专利名称：一种利用烟气再循环降低高钠煤沾污活性的装置的制作方法
技术领域：
一种利用烟气再循环降低高钠煤沾污活性的装置技术领域[0001]本实用新型属于高钠煤清洁高效利用技术领域，特别涉及用于燃用高钠煤的煤粉锅炉的一种利用烟气再循环降低高钠煤沾污活性的装置。
背景技术：
[0002]新疆准东煤田预测储量3900亿吨，目前已实际探明储量2136亿吨。[0003]煤中矿物质是除水分以外所有无机物质的总称，主要以Si、Al为主，Fe、Ca、Mg、 Na、K等元素为辅的化合物组成，这些无机矿物元素在煤的热转化利用过程中是导致结渣、 积灰的主要元素。准东煤炭钠含量高(2-12%)是造成准东煤炭在煤粉炉燃用过程中易沾污、结渣的主要原因，是准东煤炭大范围开辟利用的瓶颈。[0004]钠一般主要以黏土矿物、硅酸盐、沸石、岩盐形式存在，有时以有机态形式存在于煤中。在高温燃烧环境下(一般认为是900°C以上)，碱金属及相关无机元素在炉膛内形成熔渣或进入气相，然后以蒸汽和飞灰颗粒的形式沉积于受热面上，换热效率降低，堵塞烟气通道，甚至造成受热面严重腐蚀。若烟气急冷低于500°C时，碱金属蒸汽大部分附着于飞灰颗粒上，沾污性显著降低，再辅以增加低温受热面管间距的措施，使得煤粉炉燃用高钠煤可靠性及可用率显著提高。[0005]因此，若高钠煤作为动力用煤燃烧转化利用，研究开发相关的关键技术是当前的首要选择。[0006]国内技术方面，国内在高钠煤作为动力用煤方面已经进行了尝试，在准东地区和新疆米东地区建设了燃用高钠煤的煤粉炉和循环流化床锅炉，但运行中存在一些难以根治解决的问题，简述如下[0007]I)水冷壁结渣。炉内吹灰器频繁吹灰，冲刷水冷壁造成水冷壁减薄爆管，大量较大的渣块瞬间脱落，掉入炉底水封装置，导致水封装置内存水被炽热焦渣冲击、汽化，大量的蒸汽造成炉膛燃烧波动和灭火。[0008]2)高温过热器、高低温再热器管腐蚀严重。并造成泄漏，不得不大量换管。[0009]3)高温过热器、高低温再热器受热面沾污积灰、磨损严重。即使高温过热器管子节距SI与S2分别是200mm和89mm，高低温再热器管子节距SI与S2分别是IOOmm与80. 8mm, 仍有部分受热面管间空间完全被堵死。同时，由于对流受热面大量堵灰，形成烟气走廊，烟气冲刷造成高温再热器、高低温过热器磨损泄漏。[0010]4)因对流受热面沾污积灰严重，主、再热汽温达不到设计额定值。[0011]上述问题严重制约高钠煤作为动力用煤的应用，开发一种切实可行的适用于燃用高钠煤煤粉炉的关键技术迫在眉睫。[0012]国外技术方面，美国高钠煤储量也非常丰富，主要集中在美国北部。宾夕法尼亚州州立大学、B & W公司和Southern company等早在上世纪九十年代就开始了高钠煤清洁利用方面的研究和工程示范工作，远远走在了我国之前。宾夕法尼亚州州立大学主要致力于煤中钠赋存、生成和转化机理方面的研究和实验& W公司在燃用高钠煤锅炉设计方面进行了深入研究，并研制出了燃用高钠煤的700丽煤粉炉，工程示范于北德克他州电厂，其主要技术措施是增加尾部烟道尺寸和对流受热面管间距，并采取特殊sootblower，减轻对流受热面沾污、结洛的状况；Southern company开发设计了 transport气化炉,在高钠煤气化方面也积累了一些设计经验，由其设计建于我国广东东莞的transport气化炉尚未投入运行。[0013]除在高钠煤工业利用装置方面的研究之外，国外也在其他预处理，如采用水和对钠有高亲和力的液体(草酸等)洗选等发面进行了研究，以期在常温下发生物理或化学反应去除煤中的钠，这些技术都停留在实验室研究阶段，尚未工业应用，一方面因为技术不成熟，更重要的原因是生产成本太高。发明内容[0014]为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种利用烟气再循环降低高钠煤沾污活性的装置，被引入的冷烟气将高温烟气在屏底或屏后的区域急冷，进而降低高钠煤沾污活性，并使其附着于飞灰颗粒中，从而避免或减轻尾部对流受热面出现的沾污、磨损和腐蚀等问题，缓解准东地区高钠煤外运困难、运费高，又难以就地利用发电的困境。[0015]为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的[0016]一种利用烟气再循环降低高钠煤沾污活性的装置，安装于煤粉锅炉上，其特征在于，在煤粉锅炉分隔屏4的屏底和屏后位置均设置有冷烟气接入点5，冷烟气接入点5通过循环风机出口烟道6与再循环风机7相连通，再循环风机7经再循环风机进口烟道9与除尘器11的冷烟气引出点10相连通，再循环风机进口烟道9上设置有调节风门8。[0017]本实用新型的烟气再循环系统进入锅炉炉膛的位置分为屏底、屏后或尾部受热面处，并可根据屏后烟气温度，调整再循环烟气量，将烟气及飞灰急冷至低沾污活性的状态， 进而避免或减轻尾部对流受热面沾污、堵塞甚至腐蚀受热面的状况发生，解决高钠煤直接燃用的难题。烟气再循环增加烟气总量约25%左右，在同等尾部烟道面积和对流受热面管间距的条件下，提高了烟气速度，受热面自我清灰能力提高。因为目前国内外高钠煤锅炉设计普遍采用的方法是单纯增加尾部烟道面积和管间距的方法，意图降低飞灰沾污受热面的几率。
[0018]附图是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
[0019]
以下结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理做详细叙述。[0020]参照附图，一种利用烟气再循环降低高钠煤沾污活性的装置，安装于煤粉锅炉上， 煤粉锅炉包括由膜式水冷壁3构成的U型炉膛2，炉膛2的一侧末端是冷灰斗1，炉膛2的一侧U型拐角处设置有分隔屏4，炉膛2的另一侧从上到下依次设置有过热器13、再热器14、 省煤器15和空预器进口烟道16，过热器13的顶部设置有烟温测点12，在煤粉锅炉分隔屏 4的屏底和屏后位置均设置有冷烟气接入点5，冷烟气接入点5通过循环风机出口烟道6与再循环风机7相连通，再循环风机7经再循环风机进口烟道9与除尘器11的冷烟气引出点 10相连通，再循环风机进口烟道9上设置有调节风门8。[0021]本实用新型的工作原理为[0022]本实用新型将低温烟气(约为130_150°C)通过冷烟气接入点5输送至锅炉的屏底或屏后，在这个区域将高温烟气(900-1100°C )急速冷却至800-500°C左右，当屏底烟气温度达到900°C时，启动再循环风机7，待系统运行稳定后，再根据屏底、屏后或尾部受热面处的烟气温度，调整调节风门8，冷烟气经再循环风机7增压后被引入到设在炉膛屏底、屏后或尾部受热面处，冷烟气温度一般为130-150°C，在水平烟道区域内迅速将热烟气(温度为900-1100°C)冷却至800-500°C左右，此时高钠煤灰及烟气沾污活性显著降低，并大部分钠元素以固态形式存在于飞灰中，从而消除或是减轻尾部对流受热面沾污、积灰、堵塞的现象，达到高钠煤煤粉锅炉长期稳定运行的目的。
权利要求1.一种利用烟气再循环降低高钠煤沾污活性的装置，安装于煤粉锅炉上，煤粉锅炉包括由膜式水冷壁(3)构成的U型的炉膛(2)，炉膛(2)的一侧末端是冷灰斗(1)，炉膛(2)的一侧U型拐角处设置有分隔屏(4)，炉膛(2)的另一侧从上到下依次设置有过热器(13)、再热器(14)、省煤器(15)和空预器进口烟道(16)，过热器(13)的顶部设置有烟温测点(12)， 其特征在于，在煤粉锅炉分隔屏(4)的屏底和屏后位置均设置有冷烟气接入点(5)，冷烟气接入点(5 )通过循环风机出口烟道(6 )与再循环风机(7 )相连通，再循环风机(7 )经再循环风机进口烟道(9 )与除尘器(11)的冷烟气引出点(10 )相连通，再循环风机进口烟道(9 )上设置有调节风门(8)。
专利摘要一种利用烟气再循环降低高钠煤沾污活性的装置，安装于煤粉锅炉上，在煤粉锅炉分隔屏的屏底和屏后位置均设置有冷烟气接入点，冷烟气接入点通过循环风机出口烟道与再循环风机相连通，再循环风机经再循环风机进口烟道与除尘器的冷烟气引出点相连通，再循环风机进口烟道上设置有调节风门，通过本实用新型将冷烟气急冷屏底或屏后的区域的高温烟气，进而降低高钠煤沾污活性，并使其附着于飞灰颗粒中，从而避免或减轻尾部对流受热面出现的沾污、磨损和腐蚀等问题，缓解准东地区高钠煤外运困难、运费高，又难以就地利用发电的困境。
文档编号F23C9/00GK202813354SQ20122045931
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者许世森, 肖平, 吕海生, 江建忠, 徐正泉, 刘入维, 李强, 郭涛 申请人:中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司