CN102798130B - 一种减轻锅炉对流受热面结渣的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及减轻锅炉对流受热面结渣技术，特别是一种减轻锅炉对流受热面结渣的系统，包括设置于锅炉烟道内的凝渣器，所述凝渣器位于烟道顶部的对流过热器的迎风侧前端，所述凝渣器包括两个对称设置的圆盘和圆盘之间固定设置的直管，凝渣器可沿烟道轴向方向滚动；本发明的凝渣器适用于任何采用高碱金属含量煤的锅炉，可提前结渣，保护了对流受热面安全运行，增加了锅炉运行时间；凝渣器直管的布置减小了由于四角切圆锅炉燃烧引起的炉膛出口烟温偏差及流场不均，避免了对流过热器和再热器爆管的频发；排渣、结渣清理过程不影响锅炉正常运行，延长了锅炉运行时间，提高了电厂经济性。
Description
技术领域
本发明涉及减轻锅炉对流受热面结渣技术，特别是一种能防止对流受热面结渣的π型锅炉。
背景技术
我国发电行业以火力发电为主，火电装机容量超过70%以上。火电动力用煤多采用劣质低品位煤，锅炉炉膛水冷壁结渣、对流受热面的结渣与沾污问题是长期影响电站锅炉正常运行的重要问题之一。结渣和沾污会降低锅炉的传热效率，影响锅炉出力，使得设备的运行安全性严重降低，结渣严重时可能导致炉膛熄火、爆管、非计划停炉等重大事故。
为了防止由于结渣与沾污所带来的各种问题，国内外学者对结渣与沾污的机理进行了大量的研究。研究表明结渣与沾污是复杂的物理化学反应过程，与煤自身特性、锅炉设计、运行状况等众多因素有关，提出了多个结渣判定指数。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对锅炉的危害问题。也有学者提出通过调节锅炉燃烧以控制炉膛内的温度来减缓锅炉的结渣问题，但是在实际中并不便于操作也未得到推广。
针对部分煤种碱金属元素含量高的特点，目前尚未比较好的方法从根本上解决由此带来的结渣和沾污问题。早期的中小型锅炉通过布置凝渣管降低锅炉出口烟温并捕捉熔融飞灰颗粒，避免后续受热面结渣，现代大型的电站锅炉基本取消凝渣管而布置屏式过热器来降低炉膛出口温度并减少熔融结渣，但由于烟气中某些碱金属盐熔点较低，经过对流受热面时仍然会产生结渣，尤其在燃烧高碱金属的准东煤时结渣现象尤为严重，这样对流受热面的腐蚀与磨损较大。由于结渣和沾污的存在，导致对于我国大量高碱金属含量煤的大规模利用受到限制，从而制约了我国能源利用的效率。
特别对于π型锅炉，在电厂运行过程中，煤粉在炉膛中燃烧，产生高温烟气和灰渣，对于高碱性煤种，其中的碱金属元素在高温下，会以气体状态挥发出，并随高温烟气流动至后续对流换热面，在与温度较低的对流换热面接触后，碱金属会沉积在对流换热表面，并因为具有较高的黏性导致受热面发生沾污现象。由于沾污现象的发生，会导致对流换热面热阻过大，最终导致锅炉出力不足乃至发生爆管现象发生。
发明内容
本发明为解决现有电站锅炉对流受热面存在的结渣问题，提供了一种减轻锅炉对流受热面结渣的系统，可以大大减轻现有电站锅炉对流受热面结渣沾污现象，稳定锅炉出力，减小对流受热面的腐蚀与磨损，还能解决现有电站锅炉对流受热面部位结渣的清理难题，结渣的清理过程不影响锅炉的正常运行，同时还减小了四角切圆燃烧布置锅炉所产生的烟温偏差。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种减轻锅炉对流受热面结渣的系统，其特征在于：包括设置于锅炉烟道内的凝渣器，所述凝渣器位于烟道顶部的对流过热器的迎风侧前端，所述凝渣器包括两个对称设置的圆盘和圆盘之间固定设置的直管，凝渣器可沿烟道轴向方向滚动。
所述凝渣器和对流过热器所在的烟道呈水平设置。
凝渣器下端对应的烟道部分设置有排渣口，排渣口下端设置有输渣管，输渣管连接至渣池；渣体从排渣口排出，从输渣管输送到渣池。
所述排渣口处设置有活动式排渣挡板，可以在清渣的时候打开，清渣完毕再关闭排渣挡板。
所述输渣管设计有一定倾斜角度，当有渣体从排渣口排出时，渣体可以很方便地沿输渣管的倾斜角度下滑至渣池。
所述输渣管通过水平支架和竖直悬吊架固定在烟道底部。
所述直管通过焊接方式固定在圆盘表面之间。
本发明的具体工作原理是：
当烟气经过凝渣器上的直管时，首先处于熔融状态的碱金属盐粘附在迎风面的凝渣器的直管管体表面形成结渣底层；同时，烟气中某些碱金属盐的熔点较低，当烟气经过炉膛的出口后，部分碱金属盐仍处于熔融状态，处于熔融状态的碱金属盐具有粘附作用，因此当烟气经过凝渣器时，飞灰颗粒粘附在熔融的碱金属盐上形成结渣，飞灰中的熔融碱金属盐继续粘附其上，如此循环发展；当结渣形成较严重时，操纵凝渣器缓缓滚动，使处于背风侧的凝渣器的直管的管体滚动至迎风侧，结渣严重部位的管体滚动至背风侧；此时开启机械除渣与吹灰系统联用的方式，对处于背风侧凝渣器的直管管体表面的结渣进行清理，清除的渣体通过排渣口及时排出，避免影响水平烟道的烟气流动状态。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明的改进点适用于任何采用高碱金属含量煤的锅炉，都可以采用在对流过热器前设置凝渣器，该结构可以使结渣尽量发生在凝渣器上，提前进行结渣，避免了对流受热面的结渣，保持了对流受热面清洁,保护了对流受热面安全运行，增加了锅炉的运行时间，提高了电厂的效益；
（2）凝渣器的直管的布置减小了由于四角切圆锅炉燃烧所造成的炉膛出口烟温偏差及流场不均，避免了对流过热器和再热器爆管的频发；
（3）可以保证在不停炉的前提下将凝渣器上的渣体清除并送至渣池，对结渣的清理采取机械清除与吹灰系统联用，双重保证凝渣器管束上结渣的顺利清除，结渣清理过程不影响锅炉的正常运行，延长了锅炉的运行时间，提高了电厂经济性；
（4）本发明涉及的凝渣器可滚动，当凝渣器迎风侧的管体结渣较严重时，滚动凝渣器，可以使凝渣器背风侧不结渣区转至迎风侧，结渣通过机械清除与定时吹灰联用以保证其顺利清除，能够减小结渣清理过程对烟气流场的影响。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
其中附图标记为：1-燃烧器，2-屏式过热器，3-排渣挡板，4-水平支架，5-凝渣器，6-对流过热器，7-竖直悬吊架，8-输渣管，9-渣池。
具体实施方式
如图1所示，一种减轻锅炉对流受热面结渣的系统，包括设置于锅炉烟道内的凝渣器5，所述凝渣器5位于烟道顶部的对流过热器6的迎风侧前端，所述凝渣器5包括两个对称设置的圆盘和圆盘之间固定设置的直管，凝渣器5可沿烟道轴向方向滚动。
所述凝渣器5和对流过热器6所在的烟道呈水平设置。
凝渣器5下端对应的烟道部分设置有排渣口，排渣口下端设置有输渣管8，输渣管8连接至渣池9；渣体从排渣口排出，从输渣管8输送到渣池9。
所述排渣口处设置有活动式排渣挡板3，可以在清渣的时候打开，清渣完毕再关闭排渣挡板3。
所述输渣管8设计有一定倾斜角度，当有渣体从排渣口排出时，渣体可以很方便地沿输渣管8的倾斜角度下滑至渣池9。
所述输渣管8通过水平支架4和竖直悬吊架7固定在烟道底部。
所述直管通过焊接方式固定在圆盘表面之间。
本发明的具体工作原理是：
当烟气经过凝渣器5上的直管时，首先处于熔融状态的碱金属盐粘附在迎风面的凝渣器5的直管管体表面形成结渣底层；同时，烟气中某些碱金属盐的熔点较低，当烟气经过炉膛的出口后，部分碱金属盐仍处于熔融状态，处于熔融状态的碱金属盐具有粘附作用，因此当烟气经过凝渣器5时，飞灰颗粒粘附在熔融的碱金属盐上形成结渣，飞灰中的熔融碱金属盐继续粘附其上，如此循环发展。通过提前结渣的方式，避免了对流受热面的结渣，保持了对流受热面清洁,保护了对流受热面安全运行，增加了锅炉的运行时间，提高了电厂的效益。
当结渣形成较严重时，操纵凝渣器5缓缓滚动，使处于背风侧的凝渣器5的直管的管体滚动至迎风侧，结渣严重部位的管体滚动至背风侧，此时开启机械除渣与吹灰系统联用的方式，对处于背风侧凝渣器5的直管管体表面的结渣进行清理，清除的渣体通过排渣口及时排出，避免影响水平烟道的烟气流动状态，结渣清理过程不影响锅炉的正常运行，延长了锅炉的运行时间，提高了电厂经济性。
Claims (7)
1.一种减轻锅炉对流受热面结渣的系统，其特征在于：包括设置于锅炉烟道内的凝渣器（5），所述凝渣器（5）位于烟道顶部的对流过热器（6）的迎风侧前端，所述凝渣器（5）包括两个对称设置的圆盘和圆盘之间固定设置的直管，凝渣器（5）可沿烟道轴向方向滚动。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述凝渣器（5）和对流过热器（6）所在的烟道呈水平设置。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：凝渣器（5）下端对应的烟道部分设置有排渣口，排渣口下端设置有输渣管（8），输渣管（8）连接至渣池（9）；渣体从排渣口排出，从输渣管（8）输送到渣池（9）。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述排渣口处设置有活动式排渣挡板（3）。
5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于：所述输渣管（8）设计有一定倾斜角度，当有渣体从排渣口排出时，渣体沿输渣管（8）的倾斜角度下滑至渣池（9）。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述输渣管（8）通过水平支架（4）和竖直悬吊架（7）固定在烟道底部。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于其工作原理是：当烟气经过凝渣器（5）上的直管时，首先处于熔融状态的碱金属盐粘附在迎风面的凝渣器（5）的直管管体表面形成结渣底层；同时，烟气中存在部分处于熔融状态的碱金属盐，当烟气经过炉膛的出口后，飞灰颗粒粘附在处于熔融状态的碱金属盐上形成结渣，飞灰中的处于熔融状态的碱金属盐继续粘附在凝渣器（5）上的碱金属盐上，如此循环形成结渣；当结渣形成较严重时，操纵凝渣器（5）缓缓滚动，使处于背风侧的凝渣器（5）的直管的管体滚动至迎风侧，结渣严重部位的管体滚动至背风侧；此时开启机械除渣与吹灰系统联用的方式，对处于背风侧凝渣器（5）的直管管体表面的结渣进行清理，清除的渣体通过排渣口及时排出。
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