端與CO濃度場處理裝置相接，所述DCS控制裝置的另一端與爐煙調節閥相接，所述CO濃度場處理裝置與CO濃度探頭連接，所述CO濃度探頭布置在冷灰斗內。

進一步的，所述CO濃度探頭呈上、中、下三層布置在冷灰斗內，用于監測冷灰斗區域的三維濃度場。