一种防止对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及大型锅炉的对冲燃烧技术，特别涉及一种防止对冲燃烧锅炉侧墙水冷 壁高温腐蚀的方法。
【背景技术】
[0002] 前后墙对冲燃烧方式由于燃烧器布置方便，被广泛应用于600丽以上的超临界、 超超临界锅炉。随着国家对NOx排放量要求的不断提高，低氮旋流燃烧器和空气分级技术 在锅炉上得到了广泛应用，虽然能有效抑制和降低NOx生成，但随之产生了锅炉水冷壁高 温腐蚀的问题，其中以前后墙对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀尤为明显。其主要原因为： 1.应用了低氮燃烧器和空气分级的超临界锅炉，主燃区缺氧燃烧，形成的还原性气氛，有利 于腐蚀性气体H2S的生成；2.当前的大型超临界、超超临界前后墙对冲燃烧锅炉炉膛宽度 较大，热态运行时炉膛中心温度较高，抽拔力较大，同一层燃烧器不同燃烧器的二次风均来 自于二次风静压风箱，在炉膛中心抽拔力的作用下侧墙附近的燃烧器二次风量相对较小， 进一步加剧了侧墙水冷壁附近的还原性气氛；3.靠近侧墙的燃烧器二次风量不足，前后墙 一次风在对冲后会冲刷侧墙，未完全燃烧的煤粉在侧墙水冷壁上沉积，造成侧墙水冷壁表 面的硫腐蚀。
[0003] 高温腐蚀对锅炉的安全稳定运行造成了极大的隐患，造成电厂每年的维护费用大 幅增加。为了解决上述问题，目前常用的缓解侧墙水冷壁高温腐蚀的方法主要有：1.对水 冷壁进行表面喷涂防腐处理，但费用较高，防护周期较短，不能从根本上避免水冷壁高温腐 蚀的发生；2.设置边界风或侧燃尽风，即从二次风中抽取5%~10%左右的风量，从炉膛底 部两侧墙或设置在靠近侧墙的燃尽风喷口送入炉膛，但各大电厂实际运行情况表明，该方 法不能完全解决侧墙高温腐蚀的问题，同时这一部分二次风不参与燃烧，影响锅炉燃烧效 率；3.侧墙水冷壁开孔漏风或设置贴壁风，即在侧墙高温腐蚀区域膜式水冷壁开孔或设置 贴壁风。
[0004] 例如授权公告号CN1308615C的专利文献公开了一种防止水冷壁高温腐蚀和结 渣的燃烧器墙式布置的锅炉装置，它包括炉体和燃烧器，所述炉体由前墙、后墙、侧墙组成， 两侧墙是由水冷壁管和鳍片紧密连接组成的水冷壁，在前墙和后墙上装有燃烧器，两侧墙 通过贴壁风风箱、连接贴壁风风箱与二次风道之间的风管，与二次风道连通，并且将两侧墙 上的鳍片取下形成缝隙。但是从各大电厂运行经验表明，侧墙水冷壁直接开孔根本无法在 水冷壁壁面形成风膜，对水冷壁的保护效果有限，贴壁风风帽在高温炉膛内极易损坏、堵塞 甚至结渣，同时无论是开孔漏风还是贴壁风均不参与燃烧，影响锅炉燃烧效率。
[0005] 从上可以看出，近20年来，在前后墙对冲燃烧的炉型中，虽然有各种防止侧墙水 冷壁高温腐蚀措施，但腐蚀问题仍没有获得有效地解决。因此，需要一种在不影响锅炉燃烧 效率的情况下，避免侧墙水冷壁的高温腐蚀的解决办法。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了一种防止对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀的方法，无需投资成本 改造设备、易于实施，可以有效防止侧墙水冷壁的高温腐蚀，且不影响锅炉燃烧效率。
[0007] -种防止对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀的方法，所述对冲燃烧锅炉包括炉体 和燃烧器，所述炉体由前墙、后墙以及两侧墙水冷壁组成，在前墙和后墙上各装有若干层燃 烧器，每层设有至少三个燃烧器，各层燃烧器中，靠近侧墙水冷壁的燃烧器和中部的燃烧器 的一次风管道分别连接独立控制的供风管，在锅炉热态运行时，各燃烧器通过对应的供风 管进行一次风送风，控制供风管的送风速度使靠近侧墙水冷壁的燃烧器一次风速小于中部 的燃烧器一次风速。
[0008] 使用本发明方法进行送风，由于靠近侧墙水冷壁的燃烧器一次风速较小，可以减 弱前后墙一次风对冲对侧墙水冷壁的冲刷作用，避免未完全燃烧的煤粉在侧墙水冷壁上沉 积，防止侧墙水冷壁表面的硫腐蚀；
[0009] 并且由于靠近侧墙的燃烧器的一次风速降低后，一次风对煤粉的携带能力减弱， 而同一层燃烧器不同燃烧器的二次风均来自于二次风静压风箱，在炉膛中心抽拔力的作用 下靠近侧墙的燃烧器二次风量相对较小，从而使靠近侧墙的燃烧器的一次风速及煤粉浓度 与该燃烧器较小的二次风速对应，达到提高该燃烧器的总风煤比（一次风、二次风总风量 与煤粉量之比）的效果，改善侧墙附近的还原性气氛，从而保证侧墙水冷壁处于氧化性气 氛中，避免水冷壁高温腐蚀。
[0010] 为了在不影响锅炉的燃烧效率的同时，减轻前后墙对冲燃烧对侧墙水冷壁的冲刷 作用，靠近侧墙的燃烧器一次风速不宜降低过多，优选的，靠近侧墙的燃烧器一次风速比位 于中部的燃烧器低5%~10%。上述操作方法针对600MW以上的超临界、超超临界锅炉效 果明显，这类对冲燃烧式锅炉在前、后墙各设有阵列布置的3层燃烧器，每层布置有6~8 个。
[0011] 优选的，靠近侧墙的燃烧器的总风煤比控制在3. 8~4. 0,总风煤比为一次风、二 次风总风量与煤粉量之比，上述操作可以改善燃烧器的燃烧状况，使侧墙水冷壁附近的氧 浓度提高到1%~3%，保证侧墙水冷壁处于氧化性气氛中，有效防止水冷壁高温腐蚀。而 中部的燃烧器的总风煤比则仍控制在3. 4左右。
[0012] 优选的，控制各燃烧器的一次风管内风速不低于18m/s，喷口风速不低于22m/s。 上述操作可以避免旋流燃烧器喷口风速偏低而导致着火距离过近的情况，提高燃烧器喷口 的安全性。
[0013] 本发明的有益效果：
[0014] 本发明的防止对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀的方法，通过调节个别燃烧器的 一次风速，降低靠近侧墙的燃烧器的一次风速及煤粉浓度，提高靠近侧墙燃烧器的风煤比， 改善靠近侧墙的燃烧器缺氧燃烧的状况，避免锅炉侧墙水冷壁处于还原性气氛；
[0015] 同时减弱了前后墙燃烧器一次风速对冲对侧墙水冷壁的冲刷作用，从根本上杜绝 了锅炉侧墙水冷壁的高温腐蚀，从而有效的延长了锅炉水冷壁侧墙的使用寿命；
[0016] 本发明不需要投资成本，操作简单，运行管理方便，靠近侧墙的燃烧器的燃烧状况 得到改善，对锅炉燃烧效率及燃烧稳定性都具有一定的增益效果，不会增加生产以及运行 维护费用。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0018] 本实施例采用现有的1060丽超超临界对冲燃烧锅炉，该对冲燃烧锅炉包括炉体 和燃烧器，炉体由前墙、后墙以及两侧墙水冷壁组成，在前、后墙各设有阵列布置的3层燃 烧器，每层布置有8个，共安装了 48个燃烧器，各层燃烧器中，靠近侧墙水冷壁的燃烧器和 中部的燃烧器的一次风管道分别连接独立控制的供风管。
[0019] 本实施例的方法为：在锅炉热态运行时，各燃烧器通过供风管进行一次风送风，其 中：
[0020] 靠近侧墙水冷壁的燃烧器一次风速控制在25~26m/s，并将总风煤比（一次风、二 次风总风量与煤粉量之比）控制在3. 8~4. 0 ;
[0021] 其余燃烧器（位于中部）一次风速控制在28m/s，总风煤比控制在3. 4。
[0022] 为了提高控制精度，检测一次风管道内和喷口气流流速，从而将一次风速控制在 要求的范围内，提高防止高温腐蚀的效果。
[0023] 本实施例的方法与现有技术相比，各控制参数如表1所示，本实施例的方法通过 调节个别燃烧器的一次风速，降低靠近侧墙的燃烧器的一次风速及煤粉浓度，提高靠近侧 墙燃烧器的总风煤比，使侧墙水冷壁附近的氧浓度从现有技术的低于〇. 3%提高到1%~ 3 %，保证侧墙水冷壁处于氧化性气氛中，有效防止水冷壁高温腐蚀；同时减弱了前后墙燃 烧器一次风速对冲对侧墙水冷壁的冲刷作用，从根本上杜绝了锅炉侧墙水冷壁的高温腐 蚀；有效延长了锅炉水冷壁侧墙的使用寿命。
[0024] 与现有技术相比，使用本实施例方法的燃烧效率并没有降低，并且提高了 0. 19%， 主要原因是因为燃烧产生的CO浓度降低，在锅炉的各项燃烧损失中化学未完全燃烧损失 q3下降，同时锅炉的其它各项燃烧损失变化不大，因此锅炉的燃烧效率提高。
【主权项】
1. 一种防止对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀的方法，所述对冲燃烧锅炉包括炉体和 燃烧器，所述炉体由前墙、后墙以及两侧墙水冷壁组成，在前墙和后墙上各装有若干层燃烧 器，每层设有至少三个燃烧器，其特征在于，各层燃烧器中，靠近侧墙水冷壁的燃烧器和中 部的燃烧器的一次风管道分别连接独立控制的供风管，在锅炉热态运行时，各燃烧器通过 对应的供风管进行一次风送风，控制供风管的送风速度使靠近侧墙水冷壁的燃烧器一次风 速小于中部的燃烧器一次风速。
2. 如权利要求1所述的防止对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀的方法，其特征在于， 靠近侧墙的燃烧器一次风速比位于中部的燃烧器低5%~10%。
3. 如权利要求2所述的防止对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀的方法，其特征在于， 在前、后墙各设有阵列布置的3层燃烧器，每层布置有6~8个。
4. 如权利要求1所述的防止对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀的方法，其特征在于， 靠近侧墙的燃烧器的总风煤比控制在3. 8~4. 0。
5. 如权利要求1所述的防止对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀的方法，其特征在于， 控制各燃烧器的一次风管内风速不低于18m/s，喷口风速不低于22m/s。
【专利摘要】本发明公开了一种防止对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀的方法，所述对冲燃烧锅炉包括炉体和燃烧器，所述炉体由前墙、后墙以及两侧墙水冷壁组成，在前墙和后墙上各装有若干层燃烧器，每层设有至少三个燃烧器，各层燃烧器中，靠近侧墙水冷壁的燃烧器和中部的燃烧器的一次风管道分别连接独立控制的供风管，在锅炉热态运行时，各燃烧器通过对应的供风管进行一次风送风，控制供风管的送风速度使靠近侧墙水冷壁的燃烧器一次风速小于中部的燃烧器一次风速。本发明有效的延长了锅炉水冷壁侧墙的使用寿命，操作简单，运行管理方便，靠近侧墙的燃烧器的燃烧状况得到改善，对锅炉燃烧效率及燃烧稳定性都具有一定的增益效果。
【IPC分类】F23C7-00, F23N1-02
【公开号】CN104676582
【申请号】CN201510058440
【发明人】周永刚, 李培, 赵虹
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月4日