[發明專利]一種基于燃燒器近壁面氣氛軟測量的鍋爐貼壁風裝置及方法

在審

• 申請號: 202110142368.1
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112781029A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 林閩城;陳勤根;趙志慧;項群揚;牛志剛;王準;李文成;陳王若塵
• 申請（專利權）人: 寧夏棗泉發電有限責任公司;浙江浙能技術研究院有限公司
• 主分類號: F23C7/00
• 分類號: F23C7/00;F23M5/08;F22B35/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本發明涉及基于燃燒器近壁面氣氛軟測量的鍋爐貼壁風裝置，包括貼壁風噴口、近壁面氣氛取樣管、燃燒器和爐膛，爐膛底部的燃燒器附近前后墻設有2?5層貼壁風噴口，爐膛的側墻設置有近壁面氣氛取樣管；近壁面氣氛取樣管安裝于爐膛的左右側墻上，近壁面氣氛取樣管的高度位于燃燒器區域的中上部；近壁面氣氛取樣管采用耐熱不銹鋼，近壁面氣氛取樣管安裝于水冷壁鰭片上；近壁面氣氛取樣管的管徑為10?20mm，共2?4層；近壁面氣氛取樣管連接煙氣分析儀。本發明的有益效果是：本發明整個系統結構簡單合理，僅需增加貼壁風噴嘴及少量壁面采樣測試管，便于改造實施，技術效益和經濟效益顯著。

技術領域

本發明涉及鍋爐燃燒技術領域，特別涉及一種基于燃燒器近壁面氣氛軟測量的鍋爐貼壁風裝置及方法。

背景技術

我國的火力發電通常以煤作為主要燃料,但由于動力用煤中硫含量普遍過高，造成火電廠鍋爐中的受熱面經常發生高溫腐蝕。隨著電站鍋爐不斷向高參數、大容量、環保型發展，鍋爐受熱面管的高溫腐蝕問題更加突出，是造成火電機組非計劃停運的一個重要原因，成為影響火電廠安全運行的重點問題而備受關注。據有關統計顯示，我國燃煤火電廠鍋爐自20世紀60年代發現受熱面的高溫腐蝕問題至1999年，就己有超過40家大型火電廠的燃煤鍋爐存在較嚴重的高溫腐蝕，而且2000年以后這個數量還在不斷增加。

為避免鍋爐受熱面因高溫腐蝕而發生泄漏，國內外研究者提出了諸多方法，比如：提高受熱面管材料等級，采用耐腐蝕的高鉻材料甚至鉻鎳合金；高溫腐蝕腐蝕傾向比較強的區域使用耐腐蝕防護涂層；換熱管的金屬表面滲鍍抗腐蝕層等。另外，在鍋爐燃燒調整方面，也有多種方法可減輕或避免高溫腐蝕的發生，其核心思想均是防止水冷壁壁面附近產生還原性氣氛或者采取技術措施將水冷壁與還原性氣氛隔開，判斷水冷壁近壁氣氛是否為還原性氣氛，主要以煙氣成分中的O₂、CO含量為依據。國外有研究表明：如果將水冷壁近壁面煙氣氣氛中的O₂含量控制在1.5％以上、CO濃度低于3％時，水冷壁幾乎不可能發生高溫腐蝕。

在鍋爐燃燒器區域增設貼壁風噴嘴，將高速空氣射流送至燃燒器區域還原性氣氛較強的水冷壁附近，是一種切實可行的防止鍋爐高溫腐蝕的方法，在國內已有部分應用。然而，貼壁風如何根據鍋爐運行狀態進行合理調整是難點。如果貼壁風風量較大，風速很高，則能夠較好地緩解特定區域的還原性氣氛，但是對爐內空氣動力場的組織影響較大，也會降低空氣分級燃燒的效果；如果貼壁風風量不足，則射流剛性較弱，難以有效改善特定區域的還原性氣氛。因此，亟需一種能夠實時監測燃燒器近壁面氣氛并合理調整風量的貼壁風防結渣方法。

一些專利公布了監測鍋爐水冷壁近壁面氣氛的方法，如：《一種實現在線測試水冷壁高溫腐蝕的系統》(申請號201811617115.X)及《鍋爐水冷壁高溫腐蝕在線監測系統》(申請號200810195414.9)公開了實現在線測試水冷壁高溫腐蝕的系統，采用煙氣取樣及預處理系統、煙氣分析系統及數據處理系統，能夠實時監測壁面氣氛。專利《一種在線監測鍋爐水冷壁高溫腐蝕的裝置和方法》(申請號200810236550.8)提供了一種在線監測鍋爐水冷壁高溫腐蝕的方法和裝置，由煙氣采樣管、煙氣分析儀等組成。在膜式水冷壁壁面管間連接板上開孔，通過煙氣采樣管抽取煙氣，經煙氣分析儀測得氣體濃度。專利《電站鍋爐高溫腐蝕的監測控制系統及方法》(申請號201710285411.3)提供一種電站鍋爐高溫腐蝕的監測控制系統，利用包括取樣單元、冷卻單元、氣氛預處理單元和分析單元等復雜的測試系統，以便在線監測還原性氣氛的濃度。專利《一種鍋爐水冷壁高溫腐蝕在線監測方法及監測系統》(申請號201710374497.7)公開了一種鍋爐水冷壁高溫腐蝕在線監測方法及其系統，從水冷壁處抽取貼壁煙氣并進行高倍率稀釋，在線實時測取稀釋煙氣中組分數據，進而了解近壁面組分。