專利名稱：一種低溫煙氣再循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于高鈉煤清潔高效利用技術(shù)領域，特別涉及用于燃用高鈉煤的煤粉鍋爐的一種低溫煙氣再循環(huán)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
新疆準東煤田預測儲量3900億噸，目前已實際探明儲量2136億噸。煤中礦物質(zhì)是除水分以外所有無機物質(zhì)的總稱，主要以Si、Al為主，F(xiàn)e、Ca、Mg、Na、K等元素為輔的化合物組成，這些無機礦物元素在煤的熱轉(zhuǎn)化利用過程中是導致結(jié)渣、
積灰的主要元素。準東煤炭鈉含量高(2-12%)是造成準東煤炭在煤粉爐燃用過程中易沾污、結(jié)渣的主要原因，是準東煤炭大范圍開辟利用的瓶頸。鈉一般主要以黏土礦物、硅酸鹽、沸石、巖鹽形式存在，有時以有機態(tài)形式存在于煤中。在高溫燃燒環(huán)境下(一般認為是900°C以上)，堿金屬及相關無機元素在爐膛內(nèi)形成熔渣或進入氣相，然后以蒸汽和飛灰顆粒的形式沉積于受熱面上，換熱效率降低，堵塞煙氣通道，甚至造成受熱面嚴重腐蝕。若煙氣急冷低于500°C時，堿金屬蒸汽大部分附著于飛灰顆粒上，沾污性顯著降低，再輔以增加低溫受熱面管間距的措施，使得煤粉爐燃用高鈉煤可靠性及可用率顯著提高。因此，若高鈉煤作為動力用煤燃燒轉(zhuǎn)化利用，研究開發(fā)相關的關鍵技術(shù)是當前的首要選擇。國內(nèi)技術(shù)方面，國內(nèi)在高鈉煤作為動力用煤方面已經(jīng)進行了嘗試，在準東地區(qū)和新疆米東地區(qū)建設了燃用高鈉煤的煤粉爐和循環(huán)流化床鍋爐，但運行中存在一些難以根治解決的問題，簡述如下I)水冷壁結(jié)渣。爐內(nèi)吹灰器頻繁吹灰，沖刷水冷壁造成水冷壁減薄爆管，大量較大的渣塊瞬間脫落，掉入爐底水封裝置，導致水封裝置內(nèi)存水被熾熱焦渣沖擊、汽化，大量的蒸汽造成爐膛燃燒波動和滅火。2)高溫過熱器、高低溫再熱器管腐蝕嚴重。并造成泄漏，不得不大量換管。3)高溫過熱器、高低溫再熱器受熱面沾污積灰、磨損嚴重。即使高溫過熱器管子節(jié)距SI與S2分別是200_和89_，高低溫再熱器管子節(jié)距SI與S2分別是100_與80. 8mm,仍有部分受熱面管間空間完全被堵死。同時，由于對流受熱面大量堵灰，形成煙氣走廊，煙氣沖刷造成高溫再熱器、高低溫過熱器磨損泄漏。4)因?qū)α魇軣崦嬲次鄯e灰嚴重，主、再熱汽溫達不到設計額定值。上述問題嚴重制約高鈉煤作為動力用煤的應用，開發(fā)一種切實可行的適用于燃用高鈉煤煤粉爐的關鍵技術(shù)迫在眉睫。國外技術(shù)方面，美國高鈉煤儲量也非常豐富，主要集中在美國北部。賓夕法尼亞州州立大學、B & W公司和Southern company等早在上世紀九十年代就開始了高鈉煤清潔利用方面的研究和工程示范工作，遠遠走在了我國之前。賓夕法尼亞州州立大學主要致力于煤中鈉賦存、生成和轉(zhuǎn)化機理方面的研究和實驗& W公司在燃用高鈉煤鍋爐設計方面進行了深入研究，并研制出了燃用高鈉煤的70(MW煤粉爐，工程示范于北德克他州電廠，其主要技術(shù)措施是增加尾部煙道尺寸和對流受熱面管間距，并采取特殊sootblower，減輕對流受熱面沾污、結(jié)洛的狀況；Southern company開發(fā)設計了 transport氣化爐,在高鈉煤氣化方面也積累了一些設計經(jīng)驗，由其設計建于我國廣東東莞的transport氣化爐尚未投入運行。除在高鈉煤工業(yè)利用裝置方面的研究之外，國外也在其他預處理，如采用水和對鈉有高親和力的液體(草酸等)洗選等發(fā)面進行了研究，以期在常溫下發(fā)生物理或化學反應去除煤中的鈉，這些技術(shù)都停留在實驗室研究階段，尚未工業(yè)應用，一方面因為技術(shù)不成熟，更重要的原因是生產(chǎn)成本太高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種低溫煙氣再循環(huán)系統(tǒng)，被引入的冷煙氣將高溫煙氣在屏底或屏后的區(qū)域急冷，進而降低高鈉煤沾污活性，并使其附著于飛灰顆粒中，從而避免或減輕尾部對流受熱面出現(xiàn)的沾污、磨損和腐蝕等問題，緩解準東地區(qū)高鈉煤外運困難、運費高，又難以就地利用發(fā)電的困境。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種低溫煙氣再循環(huán)系統(tǒng)，安裝于煤粉鍋爐上，其特征在于，在煤粉鍋爐分隔屏4的屏底和屏后位置均設置有冷煙氣接入點5，冷煙氣接入點5通過循環(huán)風機出口煙道6與再循環(huán)風機7相連通，再循環(huán)風機7經(jīng)再循環(huán)風機進口煙道9與除塵器11的冷煙氣引出點10相連通，再循環(huán)風機進口煙道9上設置有調(diào)節(jié)風門8。本發(fā)明的煙氣再循環(huán)系統(tǒng)進入鍋爐爐膛的位置分為屏底、屏后或尾部受熱面處，并可根據(jù)屏后煙氣溫度，調(diào)整再循環(huán)煙氣量，將煙氣及飛灰急冷至低沾污活性的狀態(tài)，進而避免或減輕尾部對流受熱面沾污、堵塞甚至腐蝕受熱面的狀況發(fā)生，解決高鈉煤直接燃用的難題。煙氣再循環(huán)增加煙氣總量約25%左右，在同等尾部煙道面積和對流受熱面管間距的條件下，提高了煙氣速度，受熱面自我清灰能力提高。因為目前國內(nèi)外高鈉煤鍋爐設計普遍采用的方法是單純增加尾部煙道面積和管間距的方法，意圖降低飛灰沾污受熱面的幾率。


附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理做詳細敘述。參照附圖，一種低溫煙氣再循環(huán)系統(tǒng)，安裝于煤粉鍋爐上，煤粉鍋爐包括由膜式水冷壁3構(gòu)成的U型爐膛2，爐膛2的一側(cè)末端是冷灰斗1，爐膛2的一側(cè)U型拐角處設置有分隔屏4，爐膛2的另一側(cè)從上到下依次設置有過熱器13、再熱器14、省煤器15和空預器進口煙道16，過熱器13的頂部設置有煙溫測點12，在煤粉鍋爐分隔屏4的屏底和屏后位置均設置有冷煙氣接入點5，冷煙氣接入點5通過循環(huán)風機出口煙道6與再循環(huán)風機7相連通，再循環(huán)風機7經(jīng)再循環(huán)風機進口煙道9與除塵器11的冷煙氣引出點10相連通，再循環(huán)風機進口煙道9上設置有調(diào)節(jié)風門8。本發(fā)明的工作原理為本發(fā)明將低溫煙氣(約為130_150°C)通過冷煙氣接入點5輸送至鍋爐的屏底或屏后，在這個區(qū)域?qū)⒏邷責煔?900-1100°C )急速冷卻至800-500°C左右，當屏底煙氣溫度達到900°C時，啟動再循環(huán)風機7，待系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，再根據(jù)屏底、屏后或尾部受熱面處的煙氣溫度，調(diào)整調(diào)節(jié)風門8，冷煙氣經(jīng)再循環(huán)風機7增壓后被引入到設在爐膛屏底、屏后或尾部受熱面處，冷煙氣溫度一般為130-150°C，在水平煙道區(qū)域內(nèi)迅速將熱煙氣(溫度為
900-1100°C)冷卻至800-500°C左右，此時高鈉煤灰及煙氣沾污活性顯著降低，并大部分鈉元素以固態(tài)形式存在于飛灰中，從而消除或是減輕尾部對流受熱面沾污、積灰、堵塞的現(xiàn)象，達到高鈉煤煤粉鍋爐長期穩(wěn)定運行的目的。
權(quán)利要求
1.一種低溫煙氣再循環(huán)系統(tǒng)，安裝于煤粉鍋爐上，煤粉鍋爐包括由膜式水冷壁(3)構(gòu)成的U型的爐膛(2)，爐膛(2)的一側(cè)末端是冷灰斗(1)，爐膛(2)的一側(cè)U型拐角處設置有分隔屏(4)，爐膛(2)的另一側(cè)從上到下依次設置有過熱器(13)、再熱器(14)、省煤器(15)和空預器進口煙道(16)，過熱器(13)的頂部設置有煙溫測點(12)，其特征在于，在煤粉鍋爐分隔屏(4)的屏底和屏后位置均設置有冷煙氣接入點(5)，冷煙氣接入點(5)通過循環(huán)風機出口煙道(6 )與再循環(huán)風機(7 )相連通，再循環(huán)風機(7 )經(jīng)再循環(huán)風機進口煙道(9 )與除塵器(11)的冷煙氣引出點(10 )相連通，再循環(huán)風機進口煙道(9 )上設置有調(diào)節(jié)風門(8 )。
全文摘要
一種低溫煙氣再循環(huán)系統(tǒng)，安裝于煤粉鍋爐上，在煤粉鍋爐分隔屏的屏底和屏后位置均設置有冷煙氣接入點，冷煙氣接入點通過循環(huán)風機出口煙道與再循環(huán)風機相連通，再循環(huán)風機經(jīng)再循環(huán)風機進口煙道與除塵器的冷煙氣引出點相連通，再循環(huán)風機進口煙道上設置有調(diào)節(jié)風門，通過本發(fā)明將冷煙氣急冷屏底或屏后的區(qū)域的高溫煙氣，進而降低高鈉煤沾污活性，并使其附著于飛灰顆粒中，從而避免或減輕尾部對流受熱面出現(xiàn)的沾污、磨損和腐蝕等問題，緩解準東地區(qū)高鈉煤外運困難、運費高，又難以就地利用發(fā)電的困境。
文檔編號F23J15/06GK102840592SQ20121033341
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者許世森, 肖平, 呂海生, 江建忠, 徐正泉, 劉入維, 李強, 郭濤 申請人:中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院有限公司