[實用新型]一種防控液態排渣爐尾部受熱面沾污的系統

有效

• 申請號: 202220589430.1
• 申請日: 2022-03-17
• 公開（公告）號: CN217109610U
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 郭洋洲;張喜來;姚偉;周廣欽;賈子秀;張向宇;楊忠燦;劉家利;方順利;張森;孫軍;李興智
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F23J15/00
• 分類號: F23J15/00;F23J15/02;F23J15/06;F28F19/01
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本實用新型公開了一種防控液態排渣爐尾部受熱面沾污的系統，本實用新型包括液態排渣爐和噴射器；液態排渣爐包括冷渣段、水冷壁、尾部受熱面、排煙通道、熔渣段；按煙氣流程，冷渣段位于熔渣段的下游，為液態排渣爐的燃盡區；所述水冷壁是位于冷渣段的鍋爐受熱面；尾部受熱面位于冷渣段的下游，排煙通道位于尾部受熱面的下游；所述噴射器安裝于水冷壁上，沾污抑制劑和輸送介質的氣固混合物經由噴射器進入冷渣段，與煙氣及燃煤飛灰混合后流向尾部受熱面。本實用新型可經濟有效地解決液態排渣爐燃用高堿煤時冷渣段沾污的問題，提高對高堿煤煤質波動和極端參數高堿煤的適應能力，提高液態排渣爐的運行安全性。

技術領域

本實用新型屬于煤粉鍋爐燃燒技術領域，具體涉及液態排渣爐尾部受熱面防沾污安全運行技術，尤其一種防控液態排渣爐尾部受熱面沾污的系統。

背景技術

我國西北地區賦存有超過1萬億噸的高堿煤，優化利用高堿煤對于保障地區能源安全具有重要意義。高堿煤灰成分中堿性氧化物含量較高，其煤灰堿酸比高于0.30，Na₂O含量高于2.5％，具有強結渣、沾污性，在水冷壁上容易形成流動性渣層。目前燃用高堿煤的鍋爐絕大部分為固體排渣粉煤鍋爐，其余少數為固體排渣流化床鍋爐，由于高堿煤灰中Na、K含量高，一方面會和硅鋁物質形成低灰熔點物質，另一方面富余Na、K由于揮發溫度低于1000℃，因此極容易從固態物質中逸出形成氣相堿金屬，而氣相堿金屬必然會再冷卻，故極易在鍋爐受熱面上形成粘性底層，并粘附在大顆粒灰上，或者形成超細顆粒物，從而整體加強飛灰與受熱面或沾污層的粘附，形成受熱面的沾污現象。粉煤鍋爐內結渣、沾污難以規避，尤其是在95％以上高比例燃用高堿煤的情況下很難控制受熱面結渣、沾污速率，影響電廠的安全運行和經濟效益，嚴重制約了高堿煤資源的大規模高質量利用。

液態排渣爐是一種煤粉高溫燃燒，煤灰大部分呈熔化狀態且以液態流動渣排出爐膛的鍋爐，液態排渣爐結構上分為熔渣段和冷渣段，熔渣段是煤粉燃燒室和煤灰熔融流動段，溫度較高，整體高達1600℃以上；冷渣段是燃盡段，布置有大量受熱面，煙溫一般在1300℃以下。液態排渣爐可將50～80％的入爐煤灰通過液態排渣方式捕集固定下來，大幅度減輕了冷渣段受熱面的結渣沾污風險，用于燃用低灰熔點煤具有一定優勢。從液態排渣爐的特點來看，其有望用于安全燃用R_B/A高于0.30、Na₂O含量高于2.5％的高堿煤，克服高堿煤的結渣沾污特性，近年液態排渣爐燃用高堿煤技術路線受到業界重視。

新疆高堿煤資源的煤質參數分布極廣，其中部分地域或同一礦點的部分煤層，煤灰R_B/A高于1.0、Na₂O含量高于5.0％，這種高堿煤的利用極難。即使采用液態排渣爐純燃，也會存在冷渣段受熱面嚴重沾污的問題，原因是富余的Na、K過多，大量的堿金屬無法被液渣可靠捕獲，仍然會以氣態形式隨煙氣進入冷渣段威脅鍋爐安全。液態排渣爐尾部受熱面沾污的問題已被試驗室試驗所證明(周廣欽等.準東高鈉煤在液態排渣旋風爐上燃燒及沾污特性試驗[J]. 熱力發電，2018,47(11):40-45)。因此燃用極端煤質參數的高堿煤，液態排渣爐冷渣段沾污問題仍然是一個十分突出的挑戰。

此外，新疆高堿煤煤層厚度達20–80m，開采過程煤質參數經常波動。即便液態排渣爐整體燃用R_B/A小于0.8的高堿煤，也可能會出現某些時段Na₂O、K₂O含量超過8.0％的情況，而高堿煤的沾污發展在數小時就可能會產生非常嚴重的事故，加之目前還無法很好地提前檢測入爐煤灰成分，無法準確預判沾污風險。因此冷渣段沾污問題可能普遍困擾液態排渣爐燃用新疆高堿煤的安全可靠運行。

實用新型內容

為了解決液態排渣爐燃用高堿煤時冷渣段沾污的問題，本實用新型提供一種快速表征煤灰沾污特性的系統，實現對液態排渣受熱面沾污的有效抑制，提高鍋爐運行的安全可靠性。