[發明專利]一種防止鍋爐后墻水冷壁結渣及腐蝕的一次風對沖裝置

在審

• 申請號: 202110192775.3
• 申請日: 2021-02-20
• 公開（公告）號: CN112879899A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 楊輝;楊珍;章春香;張海龍;黨黎軍;張宇博;姚佳鑫
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F23C7/02
• 分類號: F23C7/02;F23M5/08;F23L15/00;F23L9/00;F23D1/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

一種防止鍋爐后墻水冷壁結渣及腐蝕的一次風對沖裝置，包括分層布置在鍋爐后墻上的一次風對沖噴口，一次風對沖噴口與分層布置在鍋爐前墻的旋流燃燒器一一相對布置；一次風對沖噴口與旋流燃燒器的一次風管位于同一條中心軸線；一次風對沖噴口通過帶閥門的管路與對沖風母管相連。本發明一方面可以防止后墻水冷壁受煤粉沖刷，解決結渣、高溫腐蝕問題，并且前墻旋流燃燒器一次風速、二次風旋流強度可以結合機組負荷、燃煤煤質靈活調節，不必兼顧考慮后墻水冷壁貼壁氣氛；另一方面在進入爐膛風量一定情況下，一部分空氣通過后墻的一次風對沖噴口進入爐膛，能夠起到空氣分級燃燒效果，降低燃燒產生的NOx。

技術領域

本發明屬于鍋爐領域，具體涉及一種防止鍋爐后墻水冷壁結渣及腐蝕的一次風對沖裝置。

背景技術

高溫腐蝕是較多燃煤電站鍋爐水冷壁存在的主要問題，嚴重影響鍋爐安全穩定運行。鍋爐水冷壁高溫腐蝕問題主要與燃煤硫含量較高、水冷壁附近存在還原性氣氛、煙氣及煤粉氣流的沖刷等因素有關。燃煤硫分在爐內缺氧條件下，燃燒產生一定含量的H₂S，H₂S可直接與水冷壁中純金屬發生反應生成FeS。H₂S還可與水冷壁表面的Fe₃O₄氧化層中所復合的FeO(Fe₃O₄＝Fe₂O₃·FeO)反應生成FeS。當沾灰層溫度較高時，FeS會再次與介質中的氧作用，生成Fe₃O₄，腐蝕進一步進行。采用不同燃燒方式的燃煤電站鍋爐，由于其燃燒器布置位置及組織燃燒火焰形狀的不同，導致鍋爐爐膛四周水冷壁的貼壁氣氛分布不同，因而水冷壁發生高溫腐蝕的區域不同。對于切圓燃燒鍋爐，高溫腐蝕區域主要位于燃燒器射流方向下游的半面墻上；對于前后墻對沖燃燒鍋爐，高溫腐蝕區域主要位于兩側墻水冷壁中間區域；對于W火焰燃燒鍋爐，高溫腐蝕區域主要位于前后墻的冷灰斗上下區域，拱下兩側墻中間部位區域。

與上述主流燃燒方式不同，早期國內一些350MW機組煤粉鍋爐為前墻布置燃燒器，鍋爐爐膛前墻分四層布置16只蝸殼旋流分散火焰低NOx雙調風燃燒器，燃燒設計煤種為煙煤，燃煤含硫量為1％左右。在運行中發現鍋爐后墻水冷壁標高21m～27m位置(與前墻燃燒器所處標高相同)存在高溫腐蝕問題，每次檢修需對后墻水冷壁腐蝕減薄超標的水冷壁管進行更換。由于鍋爐后墻未布置燃燒器，故當前墻燃燒器一次風速偏高或二次風配風不合理時，容易造成煤粉沖刷后墻水冷壁，導致后墻水冷壁結渣、后墻水冷壁貼壁處還原性氣氛較強，進而發生高溫腐蝕。為解決后墻水冷壁高溫腐蝕問題，以往嘗試調整前墻燃燒器噴口一次風速和燃燒器二次風旋流強度，然而當降低噴口一次風速后，前墻燃燒器噴口出現燒損、結渣等問題；減少二次風旋流強度后，后期混合增強，有利于改善后墻水冷壁高溫腐蝕問題，但燃燒器穩燃性能較弱，當燃用揮發分較低煤質時容易發生燃燒不穩甚至鍋爐滅火，而且二次風旋流強度大幅減弱后，燃燒器噴口氣流剛性增強，煤粉氣流容易沖至后墻水冷壁；當增強二次風旋流強度后，燃燒后期混合較弱，缺氧燃燒嚴重，后墻水冷壁貼壁氣氛為強還原性氣氛，后墻水冷壁高溫腐蝕加劇。綜上，前墻燃燒器一次風速、二次風旋流強度的調整雖然能夠改善側墻水冷壁高溫腐蝕問題，但卻存在燃燒器噴口結渣燒損、燃燒穩定性差等問題，且燃煤煤質變化后需重新摸索配風方式，故從運行調整角度較難解決水冷壁高溫腐蝕問題。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術中燃煤電站鍋爐后墻水冷壁高溫腐蝕難以解決的問題，提供一種防止鍋爐后墻水冷壁結渣及腐蝕的一次風對沖裝置，效果穩定可靠。

為了實現上述目的，本發明有如下的技術方案：

一種防止鍋爐后墻水冷壁結渣及腐蝕的一次風對沖裝置，包括分層布置在鍋爐后墻上的一次風對沖噴口，一次風對沖噴口與分層布置在鍋爐前墻的旋流燃燒器一一相對布置；一次風對沖噴口與旋流燃燒器的一次風管位于同一條中心軸線；一次風對沖噴口通過帶閥門的管路與對沖風母管相連。