一種防止鍋爐受熱面沾污的雙床系統(tǒng)技術(shù)方案

本實用新型專利技術(shù)涉及一種防止鍋爐受熱面沾污的雙床系統(tǒng)，包括流化床、旋風分離器、煤灰分配器、灰煤混合器、下行熱解床、返料器、凈化裝置，旋風分離器與流化床上端側(cè)面連通，旋風分離器的出口連通至煤灰分配器的入口；煤灰分配器的兩個出口分別連通至返料器的入口和灰煤混合器的入口；灰煤混合器的出口連通至下行熱解床的入口；下行熱解床的兩個出口分別連通至返料器的入口和凈化裝置的入口；返料器靠近流化床下端的側(cè)面，返料器與流化床下端的側(cè)壁進口連通；凈化裝置出口連通至流化床下端側(cè)壁的進口；本實用新型專利技術(shù)通過熱解移除煤中的可揮發(fā)性鈉，可降低煤中的鈉元素含量，可減少鍋爐對流受熱面的沾污，可提高換熱面的換熱效率，穩(wěn)定鍋爐出力。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及減輕鍋爐受熱面沾污的相關(guān)技術(shù)，更具體地說，涉及一種防止鍋爐受熱面沾污的雙床系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
我國發(fā)電行業(yè)以火力發(fā)電為主，火電裝機容量超過70%以上。火電動力用煤多采用劣質(zhì)低品位煤，鍋爐爐膛水冷壁結(jié)渣、對流受熱面的結(jié)渣與沾污問題是長期影響電站鍋爐正常運行的重要問題之一。結(jié)渣和沾污會降低鍋爐的傳熱效率，影響鍋爐出力，使得設(shè)備的運行安全性嚴重降低，結(jié)渣嚴重時可能導致爐膛熄火、爆管、非計劃停爐等重大事故。為了防止由于結(jié)渣與沾污所帶來的各種問題，國內(nèi)外學者對結(jié)渣與沾污的機理進行了大量的研究，提出了多個結(jié)渣判定指數(shù)。但這些結(jié)渣判定指數(shù)在實際應(yīng)用過程中有著很大的局限性，只能作為初步判斷并不能從根本上解決沾污對鍋爐的危害問題。也有學者提出通過調(diào)節(jié)鍋爐燃燒以控制爐膛內(nèi)的溫度來減緩鍋爐的結(jié)渣問題，但是在實際中并不便于操作也未得到推廣。對于高堿性煤，由于煤中堿金屬元素的揮發(fā)，容易在鍋爐受熱面冷凝形成一層打底附著物，打底物主要以氯化鈉或硫酸鈉形式存在。上述成分在高溫環(huán)境下?lián)]發(fā)后，易凝結(jié)在對流受熱面上形成燒結(jié)或粘結(jié)的灰沉積，隨著附著物對飛灰的吸附作用，會使得對流受熱面出現(xiàn)不同程度的沾污現(xiàn)象，且沾污物無法使用吹灰器清除，從而導致受熱面?zhèn)鳠崮芰ο陆担斐慑仩t排煙溫度升高等問題，最終使得爐膛出力大大降低造成停爐。國內(nèi)對于燃燒利用高堿性煤還缺乏工程運行經(jīng)驗，僅新疆地區(qū)個別電廠在研究高堿性煤的燃燒沾污問題，目前并沒有高效的利用辦法，只是通過外煤摻燒的方式來減輕沾污問題，外煤摻燒方法實際上是通過添加其他低堿性金屬煤，降低了原煤中堿金屬的相對含量。鍋爐摻燒高堿性煤的比例不應(yīng)超過30%，摻燒比例增大時，對流受熱面沾污積灰嚴重，形成煙氣走廊，煙氣沖刷造成高溫再熱器、高溫過熱器泄漏。由于新疆地區(qū)高堿性煤利用方式多為坑口電站，摻燒方式對外煤的需求量較大，這種方式往往受到運輸條件的限制,極大增加了運行成本。現(xiàn)代大型電站的煤粉爐鍋爐通過布置屏式過熱器來降低爐膛出口溫度并減少熔融結(jié)渣，但由于煙氣中某些堿金屬鹽熔點較低，經(jīng)過對流受熱面時仍然會產(chǎn)生結(jié)渣，尤其在燃燒高堿金屬的準東煤時結(jié)渣現(xiàn)象尤為嚴重。循環(huán)流化床鍋爐具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、污染排放少等優(yōu)點，在近十幾年得到迅速發(fā)展，在電站鍋爐領(lǐng)域得到廣泛的商業(yè)應(yīng)用。而在循環(huán)流化床鍋爐中使用高堿性煤作為動力煤時，對流受熱面的沾污問題同樣嚴重。由于結(jié)渣和沾污的存在，導致我國高堿性煤的大規(guī)模高效利用受到限制，從而制約了我國能源利用的效率。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)為解決現(xiàn)有電站鍋爐對流受熱面沾污問題，提供了一種防止鍋爐受熱面沾污的雙床系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可以保證鍋爐受熱面充分換熱，穩(wěn)定鍋爐出力，可避免由于沾污所造成的對流受熱面超溫現(xiàn)象，大大降低爆管事故的發(fā)生，還可實現(xiàn)高堿性煤的大規(guī)模純燒利用。為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)的技術(shù)方案如下—種防止鍋爐受熱面沾污的雙床系統(tǒng)，其特征在于包括流化床、旋風分離器、煤灰分配器、灰煤混合器、下行熱解床、返料器，凈化裝置，旋風分離器與流化床上端側(cè)面連通，旋風分離器通入來自流化床的高溫煤灰，旋風分離器的出口端連通至煤灰分配器的入口端；所述煤灰分配器設(shè)置有兩個出口，一個出口連通至返料器的入口，另一出口連通至灰煤混合器的入口 ；所述灰煤混合器的出口連通至下行熱解床的入口 ；所述下行熱解床設(shè)置有兩個出口，一個出口連通至返料器的入口，另一個出口連通至凈化裝置的入口 ；所述返料器靠近流化床下端的側(cè)面，返料器與流化床下端的側(cè)壁進口連通；所述凈化裝置的出口連通至流化床下端側(cè)壁的進口。所述旋風分離器的后面還設(shè)置有換熱器，換熱器連接有引風機，引風機連通至煙囪。所述灰煤混合器通過連接的給料器通入煤，給料器設(shè)置有煤斗。本系統(tǒng)的工作過程如下流化床上端通入到旋風分離器，旋風分離器的高溫煤灰通入到煤灰分配器中，一部分高溫煤灰進入到返料器，另一部分高溫煤灰進入到灰煤混合器中；同時，原煤通過煤斗、給料器進入到灰煤混合器，在灰煤混合器中原煤與高溫煤灰進行混合；混合后的煤與煤灰進入下行熱解床進行熱解，熱解后的煤與煤灰進入到返料器中；未經(jīng)下行熱解床的高溫煤灰與經(jīng)過熱解混合后的煤與煤灰均經(jīng)返料器進入流化床的鍋爐爐膛進行燃燒；其中，下行熱解床得到的熱解氣體先經(jīng)過凈化裝置除去鈉后，送入流化床中進行燃燒。本系統(tǒng)的工作原理如下在燃燒利用高堿性煤的循環(huán)流化床鍋爐中，在原煤進入鍋爐爐膛之前利用循環(huán)熱灰對原煤進行熱解，充分利用能源，不僅可以去除其中的可揮發(fā)性鈉，還可以降低煤中的鈉含量，從而減少了煙氣中的活性鈉含量，大大降低鈉鹽在鍋爐對流受熱面上的沾結(jié)和沉積，從而減小了對流受熱面的沾污。本技術(shù)的有益效果如下(I)本技術(shù)通過熱解移除煤中的可揮發(fā)性鈉，可降低煤中的鈉元素含量，可減少鍋爐對流受熱面的沾污，可提高換熱面的換熱效率，穩(wěn)定鍋爐出力；(2)本技術(shù)通過利用鍋爐循環(huán)熱灰對高堿金屬煤加熱進行熱解，減少了氣體加熱所帶來的氣固分離問題，同時避免了高堿性煤目前只能通過摻燒途徑利用所帶來的高額成本；(3)在對原鍋爐設(shè)計改動不大的情況下，本技術(shù)可實現(xiàn)高堿性煤大規(guī)模純燒利用，提聞了電廠的效益；(4)本技術(shù)將熱解得到的熱解氣再送入流化床進行燃燒，避免了熱解焦油含灰高難處理的問題，提高了鍋爐的出力；(5)對于準東煤等高堿性煤種燃燒沾污問題的解決，大多采用摻燒低堿性煤種來實現(xiàn)，本技術(shù)解決了由于摻燒而帶來的煤粉運輸成本等問題，可以實現(xiàn)高堿性煤種的純燒利用。附圖說明圖I為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，附圖標記為I煤斗，2給料器，3鼓風機，4流化床，5旋風分離器，6煤灰分配器，7換熱器，8引風機，9煙囪，10煤斗，11給料器，12灰煤混合器，13凈化裝置，14熱解下行床，15返料器。具體實施方式如圖I所示，一種防止鍋爐受熱面沾污的雙床系統(tǒng)，包括流化床4、旋風分離器5、煤灰分配器6、灰煤混合器12、下行熱解床14、返料器15、凈化裝置13，旋風分離器5與流化床4上端側(cè)面連通，旋風分離器5通入來自流化床4的高溫煤灰，旋風分離器5的出口端連通至煤灰分配器6的入口端；煤灰分配器6設(shè)置有兩個出口，一個出口連通至返料器15的A 口，另一出口連通至灰煤混合器12的入口 ；所述灰煤混合器12的出口連通至下行熱解床14的入口 ；下行熱解床14設(shè)置有兩個出口，一個出口連通至所述返料器15的入口，另一個出口連通至凈化裝置13的入口 ；所述返料器15靠近流化床4下端的側(cè)面，返料器15與流化床4下端的側(cè)壁進口連通；所述凈化裝置13的出口端連通至流化床4下端側(cè)壁的進口。所述旋風分離器5后還設(shè)置有換熱器7，換熱器7連接有引風機8，引風機8連通至煙囪9。所述灰煤混合器12通過連接的給料器通入煤，給料器11設(shè)置有煤斗10。所述凈化裝置13可以采用過濾器。整個系統(tǒng)的工作過程為如圖I所示，在鍋爐開車階段，可先通過煤斗I、給料器2以外煤摻燒或外在灰渣添加的方式運行，直到鍋爐開始正常運行產(chǎn)生一定量的煤灰后，再利用鍋爐自身的煤灰對來自煤斗10、給料器11的原煤進行熱解。下行床14運行正常后，可停止通過煤斗I、給料器2加煤。鍋爐正常運行階段，經(jīng)過熱解的半焦在流化床4的爐膛內(nèi)與來自鼓風機3的空氣進行燃燒，生成的煤灰與煙氣進入分離器5進行分離。分離得到的煙氣由本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種防止鍋爐受熱面沾污的雙床系統(tǒng)，其特征在于：包括流化床（4）、旋風分離器（5）、煤灰分配器（6）、灰煤混合器（12）、下行熱解床（14）、返料器（15）、凈化裝置（13），所述旋風分離器（5）與流化床（4）上端側(cè)面連通，旋風分離器（5）的出口端連通至煤灰分配器（6）的入口端；所述煤灰分配器（6）設(shè)置有兩個出口，一個出口連通至返料器（15）的入口，另一出口連通至灰煤混合器（12）的入口；所述灰煤混合器（12）的出口連通至下行熱解床（14）的入口；所述下行熱解床（14）設(shè)置有兩個出口，一個出口連通至返料器（15）的入口，另一個出口連通至凈化裝置（13）的入口；所述返料器（15）靠近流化床（4）下端的側(cè)面，返料器（15）與流化床（4）下端的側(cè)壁進口連通；所述凈化裝置（13）的出口連通至流化床（4）下端側(cè)壁的進口。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種防止鍋爐受熱面沾污的雙床系統(tǒng)，其特征在于包括流化床(4)、旋風分離器(5)、煤灰分配器(6)、灰煤混合器(12)、下行熱解床(14)、返料器(15)、凈化裝置(13)，所述旋風分離器(5)與流化床(4)上端側(cè)面連通，旋風分離器(5)的出口端連通至煤灰分配器(6)的入口端；所述煤灰分配器(6)設(shè)置有兩個出口，一個出口連通至返料器(15)的入口，另一出口連通至灰煤混合器(12)的入口 ；所述灰煤混合器(12)的出口連通至下行熱解床(14)的入口 ；所述下行熱解床(14)設(shè)置有兩個出口，一個出口...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曹立勇，樊偉，杜奇，郭盼，劉正寧，劉江，張媛，張鑫，張春飛，張曉光，雷宇，
申請(專利權(quán))人：中國東方電氣集團有限公司，
類型：實用新型
國別省市：