一种基于颗粒冷凝的煤粉锅炉沾污结渣防控系统技术方案

一种基于颗粒冷凝的煤粉锅炉沾污结渣防控系统，该系统包含颗粒仓、螺旋给料机、风机、输送管路和设置在锅炉炉膛内的喷嘴；风机通过输送管路与喷嘴相连，喷嘴布置在炉膛上部烟气温度为900～1200℃的区域内，最好设置在炉膛上部折焰角处或沾污结渣严重的对流受热面前。颗粒仓的物料可取自富含硅或铝元素的物料，如锅炉底渣或除尘器收集的飞灰等。颗粒粒径应控制在5～200μm。本实用新型专利技术通过向炉膛内喷入低温颗粒，使烟气中碱金属蒸汽冷凝在低温颗粒上的方式，达到有效解决锅炉沾污、结渣问题。该系统所使用的原料还可取自锅炉除尘器收集的飞灰或锅炉底渣，因此成本低，实用性强。特别适用于燃用含高碱金属燃料的煤粉锅炉的沾污和结渣防控。

【技术实现步骤摘要】
一种基于颗粒冷凝的煤粉锅炉沾污结渣防控系统
本技术涉及一种锅炉沾污结渣防控系统，特别涉及一种基于颗粒冷凝的煤粉锅炉沾污结渣防控系统，属于锅炉设备

技术介绍
现有技术中，对于含高碱金属燃料(如准东煤、秸秆等生物质燃料)的煤粉锅炉，在实际运行过程中出现了水冷壁结渣、高温管道腐蚀、对流受热面沾污等问题，会对机组设备安全运行有重大危害。大量的实践表明，锅炉在燃烧高碱金属燃料的过程中出现严重的沾污、结渣等问题，主要是由于燃料中的碱金属及碱土金属比例增加，目前燃用高碱金属燃料的锅炉沾污、结渣防控措施主要包括：掺烧高灰分的煤，或向锅炉中加入粘土等添加剂等，但无论采用何种技术，锅炉运行成本均会大幅增加。因此，急需研究一种新型低成本沾污、结渣防控技术。
技术实现思路
为了有效降低沾污、结渣防控成本，同时有效控制锅炉沾污、结渣问题，本技术的目的是提出一种基于颗粒冷凝的煤粉锅炉沾污结渣防控系统。本技术的技术方案如下：一种基于颗粒冷凝的煤粉锅炉沾污结渣防控系统，该煤粉锅炉含有锅炉炉膛、对流受热面、尾部烟道、空气预热器、排渣管和锅炉除尘器，其特征在于：所述防控系统包含颗粒仓、螺旋给料机、风机、输送管路和设置在锅炉炉膛内的喷嘴；所述风机通过输送管路和流量阀与喷嘴相连，所述喷嘴布置在炉膛上部烟气温度为900～1200℃的区域内。本技术的另一技术特征在于:该系统还包括物料仓、破碎机和分离器；所述风机分别通过管路与破碎机的入口和输送管道连接；所述破碎机的出口通过管路与分离器的入口连接，分离器的下部粗颗粒出口与破碎机的入口连接，分离器的上部粗颗粒出口与所述颗粒仓的入口连接。上述技术方案中，优选地，所述喷嘴设置在炉膛上部折焰角处或沾污结渣严重的对流受热面前，且喷嘴的喷射方向与烟气流向一致。优选地，所述喷嘴的个数按照喷嘴处炉膛截面积进行计算，每3m2炉膛截面积需设置至少1个喷嘴，在炉膛同一位置多个喷嘴均匀布置；所述喷嘴与对流受热面的距离至少为10cm。优选地，所述风机通过管路与布置在尾部烟道内的空气预热器相连。本技术具有以下优点及有益技术效果：①本技术通过向锅炉炉膛内喷入低温颗粒，使烟气中碱金属蒸汽冷凝在低温颗粒上的方式，达到有效控制燃用含高碱金属燃料的锅炉沾污、结渣防控的目的，使用原料为锅炉废弃物，实用性强；②对于易发生沾污、结渣的对流受热面，针对性的布置喷嘴，可降低颗粒的喷入量，降低对锅炉运行经济性的影响；③相较于掺烧高灰分的煤或向锅炉中加入粘土等添加剂等防控技术，本技术通过对锅炉实际运行沾污、结渣情况的了解，针对沾污、结渣严重的受热面布置喷嘴，喷入低温颗粒，可大大降低沾污、结渣防控成本，经济性好；④对锅炉改造小，日常设备维修和更换方便，运行成本低。附图说明图1为本技术系统的第一种实施例的结构原理示意图。图2为本技术系统的第二种实施例的结构原理示意图。图中：1-风机；2-颗粒仓；3-螺旋给料机；4-流量阀；5-锅炉炉膛；6-喷嘴；7-对流受热面；8-破碎机；9-分离器；10-物料仓。具体实施方式下面结合附图进一步说明本技术的原理及最佳实施方式。图1为本技术系统的第一种实施例的结构原理示意图，所述煤粉锅炉含有锅炉炉膛5、对流受热面7、尾部烟道、空气预热器、排渣管和锅炉除尘器、颗粒仓2、螺旋给料机3、风机1、输送管路和设置在锅炉炉膛内的喷嘴6；所述风机1通过输送管路和流量阀4与喷嘴6相连，所述喷嘴6布置在炉膛上部烟气温度为900～1200℃的区域内。其工艺过程如下：将富含硅元素和铝元素中的一种或两种的物料颗粒,如锅炉底渣，飞灰，高岭土等储存在颗粒仓2中，利用风机1引入的空气携带物料颗粒进入输送管道；然后通过输送管道将所述物料颗粒输送到锅炉炉膛内，并在锅炉炉膛上部烟气温度为900～1200℃的区域内通过喷嘴6喷入炉膛。当颗粒仓2中颗粒粒径在5～200μm内，按照附图1流程：颗粒仓2与螺旋给料机3相连，风机1引入的空气携带螺旋给料机3给入的颗粒进入输送管道，通过流量阀4控制气体流量，携带颗粒的气体通过喷嘴6喷入炉膛；可在一个位置或多个位置将颗粒喷入炉膛，各个位置的气体流量通过流量阀4进行控制；锅炉同一位置的喷嘴数量需均匀布置。大量的实验研究表明，在喷嘴设置过程中，喷嘴与对流受热面距离需大于10cm，且喷嘴数量按炉膛截面积进行计算，每3m2炉膛截面积需设置至少1个喷嘴；在锅炉运行期间，颗粒需持续喷入，喷嘴气体流速需与该处烟气流速保持一致，偏差需低于20％。喷嘴最好设置在炉膛上部折焰角处或沾污结渣严重的对流受热面7前，且喷嘴的喷射方向与烟气流向一致。沾污结渣严重的对流受热面主要指屏式过热器、高温过热器、低温过热器、高温再热器等。物料颗粒温度应控制在室温～600℃范围内。所述风机1的空气可以来源于布置在锅炉尾部烟道的空气预热器，也可以利用其它的气源。图2为本技术系统的第二种实施例的结构原理示意图，对于颗粒仓2中颗粒粒径大于200μm的情况，应采用图2所示的结构，即在图1的基础上，增加物料仓10、破碎机8和分离器9；所述风机1分别通过管路与破碎机的入口和输送管道连接；所述破碎机8的出口通过管路与分离器9的入口连接，分离器9的下部粗颗粒出口与破碎机8的入口连接，分离器9的上部粗颗粒出口与所述颗粒仓2的入口连接；在风机1与破碎机8的入口连接的管路是还应设置流量阀4，以方便控制流入破碎机的空气量。其工艺过程如下：物料仓10与破碎机8相连，破碎机8与分离器9相连，破碎后的颗粒通过分离器9进行粗细粉分离，粒径大于200μm的粗颗粒返回破碎机8，细颗粒通过分离器9进入颗粒仓2，颗粒仓2与螺旋给料机3相连，通过螺旋给料机3控制颗粒质量流量，风机1出口分为两路，一路通过流量阀与破碎机8相连，另一路携带螺旋给料机3给入的颗粒通过进入输送管道，通过流量阀控制气体流量，携带颗粒的气体通过喷嘴6喷入炉膛。若物料颗粒取自锅炉除尘器收集的飞灰或锅炉底渣等高温物料时，应在物料仓10中冷却至室温～600℃，具体冷却温度可根据破碎机8或螺旋给料机3工作温度确定，温度在室温～600℃内的物料颗粒在风机1的气流携带下进入破碎机8对颗粒进行破碎；破碎后的颗粒通过分离器9进行粗细粉分离，粒径在5～200μm细颗粒通过分离器9分离出来并输送至颗粒仓2中进行储存，粒径高于200μm的粗颗粒返回破碎机8进行破碎。颗粒仓2中的细颗粒通过螺旋给料机3进入输运管道，并通过螺旋给料机3控制颗粒质量流量；螺旋给料机3给入的颗粒在风机1气流的携带下通过喷嘴6喷入锅炉炉膛。本技术提供了一种基于颗粒冷凝的煤粉锅炉沾污结渣防控系统，通过向锅炉炉膛内喷入低温颗粒，使烟气中碱金属蒸汽冷凝在低温颗粒上的方式，达到有效控制燃用高碱金属含量燃料锅炉沾污、结渣防控的目的；使用原料为锅炉废弃物，实用性强；对于易发生沾污、结渣的对流受热面，针对性的布置喷嘴，可降低颗粒的喷入量，降低对锅炉运行经济性的影响；相较于掺烧高灰分的煤或向锅炉中加入粘土等添加剂等防控技术，本技术通过对锅炉实际运行沾污、结渣情况的了解，针对沾污、结渣严重的受热面布置喷嘴，喷入低温颗粒，可大大降低沾污、结渣防控成本，经济性好；对锅炉改造小，日常设备维修和更换方便，运行成本低。本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于颗粒冷凝的煤粉锅炉沾污结渣防控系统，该煤粉锅炉含有锅炉炉膛、对流受热面、尾部烟道、空气预热器、排渣管和锅炉除尘器，其特征在于：所述防控系统包含颗粒仓(2)、螺旋给料机(3)、风机(1)、输送管路和设置在锅炉炉膛内的喷嘴(6)；所述风机(1)通过输送管路和流量阀(4)与喷嘴(6)相连，所述喷嘴(6)布置在炉膛上部烟气温度为900～1200℃的区域内。

【技术特征摘要】
1.一种基于颗粒冷凝的煤粉锅炉沾污结渣防控系统，该煤粉锅炉含有锅炉炉膛、对流受热面、尾部烟道、空气预热器、排渣管和锅炉除尘器，其特征在于：所述防控系统包含颗粒仓(2)、螺旋给料机(3)、风机(1)、输送管路和设置在锅炉炉膛内的喷嘴(6)；所述风机(1)通过输送管路和流量阀(4)与喷嘴(6)相连，所述喷嘴(6)布置在炉膛上部烟气温度为900～1200℃的区域内。2.根据权利要求1所述的一种基于颗粒冷凝的煤粉锅炉沾污结渣防控系统，其特征在于:该系统还包括物料仓(10)、破碎机(8)和分离器(9)；所述风机(1)分别通过管路与破碎机的入口和输送管道连接；所述破碎机(8)的出口通过管路与分离器(9)的入口连接，分离器(9)的下部粗颗粒出口与破碎机(8)的入口连接，分离器(9)的上部...

【专利技术属性】
技术研发人员：史航，吴玉新，张扬，吕俊复，徐会军，张海，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：北京,11