一种锅炉贴壁风装置及电站锅炉系统的制作方法

本实用新型涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种锅炉贴壁风装置及电站锅炉系统。

背景技术：

火力发电是我国主要的发电方式，电站锅炉作为火力电站的三大主机设备之一，伴随着我国火电行业的发展而发展。

目前，大型煤粉燃烧锅炉中的燃烧方式主要采用四角切圆燃烧和前后墙对冲燃烧。其中，前后墙对冲燃烧锅炉在大容量和高参数的锅炉上具有受热面布置方面的优势，因此在国内的火电机组中应用广泛。为了实现锅炉的环保、经济、高效运行，通常需要采用空气分级燃烧的方式来降低前后墙对冲燃烧锅炉中氮氧化物的排放量。空气分级燃烧方式是指将锅炉燃烧所需的空气分级送入炉膛，采用该方式的炉膛从上至下依次为主燃区、还原区、燃尽区三部分。在主燃区给入燃料燃烧所需风量的70-90％，营造欠氧环境，在距顶层燃烧器上部一定距离的燃尽区，通过燃尽风喷口给入炉膛燃料所需的余下空气，使未燃尽燃料该区域富氧条件下完全燃烧。

虽然采用空气分级燃烧技术能有效降低氮氧化物的排放量，但也带来一系列难以控制的问题。当燃煤中含硫量偏高时，在还原性气氛下，锅炉的主要受热部分，即水冷壁近壁区会产生大量的H₂S和CO等对水冷壁有腐蚀作用的气体，从而导致水冷壁出现严重的硫化物型高温腐蚀，造成大面积换管，严重影响了锅炉的安全运行。另外，炉内还原性气氛还会使灰中熔点较高的Fe₂O₃还原成低熔点的FeO，使得灰熔点大幅度降低，导致在区域水冷壁结渣。

现有技术中，主要通过在炉膛前后墙上靠近两侧墙的位置加装贴壁风喷口，通过喷口射出高速的贴壁风气流，气流覆盖贴壁风喷口附近的水冷壁区域，来消除该区域的还原性气氛。但现有技术中贴壁风的气流的强度不易控制，如果气流控制不好，使得气流穿过燃烧区域时，会影响整个燃烧区域的流场，导致火焰紊乱，造成燃烧恶化；贴壁风刚性太强，还会造成风速过高，贴壁风总风量增加，造成主燃区风量降低，影响燃烧区域的稳定性，容易造成结渣、火焰中心上移等严重后果。

技术实现要素：

本实用新型的第一目的在于提出一种锅炉贴壁风装置，能够避免水冷壁腐蚀，同时贴壁风的气流强度适中，避免贴壁风影响燃烧区域的稳定性，从而防止水冷壁结渣或火焰中心上移。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种锅炉贴壁风装置，包括：

锅炉，所述锅炉的水冷壁外设置有水冷管，所述水冷壁设置有贴壁风喷口，所述水冷管在所述贴壁风喷口对应的位置处为弯管，所述弯管朝向远离所述锅炉的方向凸出；

贴壁风风箱，扣设于所述水冷壁外，所述贴壁风喷口和所述弯管均位于所述贴壁风风箱内；

锅炉风道，与所述贴壁风风箱连通。

其中，所述贴壁风喷口为沿所述水冷管的长度方向设置长条形孔，所述贴壁风喷口沿所述水冷管的排布方向的宽度等于所述水冷管的直径。

其中，所述贴壁风风箱对应的水冷壁上设置有多个所述贴壁风喷口。

其中，多个所述贴壁风喷口沿所述水冷管的排布方向分布。

其中，所述水冷壁外设置有多个所述贴壁风风箱，所述锅炉风道设置有贴壁风引风管道，多个所述贴壁风风箱通过贴壁风管道与所述贴壁风引风管道连通。

其中，所述锅炉相对设置的两个水冷壁，相对所述锅炉的中心，对称设置多个贴壁风风箱。

其中，所述贴壁风引风管道的进风端设置有电动调节风门，所述电动调节风门用于调节所述锅炉贴壁风总风量。

其中，所述贴壁风引风管道在所述电动调节风门远离进风端的一侧设置有风量测量装置。

其中，所述贴壁风管道设置有手动调节风门，所述手动调节风门用于调整所述贴壁风风箱内的风量。

本实用新型的第二目的在于提出一种电站锅炉系统，能够避免水冷壁腐蚀，同时贴壁风的气流强度适中，避免贴壁风影响燃烧区域的稳定性，从而防止水冷壁结渣或火焰中心上移。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电站锅炉系统，包括上述的锅炉贴壁风装置。

有益效果：本实用新型提供了一种锅炉贴壁风装置及电站锅炉系统。该锅炉贴壁风装置在水冷壁上开设贴壁风喷口，水冷管对应位置通过弯管的形式避让形成贴壁风喷口，贴壁风风箱内的风通过贴壁风喷口进入锅炉的炉膛内，在水冷壁的内表面形成风膜，避免水冷壁腐蚀；且通过弯管避让的方式，贴壁风的风速和风量较低，对燃烧区的流场影响小；相对于现有技术，贴壁风喷口处未设置管道或贴壁风喷嘴，可以避免高温算坏管道或贴壁风喷嘴，提高锅炉贴壁风装置的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的锅炉贴壁风装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的水冷壁和贴壁风风箱的结构示意图。

1、锅炉；11、水冷壁；111、水冷管；112、贴壁风喷口；113、弯管；

2、贴壁风风箱；21、贴壁风管道；211、手动调节风门；

3、锅炉风道；31、贴壁风引风管道；311、电动调节风门；312、风量测量装置。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实施例提供了一种锅炉贴壁风装置，包括锅炉1、贴壁风风箱2和锅炉风道3，贴壁风风箱2分别与锅炉1的炉膛和锅炉风道3相连，锅炉风道3中的风通过贴壁风风箱2进入炉膛内，并在炉膛的水冷壁11的内表面形成一层空气膜，消除水冷壁11附近的还原性气氛，从而防止水冷壁11被H₂S和CO等气体腐蚀。

水冷壁11是锅炉的主要受热部分，其可以由多根水冷管111组成，水冷管111内可以通入流动的水，水冷壁11的主要作用是吸收炉膛中高温火焰或烟气的辐射热量，在水冷管111内产生蒸汽或热水，并降低锅炉炉壁的温度，保护锅炉炉壁。

水冷壁11可以是将水冷管111敷设在采用轻质耐火材料和保温材料砌成炉墙上，也可以是直接采用鳍片管相互焊接在一起组成的整块管屏，只要能够达到吸收辐射热量，并降低炉壁的温度即可。

本实施例中，为在水冷壁11的内表面形成一层空气保护膜，水冷壁11设置有贴壁风喷口112，水冷管111在贴壁风喷口112对应的位置为朝向远离锅炉1的方向凸出的弯管113，弯管113的规格可以与水冷管111的规格相同；贴壁风风箱2扣设于水冷壁11外，贴壁风喷口112和弯管113均位于贴壁风风箱2内；贴壁风风箱2与锅炉风道3连通，锅炉风道3为贴壁风风箱2提供风源，风通过贴壁风喷口112进入炉膛内，并沿炉壁向上运动，在水冷壁11的内表面形成一层空气保护膜，从而避免水冷壁11腐蚀。弯管113向远离锅炉1的方向凸出，一方面，可以避让贴壁风喷口112，使得贴壁风风箱2内炉膛内通入贴壁风，限制气流的流量及流速，避免气流的强度大扰乱炉膛内个燃烧区的气体比例，从而确保燃烧区域的稳定性，避免火焰紊乱，从而防止出现容结渣、火焰中心上移等问题。另一方面，弯管113位于炉膛外，且贴壁风不需要其他的喷嘴或管道等伸入炉膛内传递贴壁风，从而避免炉膛内的高温环境对弯管113的影响，延长锅炉贴壁风装置的使用寿命。

本实施例中水冷壁11外可以设置有多个贴壁风风箱2，多个贴壁风风箱2可以等间距均匀分布与水冷壁11外，锅炉1相对设置的两个水冷壁11相对锅炉1的中心对称设置多个贴壁风风箱2，使得水冷壁11的内表面可以均匀覆盖有贴壁风，从而保护水冷壁11避免腐蚀。锅炉风道3设置有贴壁风引风管道31，多个贴壁风风箱2通过贴壁风管道21与贴壁风引风管道31连通。

为方便为多个贴壁风风箱2提供二次风，本实施例中，锅炉风道3可以为两个，两个锅炉风道3设置于锅炉1相对的两侧且与水冷壁垂直，两个锅炉风道3之间通过贴壁风引风管道31连通，并通过多个贴壁风管道21为多个贴壁风风箱2提供二次风。

为调整进入炉膛内的贴壁风的风量，贴壁风引风管道31的进风端可以设置有电动调节风门311，电动调节风门311用于调节锅炉1贴壁风总风量，实现对锅炉1内的贴壁风的宏观调控。为方便工作人员调节贴壁风的总风量，二次进风管道31在电动调节风门311远离进风端的一侧还可以设置有风量测量装置312，工作人员可以通过观察风量测量装置312调整电动调节风门311，从而使得贴壁风的总风量达到预定值。

为进一步精确控制水冷壁11各部分的贴壁风的风量，从而根据水冷壁11各部分区域内H₂S和CO等有害物质的浓度调整贴壁风的风量，每个贴壁风风箱2对应的贴壁风管道21上还可以设置有手动调节风门211，手动调节风门211用于精确调整贴壁风风箱2内的风量。

如图2所示，为使经过贴壁风喷口112的贴壁风进入炉膛内后沿水冷壁11的内表面流动，不进入炉膛内的燃烧区域，贴壁风喷口112可以为沿水冷管111的长度方向设置长条形孔，贴壁风喷口112沿水冷管111的排布方向的宽度等于水冷管111的直径，使得贴壁风受贴壁风喷口112的限制流量较小，避免贴壁风进入燃烧区域，且贴壁风喷口112的形状还会引导气流向上运动，覆盖水冷壁11的内表面。

为使贴壁风均匀覆盖在水冷壁11的内表面，全面保护水冷壁11，贴壁风风箱2对应的水冷壁11上可以设置有多个贴壁风喷口112，多个贴壁风喷口112沿水冷管111的分布方向排布，从而提高贴壁风进入炉膛内后覆盖水冷壁11的面积。

当然，贴壁风喷口112的尺寸和数量也可以根据实际性能设计需求确定。

本实施例还提供了一种电站锅炉系统，包括上述的锅炉贴壁风装置，能够避免水冷壁腐蚀，同时贴壁风的气流强度适中，避免贴壁风影响燃烧区域的稳定性，从而防止水冷壁结渣或火焰中心上移。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。