一种使用蒸汽防高温腐蚀及结焦的系统的制作方法

本发明涉及锅炉燃烧防高温腐蚀和结焦的治理装置，尤其是涉及锅炉水冷壁高温腐蚀的治理装置。

背景技术：

水冷壁的高温腐蚀现象最初是在高压锅炉(p＝11.0mpa)上发现的，金属在和周围环境接触时发生化学反应导致的一种破坏性侵蚀称为腐蚀。随着锅炉向大容量高参数发展，许多超临界，超超临界机组的不断上马，高参数、大容量锅炉的水冷壁壁温要高于亚临界以下锅炉，水冷壁区域频繁有高温腐蚀发生，同时，为了降低氮氧化物的排放，锅炉机组大多采用分级和低氧燃烧的方式，从而使受热面附近区域的气氛呈较强的还原性，加剧了锅炉水冷壁的高温腐蚀，现有贴壁风系统在高温腐蚀区域增加风箱的方式引入，其风箱容易堵灰，贴壁风量无法有效控制。

由于水冷壁附近大量的还原性气体和煤粉中的硫化物在一定温度下与水冷壁接触会发生腐蚀，具体如下：

煤粉中的fes2会受热分解，在还原性气氛中，直接与fe发生反应生成fes，从而使管壁腐蚀，其反应式为：

fes2→fes+s

fe+s→fes

此外，当水冷壁周围存在一定浓度的h2s和so2时，也会生成自由的硫原子：

2h2s+so2→2h2o+3s

在燃烧空间的局部区域，当燃烧器供氧不足和过量空气系数小于一定值时，介质中含氧量低且存在还原性气体(co、h2)，则可燃硫在生成so2和微量so3的同时，还会生成h2s。而h2s可穿过疏松的水冷壁管壁氧化膜fe3o4与磁性氧化铁中的复合的feo发生反应，也可对管壁直接腐蚀：

h2s+feo→fes+h2o

h2s+fe→fes+h2

还原性气体(co、h2、ch4等)会破坏水冷壁氧化铁保护膜，将氧化铁保护层还原成氧化亚铁，引起的高温腐蚀，以co为例，其反应过程为：

因此，需提出一种更有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于缓解水冷壁高温腐蚀和结焦现象，而提供一种使用蒸汽防高温腐蚀及结焦的系统，通过蒸汽减缓水冷壁的高温腐蚀。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种使用蒸汽防高温腐蚀及结焦的系统，包括水冷壁，其特征是，还包括蒸汽母管、蒸汽支管和喷嘴；所述蒸汽支管设置有多根，所述蒸汽母管分成两个支路，所述蒸汽支管的两端分别与所述两个支路连接，所述蒸汽母管上安装有母管关断门、母管调节门、母管温度测量装置和母管压力测量装置，所述蒸汽支管的两端均安装有支管关断门和支管调节门，所述蒸汽支管上还安装有支管温度测量装置和支管压力测量装置，所述喷嘴通过金属软连接管与蒸汽支管连接，所述喷嘴与水冷壁相向布置。

进一步的，所述水冷壁上安装有数个烟气成分测量装置。

进一步的，所述蒸汽支管与蒸汽母管通过三通或弯头连接。

进一步的，所述母管调节门和支管调节门为电动调节门、气动调节门或手动调节门，所述母管关断门和支管关断门为快关阀。

进一步的，工作时，从辅汽引入一定量的蒸汽通过蒸汽母管分配给各蒸汽支管，引入的蒸汽量通过母管调节门控制，通过蒸汽支管将蒸汽引入喷嘴，通过调节支管调节门控制蒸汽支管内的蒸汽量，通过喷嘴将高温蒸汽喷入水冷壁的壁面，蒸汽在水冷壁的壁面形成保护层，将水冷壁与高温烟气隔离，降低水冷壁高温区域的温度，减少高温烟气及飞灰与水冷壁的接触。

进一步的，母管调节门和支管调节门的调节方式根据压力、温度、附近烟气成分耦合控制。

进一步的，喷嘴配置有快速接头，通过金属软连接管将蒸汽支管与喷嘴之间的锅炉膨胀消除。快速接头与金属软连接管配套，两者之间可以通过螺纹活连接，也可以通过按压式的连接方式，可以根据需求进行断开、连接。

进一步的，系统控制方式可以接入dcs自动控制或单独的plc系统控制。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明通过蒸汽母管、蒸汽支管、软连接管、喷嘴将高温蒸汽喷入水冷壁，在水冷壁壁面形成一种水蒸气幕墙，将水冷壁与高温烟气隔离，降低水冷壁高温区域的温度，减少高温烟气及飞灰与水冷壁接触，减少高温腐蚀和结焦。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图。

图2是本发明实施例的蒸汽支管布置图。

图中：蒸汽母管1、蒸汽支管2、母管关断门3、母管调节门4、支管关断门5、支管调节门6、金属软连接管7、喷嘴8、母管温度测量装置9、母管压力测量装置10、支管温度测量装置11、支管压力测量装置12、烟气成分测量装置13、水冷壁14。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1至图2，本实施例中的使用蒸汽防高温腐蚀及结焦的系统，包括水冷壁14，还包括蒸汽母管1、蒸汽支管2和喷嘴8；蒸汽支管2设置有多根，蒸汽母管分成两个支路，蒸汽支管的两端分别与所述两个支路通过三通或弯头连接，蒸汽母管1上安装有母管关断门3、母管调节门4、母管温度测量装置9和母管压力测量装置10，蒸汽支管2的两端均安装有支管关断门5和支管调节门6，蒸汽支管2上还安装有支管温度测量装置11和支管压力测量装置12，喷嘴8通过金属软连接管7与蒸汽支管2连接，喷嘴8与水冷壁14相向布置，水冷壁14上安装有数个烟气成分测量装置13。

母管调节门4和支管调节门6为电动调节门、气动调节门或手动调节门，母管关断门3和支管关断门5为快关阀。

工作时，从辅汽引入一定量的蒸汽通过蒸汽母管1分配给各蒸汽支管2，引入的蒸汽量通过母管调节门4控制，通过蒸汽支管2将蒸汽引入喷嘴8，通过调节支管调节门6控制蒸汽支管2内的蒸汽量，通过喷嘴8将高温蒸汽喷入水冷壁14的壁面，蒸汽在水冷壁14的壁面形成保护层，将水冷壁14与高温烟气隔离，降低水冷壁14高温区域的温度，减少高温烟气及飞灰与水冷壁14的接触。

本实施例中，热一次风通过蒸汽母管1、蒸汽支管2、金属软连接管7及喷嘴8进入水冷壁14的侧墙位置形成蒸汽幕墙，缓解水冷壁14的高温腐蚀和结焦。

本实施例中，母管调节门4根据母管温度测量装置9和母管压力测量装置10进行调节，可以设置为自动调节。

本实施例中，支管调节门6根据支管温度测量装置11、支管压力测量装置12及烟气成分测量装置给出的烟气成分测量数据进行调节，可以设置为自动调节。

本实施案例中，所有的测量信号传入dcs，通过dcs对系统控制和调节。

虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更改，均应属于本发明的保护范围。