掺烧低灰熔点煤锅炉防结渣和防结焦系统技术方案

本实用新型专利技术提出的一种掺烧低灰熔点煤锅炉防结渣和防结焦系统，该系统有效解决了掺烧低灰熔点煤后锅炉普遍存在的水冷壁和炉膛出口高温受热面结渣和结焦严重的问题。所述的防止掺烧低灰熔点煤种锅炉结渣和结焦系统，该系统主要包括调整系统与控制系统，所述调整系统包括：冷烟气管路、风机和调节喷口；所述冷烟气管路出口端与调节喷口连接，进口端与锅炉尾部省煤器出口烟道或引风机出口烟道连接，并由风机将一小部分冷烟气抽出，经所述调节喷口送入炉膛对应位置。本实用新型专利技术有效解决掺烧低灰熔点煤种引起锅炉炉膛出口高温受热面结渣和结焦问题，以及炉膛四周水冷壁结渣和结焦的问题。

【技术实现步骤摘要】
掺烧低灰熔点煤锅炉防结渣和防结焦系统
：本技术属于燃煤发电
，涉及一种能够有效防止锅炉防结渣和防结焦的系统，适用于掺烧低灰熔点煤的燃煤发电机组。
技术介绍
：目前，为了降低运行费用，有的燃煤电站采用了低灰熔点煤作为入炉煤质。而低灰熔点煤种的煤质特性与设计煤种偏差较大，在锅炉容积热负荷、截面热负荷和壁面热负荷等热力参数不变情况下，掺烧低灰熔点煤极易出现炉膛结渣和结焦现象。通常掺烧低灰熔点煤炉膛结渣和结焦位置主要集中在水冷壁四周和炉膛上部屏过、高过上。炉膛结渣和结焦指的是灰渣在高温下熔化后黏附于水冷壁或是炉膛出口处的屏上的现象。炉膛结焦或结渣是多种因素综合影响的结果，如煤灰的熔融特性、炉膛截面热负荷过高、空气动力场不佳以及火焰贴壁等。其中，煤灰的熔融特性是关键的影响因素。低灰熔点煤的熔化温度低于1130℃，而正常运行的锅炉炉膛火焰中心温度达1400—1600℃，灰渣颗粒在高温下呈熔化状态，若在到达受炉膛热面之前未能冷却为固态颗粒，则熔化的灰渣颗粒会黏附到受热面上，形成结焦或结渣。当结焦或结渣形成时，受热面吸热减少、冷却能力降低，使得受热面附近温度升高，加剧结焦和结渣。锅炉结焦和结渣问题严重影响锅炉出力，降低锅炉热效率，造成锅炉设备损坏，严重影响机组的安全与经济运行。现有技术及存在问题目前，为了缓解或解决炉膛结渣和结焦，针对低灰熔点煤引起炉膛结渣和结焦的常用方法主要以下三种：1、混煤掺烧：通过在炉内或者炉外将高灰熔点煤种与低灰熔点煤进行预混掺配，以提高整体入炉煤的灰熔点。该方法需要在调整之前进行混煤取样指标分析，并进行科学的掺烧试验，从而确定各煤种的掺烧比例。当机组负荷、磨投运方式等发生变化时，需再次进行试验调整，因此，该方法无法满足随机组工况改变而随时调整的灵活性运行需求，且无法解决大比例掺烧低灰熔点煤的问题。2、燃烧调整：通过调整炉内一二次风率、风速和风煤配比，维持火焰中心居中，避免火焰贴壁现象；调整煤粉细度、控制氧量，削弱燃烧强度、降低炉膛热负荷。该方法需要根据机组燃烧工况反复调整至适合各个工况的运行条件。因此，燃烧调整试验同样存在灵活性差的缺点。3、受热面黑体喷涂：在水冷壁表面喷涂导热性能比较低的黑体材料，提高炉膛吸热能力，降低受热面沾污。该技术存在费用高，防护周期短等问题，不能从根本上解决锅炉结焦和结渣问题。综上所述，燃用低灰熔点煤所带来的锅炉结焦和结渣问题严重影响机组的安全与经济运行，而现有解决结焦和结渣问题的技术需要反复试验调整，无法适应火电机组的灵活性运行需求，调节能力有限。
技术实现思路
：本申请提出的一种掺烧低灰熔点煤锅炉防结渣和防结焦系统，该系统有效解决了掺烧低灰熔点煤后锅炉普遍存在的水冷壁和炉膛出口高温受热面结渣和结焦严重的问题。本技术的具体技术方案如下：一种防止掺烧低灰熔点煤种锅炉结渣和结焦系统，该系统主要包括调整系统与控制系统，所述调整系统包括：冷烟气管路、风机和调节喷口；所述冷烟气管路出口端与调节喷口连接，冷烟气管路进口端经所述风机连通锅炉尾部省煤器或引风机出口烟道；所述风机将部分冷烟气抽出，经所述调节喷口送入炉膛对应区域，降低炉膛内该区域烟气温度，抑制炉膛内部受热面结焦和结渣。优选地，所述调节喷口分为主燃区调节喷口和燃尽区调节喷口；所述主燃区调节喷口设于燃烧器喷嘴旁侧，安装高度和安装层数与燃烧器喷嘴对应；优选地，所述主燃区调节喷口对应几种锅炉的安装方式如下：对于对冲燃烧锅炉，主燃区调节喷口安装于锅炉前墙、后墙的两侧边缘处，且前后墙对冲安装，主燃区调节喷口中心距离侧墙0.5~1.2m；主燃区调节喷口形状为矩形或圆形；主燃区调节喷口内径为0.2~0.7米；主燃区调节喷口冷烟气流速保持40m/s以上；主燃区调节喷口内垂直方向安装调节挡板，挡板设置为百叶窗形式，用于调节喷口射流方向，控制喷口射流与水冷壁壁面间距离和角度，防止高速射流冲刷磨损水冷壁。对于墙式切圆燃烧锅炉，主燃区调节喷口安装于燃烧器喷嘴旁侧的靠炉墙拐角处，距离炉墙0.5~1.0m；主燃区调节喷口形状为矩形或圆形，面积0.04~0.5m2；主燃区调节喷口冷烟气速度不小于30m/s，射流方向与燃烧器喷嘴射流方向一致；主燃区调节喷口内垂直方向安装百叶窗式调节挡板，用于调节喷口射流与燃烧器喷嘴射流及水冷壁之间距离；对于角式切圆燃烧锅炉，主燃区调节喷口安装于与燃烧器夹角较小侧的炉墙燃烧器喷口下游区；主燃区调节喷口是通过取下水冷壁鳍片形成的缝隙式喷口，缝隙式喷口的覆盖面是炉墙的1/3宽度，0.5~1.5m高度，中心线与燃烧器喷口中心线一致。优选地，所述燃尽区调节喷口安装高度位于燃尽风喷口上方1~2.5米处。优选地，每个燃尽区调节喷口采用双喷口结构，所述双喷口结构有两种实现形式，一种是由水平方向喷口和垂直向下喷口构成，一种是由直流喷口和旋流喷口构成，直流喷口和旋流喷口是同心的两个通道，中间圆形喷口通道为直流射流，外圈环形通道为旋流通道，通道内设置旋流调节叶片，调节旋流强度。第一种形式燃尽区调节喷口截面为L型，调整管路进入炉膛后分为水平方向与垂直向下方向，水平方向的分支喷口用以调整上炉膛温度场及流场，垂直向下的喷口所喷出的冷烟气对于水冷壁近壁区域的冷烟气幕起到补充的作用。第二种形式燃尽区调节喷口有两个通道，中间为直流通道，射流速度高，确保冷烟气能够送到炉膛中心，外围为旋流通道，冷烟气旋转进入炉内，可有效冷却水冷壁近壁区烟气，如此，可实现冷烟气与高温烟气的有效混合。优选地，所述燃尽区调节喷口对应几种锅炉的安装方式如下：对于对冲燃烧锅炉，燃尽区调节喷口安装在炉膛四面炉墙上，前后墙燃尽区调节喷口的数量与对应燃烧器的数量相同，安装位置在燃烧器垂直方向上方，并与燃烧器喷口一一对应，喷口烟气流速不低于30m/s；左右两侧墙调节喷口的数量为2~4个，燃尽区调节喷口尺寸和射流速度与前后墙喷口相同，沿着炉宽方向均等布置。对于切圆燃烧锅炉，燃尽区调节喷口安装在炉膛四面炉墙上，每面墙2~6个，喷口烟气流速不低于30m/s。优选地，所述控制系统包括：冷烟气管路流量测量装置、水冷壁近壁区烟气温度测量装置、上炉膛烟气温度测量装置、烟气量调节装置，以及控制器。优选地，所述冷烟气管路流量测量装置安装在冷烟气管路主管路，以及连通主燃区调节喷口和燃尽区调节喷口的分管路上，用于监测进入炉内各区域的调整烟气量大小。所述水冷壁近壁区烟气温度测量装置安装在炉膛水冷壁处，可监测水冷壁近壁区的烟气温度。所述上炉膛烟气温度测量装置安装在炉膛上部屏式过热器与燃尽区调节喷口之间的炉墙上，用于监测炉膛上部烟气温度；在每个调节喷口的连接管路上均设有烟气量调节装置，烟气量调节装置包括调节挡板和执行器；控制器分别与每条管路上的烟气量调节装置连接，可以精准控制进入炉膛某一区域的冷烟气量；水冷壁近壁区烟气温度测量装置可采用抽取式或声波原理测量装置，炉膛烟气温度测量装置可采用声波原理、激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掺烧低灰熔点煤锅炉防结渣和防结焦系统，其特征在于，该系统主要包括调整系统与控制系统，所述调整系统包括：风机、冷烟气管路和调节喷口；/n所述冷烟气管路出口端与调节喷口连接，冷烟气管路进口端经所述风机连通锅炉尾部省煤器或引风机出口烟道；所述风机将部分冷烟气抽出，经所述调节喷口送入炉膛对应区域，降低炉膛内该区域烟气温度，抑制炉膛内部受热面结焦和结渣。/n

【技术特征摘要】
1.一种掺烧低灰熔点煤锅炉防结渣和防结焦系统，其特征在于，该系统主要包括调整系统与控制系统，所述调整系统包括：风机、冷烟气管路和调节喷口；
所述冷烟气管路出口端与调节喷口连接，冷烟气管路进口端经所述风机连通锅炉尾部省煤器或引风机出口烟道；所述风机将部分冷烟气抽出，经所述调节喷口送入炉膛对应区域，降低炉膛内该区域烟气温度，抑制炉膛内部受热面结焦和结渣。


2.根据权利要求1所述掺烧低灰熔点煤锅炉防结渣和防结焦系统，其特征在于，所述调节喷口分为主燃区调节喷口和燃尽区调节喷口；所述主燃区调节喷口设于燃烧器喷嘴附近，安装高度和安装层数与燃烧器喷嘴对应；所述燃尽区调节喷口安装高度位于燃尽风喷口上方1~2.5米处。


3.根据权利要求2所述掺烧低灰熔点煤锅炉防结渣和防结焦系统，其特征在于，所述主燃区调节喷口对应几种锅炉的安装方式如下：
对于对冲燃烧锅炉，主燃区调节喷口安装于锅炉前墙、后墙的两侧边缘处，且前后墙对冲安装，主燃区调节喷口中心距离侧墙0.5~1.2m；主燃区调节喷口形状为矩形或圆形；主燃区调节喷口内径为0.2~0.7米；主燃区调节喷口内垂直方向安装调节挡板，挡板采用百叶窗形式，用于调节喷口射流方向；
对于墙式切圆燃烧锅炉，主燃区调节喷口安装于燃烧器喷嘴旁侧的靠炉墙拐角处，距离炉墙0.5~1.0m；主燃区调节喷口形状为矩形或圆形，面积0.04~0.5m2；主燃区调节喷口内垂直方向安装百叶窗式调节挡板，用于调节喷口射流与燃烧器喷嘴射流及水冷壁之间距离；
对于角式切圆燃烧锅炉，主燃区调节喷口安装于与燃烧器夹角较小侧的炉墙燃烧器喷口下游区；主燃区调节喷口是通过取下水冷壁鳍片形成的缝隙式喷口，缝隙式喷口的覆盖面是炉墙的1/3宽度，高度为0.5~1.5m，中心线与燃烧器喷口中心线一致。


4.根据权利要求2所述掺烧低灰熔点煤锅炉防结渣和防结焦系统，其特征在于，每个燃尽区调节喷口采用双喷口结构，所述双喷口结构有两种实现形式，一种由水平方向喷口和垂直向下喷口构成；另一种由直流喷口和旋流喷口构成，直流喷口和旋流喷口为同心的两个通道，中间圆形通道为直流喷口，外...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国庆，刘铭媛，戴维葆，孙俊威，何陆灿，张春辉，郭境忠，
申请(专利权)人：国电南京电力试验研究有限公司，国电福州发电有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32