CN102878546B - 防止锅炉受热面管道壁面结焦、沾污、腐蚀的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止锅炉受热面管道壁面结焦、沾污、腐蚀的装置及其方法。沿烟气流方向在被保护的锅炉受热面管排的前面、中间、两侧和后面安装长条状腔体，腔体表面开连通外部的孔洞作为喷嘴，腔体设有接口。接口充入的液体、气体从喷嘴喷出在腔体周围形成一个气膜或液膜，腔体后面依次布置的锅炉受热面管排置于气膜、液膜有效隔离防护的作用区域中，气膜或液膜挡住了直接撞击到腔体表面的灰颗粒，也避免了灰颗粒对后面锅炉受热面管排的直接冲刷，一方面气膜冷却了周围的灰颗粒，降低了灰颗粒的粘性；另一方面，气膜在锅炉受热面和高温烟气间形成了隔离层，避免了灰颗粒与锅炉受热面直接接触，降低了造成粘附的可能。

Description

防止锅炉受热面管道壁面结焦、沾污、腐蚀的装置及其方法

技术领域

本发明涉及防腐装置及其方法，特别指一种防止锅炉受热面管道壁面结焦、沾污、腐蚀的装置及其方法。

背景技术

锅炉受热面一般由辐射式、半辐射式、对流式受热面组成。根据作用不同可以分成水冷壁、过热器、再热器、省煤器及悬吊等附属结构。对于燃用化石燃料的锅炉，由于灰分的存在，在高温燃烧时，燃料中的灰分颗粒处于熔融或半熔融状态。当高温烟气与温度较低的锅炉受热面接触后，具有相当粘性的熔融或半熔融状态灰分颗粒被烟气流携带，与受热面发生碰撞，粘附在受热面表面形成结渣或沾污。特别是当燃料中碱金属含量如Na₂O、K₂O等高时，由于其氧化物熔点低，约在700-1000℃之间，当烟气温度降到这个范围，气态的金属氧化物会直接在受热面管道表面凝结，并且，进一步捕捉灰颗粒，形成严重的沾污，并对管材造成腐蚀。由于沾污层的热阻很大，会破坏锅炉各受热面的换热特性，大大降低锅炉设备运行的安全性和经济性，限制机组出力，甚至直接导致机组被迫停机。因此，研究一种防止结焦、沾污、腐蚀的方法对于锅炉受热面管道壁面的保护是很有意义的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种防止锅炉受热面管道壁面结焦、沾污、腐蚀的装置及其方法，这种装置及其方法可以有效防止被保护受热面表面结焦、沾污、腐蚀的现象发生。

本发明要解决的技术问题由如下方案来实现：沿烟气流方向在被保护的锅炉受热面管排的前面、中间、两侧和后面安装长条状腔体，在所述腔体表面沿长度和周向开连通外部的孔洞作为喷嘴，腔体设有用于充入液体、气体或气-液混合物的接口。所述腔体可以是一个或多个联通或完全隔离的腔体，是固定的也可以是可伸缩旋转的。

从所述接口充入的液体、气体，再从所述喷嘴连续或间断喷出，在所述腔体周围形成一个气膜或液膜，根据所述腔体中流动介质被加热的情况，介质可以是气体、液体或气液混合物，液体也可以是具有除焦特性的溶液，正对烟气来流方向，在锅炉受热面管排的最前面布置一套腔体，在腔体后面依次布置的锅炉受热面管排置于它有效投影面积或者气膜、液膜有效隔离防护的作用区域中，腔体本身迎风面的气膜或液膜挡住了直接撞击到腔体表面的灰颗粒，避免了自身被沾污，也避免了灰颗粒对后面投影面积中锅炉受热面管排的直接冲刷，另外，腔体迎风面和背风面喷嘴喷出的气流形成的气膜被烟气携带向后投射，在后面投影面积中的的锅炉受热面管排两侧也形成气膜，一方面气膜冷却了周围的灰颗粒，降低了灰颗粒的粘性；另一方面，气膜在锅炉受热面和高温烟气间形成了隔离层，避免了灰颗粒与锅炉受热面直接接触，大大降低了造成粘附的可能。同时，气流及携带的烟气流、固体颗粒可以冲刷清理附近锅炉受热面管排管壁，实现一定程度的清洁作用，有效避免锅炉受热面管排管道结焦、沾污、腐蚀问题。

随着烟气向后流动，烟气和气膜层的混合和扰动，如果装置后面的锅炉受热面管排较多，那么沿烟气流动方向气膜风隔离作用会减小，这时可以在锅炉受热面管排中间、两侧或者后面间隔布置多处上述装置，调整喷口的开孔方向，保持气膜风的效果，有效防止装置本身和被保护锅炉受热面管壁的结焦、沾污。气膜介质也可以使用空气、水或其它气体或具有除焦特性的溶液。由于装置本身置于高温烟气流中，通过辐射、对流接受大量的热量，如果装置较小、较短，可以直接充入冷空气完成上述功能；如果装置很长、吸收的热量大，气体膨胀的压头不足以保证末端气体的流量或有效冷却装置腔体，可以充入液体或气-液混合体，如水、溶液、水-空气混合物等，液体被加热后，一方面冷却保护了腔体，另一方面，液体直接蒸发或喷出后蒸发来实现上述功能。充入的介质完成对装置的有效冷却，实现足够数量的液、气的喷出，可保证气膜的有效形成，协助结焦、沾污、腐蚀的防治。

本发明的结构和工作原理不仅适用于锅炉受热面管道结构，还可以应用于其它类型的受热面结构。通过对装置结构的调整，适应受热面管道结构、形式的变化，可达到上述防止受热面壁面结焦、沾污、腐蚀的目的。

附图说明

图1为本发明装置的俯视示意图。

图2为本发明装置的主视示意图。

具体实施方式

如图1所示，正对烟气1来流方向在被保护的锅炉受热面管排3的前面、中间安装管状腔体2，在腔体2表面沿长度和周向开连通外部的孔洞作为喷嘴4，腔体2设有用于充入气体的接口。从接口充入气体，再从喷嘴4连续喷出，在腔体2周围形成一个气膜。在腔体2后面依次布置的锅炉受热面管排3置于它有效投影面积或者气膜有效隔离防护的作用区域中，腔体2本身迎风面的气膜挡住了直接撞击到腔体2表面的灰颗粒，避免了自身被沾污，也避免了灰颗粒对后面投影面积中锅炉受热面管排3的直接冲刷。另外，腔体2迎风面和背风面喷嘴4喷出的气流形成的气膜被烟气携带向后投射，在后面投影面积中的的锅炉受热面管排3两侧也形成气膜，一方面气膜冷却了周围的灰颗粒，降低了灰颗粒的粘性；另一方面，气膜在锅炉受热面和高温烟气间形成了隔离层，避免了灰颗粒与锅炉受热面直接接触，大大降低了造成粘附的可能。

Claims (2)

1.防止锅炉受热面管道壁面结焦、沾污、腐蚀的装置，其特征在于：沿烟气流方向在被保护的锅炉受热面管排的前面、中间、两侧和后面安装长条状腔体，在所述长条状腔体表面沿长度和周向开连通外部的孔洞作为喷嘴，长条状腔体设有用于充入液体、气体或气-液混合物的接口，从所述接口充入的液体、气体，再从所述喷嘴连续或间断喷出，在所述长条状腔体周围形成一个气膜或液膜，根据所述长条状腔体中流动介质被加热的情况，介质可以是气体、液体或气液混合物，液体也可以是具有除焦特性的溶液，正对烟气来流方向，在锅炉受热面管排的最前面布置一套长条状腔体，在长条状腔体后面依次布置的锅炉受热面管排置于它有效投影面积或者气膜、液膜有效隔离防护的作用区域中，长条状腔体本身迎风面的气膜或液膜挡住了直接撞击到长条状腔体表面的灰颗粒，避免了自身被沾污，也避免了灰颗粒对后面投影面积中锅炉受热面管排的直接冲刷，另外，长条状腔体迎风面和背风面喷嘴喷出的气流形成的气膜被烟气携带向后投射，在后面投影面积中的锅炉受热面管排两侧也形成气膜，一方面气膜冷却了周围的灰颗粒，降低了灰颗粒的粘性；另一方面，气膜在锅炉受热面和高温烟气间形成了隔离层，避免了灰颗粒与锅炉受热面直接接触，大大降低了造成粘附的可能。

2.根据权利要求1所述的防止锅炉受热面管道壁面结焦、沾污、腐蚀的装置，其特征在于：所述长条状腔体可以是一个或多个联通或完全隔离的腔体，是固定的也可以是可伸缩旋转的。