自热下行床热解层燃解决工业锅炉燃用高钠煤沾污的系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及自热下行床热解层燃解决工业锅炉燃用高钠煤沾污的系统，包括热解炉和层燃炉，热解炉底部设置有热解煤焦出口，热解煤焦出口连接至煤焦收集器，热解炉侧壁上设有热解烟气出口，热解烟气出口连接至旋风分离器一，旋风分离器一的煤灰出口连接至煤焦收集器，旋风分离器一的热解气出口连接至层燃炉；层燃炉的烟气出口连接至旋风分离器二排出；该系统从根本上减少了进入工业锅炉的碱金属含量，防止在锅炉对流受热面上因碱金属过多而形成的沾污，保护对流受热面的安全，提高了工业效益。
【专利说明】自热下行床热解层燃解决工业锅炉燃用高钠煤沾污的系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及锅炉受热面沾污的相关技术，具体为一种自热下行床热解层燃解决工业锅炉燃用高钠煤沾污的系统。
【背景技术】
[0002]目前我国工业锅炉每年耗用原煤约占年总产量的1/3，用煤多采用劣质低品位煤，灰分较高，导致锅炉受热面沾污与结渣问题在工业锅炉中较为普遍。沾污与结渣会降低锅炉受热面的传热能力，使得锅炉仅能低负荷运行，增加检修工作量或被迫停炉检修，造成经济损失。严重情况会导致锅炉熄火、爆管、非计划停炉等重大事故。
[0003]国内外学者对沾污与结渣的机理进行了大量的研究。研究表明煤中矿物质是引起锅炉受热面沾污与结渣的根本原因。沾污与结渣既是一个复杂的物理化学过程，又是一个动力学过程，既与燃料特性有关，也与锅炉的结构和运行条件有关。学者提出了多个沾污与结渣判定指数，但由于煤在锅炉中燃烧是一个极其复杂的过程，这些结渣判定指数在实际应用过程中有着很大的局限性，只能作为初步判断并不能从根本上解决解决沾污与结渣对锅炉的危害问题。
[0004]准东煤田是近年在新疆探明的特大型整装煤田，煤炭资源预测储量3900亿吨，在电厂、工业锅炉燃用过程中出现高温过热器(高过)、高温再热器(高再)沾污堵塞问题，其突出的特点就是碱金属含量很高。其他高碱金属煤种在燃烧过程中也会出现严重沾污现象。由于碱金属元素的挥发，容易在锅炉受热面冷凝形成一层以NaCl或Na2S04S主的打底附着物。随着附着物对飞灰的吸附作用，使得对流受热面出现不同程度的沾污现象，从而导致受热面传热能力下降，造成锅炉排烟温度升高等问题，最终使炉膛出力大大降低造成停炉。
[0005]国内对燃用高碱性煤还缺乏工程运行经验，仅新疆地区个别单位在研究高碱性煤的燃烧沾污问题，目前并没有高效的利用办法，只通过外煤掺烧的方式来减轻沾污问题。锅炉掺烧高碱性煤的比例不应超过30%。当掺烧比例增大时，对流受热面沾污积灰严重，形成烟气走廊，烟气冲刷造成高温再热器、高温过热器泄漏。由于新疆地区深处内陆，掺烧外煤方式往往受到运输条件的限制，极大增加了运行成本。因此，高碱性煤的沾污问题是亟待解决的问题。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提供一种自热下行床热解层燃解决工业锅炉燃用高钠煤沾污的系统，可以解决现有电站锅炉对流受热面沾污问题，保证锅炉受热面充分换热，稳定锅炉出力，避免由于沾污所造成的对流受热面超温现象，大大降低爆管事故的发生，实现高碱性煤的大规模纯烧利用。
[0007]本实用新型的技术方案如下:
[0008]自热下行床热解层燃解决工业锅炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于:包括热解炉和层燃炉，热解炉底部设置有热解煤焦出口，热解煤焦出口连接至煤焦收集器，热解炉侧壁上设有热解烟气出口，热解烟气出口连接至旋风分离器一，旋风分离器一的煤灰出口连接至煤焦收集器，旋风分离器一的热解气出口连接至层燃炉；层燃炉的烟气出口连接至旋风分离器二排出；层燃炉的顶部连接有进料斗，煤焦收集器的煤焦出口通过提升机连接至层燃炉进料斗。
[0009]热解炉的顶部连接有热解炉煤斗，热解炉和热解炉煤斗的连接管线上连接有通入氧气的管线。
[0010]旋风分离器一的热解气出口与层燃炉连接的管线上设有热解气净化装置，热解气净化装置主要用于除钠处理。
[0011]旋风分离器二的烟气出口通过引风机连接至烟囱。
[0012]旋风分离器二的粉尘出口连接至层燃炉的灰池。
[0013]层燃炉的底部设有层燃炉渣池。
[0014]本实用新型的工作原理如下:
[0015]高钠煤进入热解炉，同时通入一部分氧气至热解炉中，使部分原煤发生氧化燃烧反应，以提供热量使剩下的原煤发生热解反应，热解炉的温度维持在1000°c以上；热解炉得到的热解煤焦由煤焦收集器进行收集；热解气与煤灰在旋风分离器一中进行分离；分离出的热解气经热解气净化装置除钠后送入层燃炉中燃烧；分离出的煤灰进入煤焦收集器，与收集的热解煤焦一并由提升机送至层燃炉进料斗，再进入层燃炉中燃烧；燃烧后的烟气经旋风分离器二除尘后由引风机送至烟囱排出；旋风分离器二分离出的粉尘进入层燃炉灰池。锅炉灰渣从层燃炉底部排至层燃炉渣池。
[0016]采用该系统，将高钠煤投入到下行热解床中进行部分氧化燃烧并热解，使煤中的碱金属升华进入到热解气中，热解后的煤焦碱金属含量大大降低，再送入工业锅炉中燃烧，减少了燃烧烟气中的碱金属含量，从根本上解决或大大减轻了工业锅炉对流受热面沾污状况。
[0017]本实用新型具有以下有益效果:
[0018](1)从根本上减少了进入工业锅炉的碱金属含量，防止在锅炉对流受热面上因碱金属过多而形成的沾污，保护对流受热面的安全，提高了工业效益。
[0019](2)高钠煤在下行热解床中发生部分氧化燃烧反应，依靠燃烧放热可维持下行热解床中热解温度在1000°c以上；热解气经除钠后重新利用，提高了效率。
[0020](3)采用一种自热下行床热解层燃解决工业锅炉燃用高钠煤沾污的系统，对现有工业锅炉改造小，系统改造成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的结构示意图。
[0022]其中，附图标记为:1热解炉煤斗，2热解炉，3旋风分离器一，4热解气净化装置，5煤焦收集器，6提升机，7层燃炉进料斗，8层燃炉，9层燃炉渣池，10旋风分离器二，11层燃炉灰池，12引风机，13烟囱。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示，自热下行床热解层燃解决工业锅炉燃用高钠煤沾污的系统包括热解炉2和层燃炉8。
[0024]热解炉2底部设置有热解煤焦出口，热解煤焦出口连接至煤焦收集器5，热解炉2侧壁上设有热解烟气出口，热解烟气出口连接至旋风分离器一 3，旋风分离器一 3的煤灰出口连接至煤焦收集器5，旋风分离器一 3的热解气出口连接至层燃炉8 ;层燃炉8的烟气出口连接至旋风分离器二 10排出；层燃炉8的顶部连接有进料斗，煤焦收集器5的煤焦出口通过提升机6连接至层燃炉进料斗7。
[0025]热解炉2的顶部连接有热解炉煤斗1，热解炉2和热解炉煤斗1的连接管线上连接有通入氧气的管线。
[0026]旋风分离器一3的热解气出口与层燃炉8连接的管线上设有热解气净化装置4，热解气净化装置4主要用于除钠处理。
[0027]旋风分离器二 10的烟气出口通过引风机12连接至烟囱13。
[0028]旋风分离器二 10的粉尘出口连接至层燃炉灰池11。
[0029]层燃炉8的底部设有层燃炉渣池9。
[0030]本实用新型的工作原理如下:
[0031]高钠煤经热解炉煤斗1进入热解炉2，同时通入一部分氧气至热解炉2中，使部分原煤发生氧化燃烧反应，以提供热量使剩下的原煤发生热解反应，热解炉2的温度维持在1000°C以上。热解煤焦由煤焦收集器5进行收集。热解气与煤灰在旋风分离器一 3中进行分离。分离出的热解气经热解气净化装置4除钠后送入层燃炉8中燃烧。分离出的煤灰进入煤焦收集器5，与收集的煤焦一并由提升机6送至层燃炉进料斗7，再进入层燃炉8中燃烧。燃烧后的烟气经旋风分离器二 10除尘后由引风机12送至烟囱13排出。旋风分离器二 10分离出的粉尘进入层燃炉灰池11。锅炉灰渣从层燃炉8底部排至层燃炉渣池9。高碱性煤在热解炉2中进行热解后，可挥发性钠被大量去除，煤焦中的钠含量下降，在层燃炉8的炉膛燃烧时生成的烟气中活性钠的含量已经大大降低，在经过后续受热面时由于烟气中活性钠含量极少，基本不发生沾污。
【权利要求】
1.自热下行床热解层燃解决工业锅炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于:包括热解炉(2)和层燃炉(8)，热解炉(2)底部设置有热解煤焦出口，热解煤焦出口连接至煤焦收集器(5 )，热解炉(2 )侧壁上设有热解烟气出口，热解烟气出口连接至旋风分离器一(3 )，旋风分离器一(3 )的煤灰出口连接至煤焦收集器(5 )，旋风分离器一(3 )的热解气出口连接至层燃炉(8 );层燃炉(8 )的烟气出口连接至旋风分离器二( 10 )排出；层燃炉(8 )的顶部连接有进料斗，煤焦收集器(5 )的煤焦出口通过提升机(6 )连接至层燃炉进料斗(7 )。
2.根据权利要求1所述的自热下行床热解层燃解决工业锅炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于:热解炉(2)的顶部连接有热解炉煤斗(1)，热解炉(2)和热解炉煤斗(I)的连接管线上连接有通入氧气的管线。
3.根据权利要求1所述的自热下行床热解层燃解决工业锅炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于:旋风分离器一(3)的热解气出口与层燃炉(8)连接的管线上设有热解气净化装置(4)，热解气净化装置(4)主要用于除钠处理。
4.根据权利要求1所述的自热下行床热解层燃解决工业锅炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于:旋风分离器二(10)的烟气出口通过引风机(12)连接至烟囱(13)。
5.根据权利要求1或4所述的自热下行床热解层燃解决工业锅炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于:旋风分离器二(10)的粉尘出口连接至层燃炉灰池(11)。
6.根据权利要求1所述的自热下行床热解层燃解决工业锅炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于:层燃炉(8)的底部设有层燃炉渣池(9)。
【文档编号】F23B90/06GK204063003SQ201420461700
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】杜奇, 曹立勇, 樊伟, 刘江, 张鑫, 张修山, 李甜 申请人:中国东方电气集团有限公司