CN102913929A - 一种煤粉锅炉的钢珠除灰系统 - Google Patents

Abstract

一种煤粉锅炉的钢珠除灰系统，属于锅炉尾部烟道除灰装置的一种。该系统包括蒸汽引射器、钢珠捕捉与撒播系统、锁气器、钢珠分离与存储系统、供珠器和钢珠输送管。在锁气器与供珠器之间依次设置磁力分选器和存珠斗。磁力分选器能够实现钢珠与灰的有效分离，系统可靠性好。存珠斗用于储存下落的钢珠，为防止钢珠锈蚀结团，在存珠斗内部设置旋转叶片。灰斗壁面与水平面夹角约为45~60℃，烟气出口管进口处的上方布置了可调节挡板，烟气出口管的下部向灰斗内侧倾斜5~10°，以防止钢珠随气流进入烟气出口管中。采用本发明提出的钢珠除灰系统能够有效的清除锅炉尾部烟道受热面上的黏结性积灰，系统的稳定性高可靠性好。

Description

一种煤粉锅炉的钢珠除灰系统

技术领域

本发明涉及煤粉锅炉尾部烟道的除灰技术，特别是用于尾部烟道受热面有黏结性积灰或者积灰严重的煤粉锅炉。

背景技术

受热面积灰不但会降低锅炉受热面的传热效果，使蒸汽温度降低，排烟温度升高，排烟热损失增加，而且会增加烟气的流通阻力，使引风机电耗增加，严重时还会限制锅炉出力。目前，电站煤粉锅炉通常采用蒸汽吹灰，利用高速蒸汽射流冲刷受热面，使受热面上的积灰脱落。当尾部烟道受热面上出现黏结性积灰或者积灰严重时，蒸汽吹灰的效果不明显。案例分析：准东煤田是2005年发现的一个储量丰富的整装煤田，准东煤中碱金属含量高，碱金属及碱土金属的氯化物、硫酸盐熔点低，高温下可能呈气态或者液态。此外，碱金属在燃烧过程中还易于与SiO₂、Al₂O₃等形成低温共熔体。在一定的温度区间范围内，气态的碱金属化合物或者低温共熔物，遇冷黏结在受热面上，烟气中的灰颗粒也逐渐被粘附在对流受热面的表面，形成积灰，如不及时清除，将影响锅炉的安全、稳定、高效运行。准东煤严重结渣和积灰特性给已建电厂锅炉的安全运行带来了很大困难。就现阶段而言，准东煤在已建电厂的大量使用受结渣、积灰的影响，不能长期安全高效运行。初步研究表明燃烧准东煤的锅炉的尾部烟道不仅积灰严重，而且是一种黏结性积灰，蒸汽吹灰的效果不明显。

钢珠除灰也是一种用于清除锅炉尾部烟道受热面积灰的一种除灰方法，其工作原理是利用钢珠下落过程中与受热面的碰撞作用将积灰从受热面上击落剥离，而达到清除积灰的目的，通常用于易产生黏结性积灰和牢固性积灰的燃油锅炉中。鲜有用于电站煤粉锅炉的案例。

现有的钢珠除灰系统主要存在三个问题：一是，在燃油锅炉钢珠除灰系统中钢珠和灰的分离是通过分离器实现的，分离器分离效率低，系统的可靠性不高。其次，存珠斗内的钢珠容易锈结成块，堵塞钢珠输送管，影响系统的正常运行。这是因为烟气中SO₂、SO₃易与水蒸气结合生成H₂SO₄蒸汽，当温度低于酸露点时，会发生凝结。钢珠表面的灰中可能含有硫酸蒸汽或者硫酸，受大气中水分的影响，形成稀硫酸，腐蚀钢珠，造成钢珠锈蚀成块，影响除灰系统的正常运行。此外，钢珠在下落过程中，由于受热面或者灰斗壁面的弹射作用，可能被弹入烟气出口管，或者由于结构设计不合理，钢珠会被烟气携带进入烟气出口管，影响后续设备的安全可靠运行。

发明内容

本发明的目的是针对尾部烟道受热面出现黏结性积灰或者积灰严重的煤粉锅炉，提出一种煤粉锅炉的钢珠除灰系统。

本发明的技术方案如下：

一种煤粉锅炉的钢珠除灰系统，包括蒸汽引射器、钢珠捕捉与撒播系统、锁气器、钢珠分离与存储系统、供珠器和钢珠输送管。钢珠捕捉与散播系统布置在锅炉尾部烟道的上部，包括钢珠捕捉器、锥形锁气器、小斗、分配器、缓冲器和撒播器等。钢珠输送管的一端与供珠器连接，另一端与钢珠捕捉器连接。其特征在于：在锁气器与供珠器之间依次布置磁力分选器和存珠斗，磁力分选器的进口与锁气器相连，存珠斗的进口与磁力分选器的出口连接，出口与供珠器连接，在所述的存珠斗中设有旋转叶片；在尾部烟道烟气出口管进口处的上部设有可调节挡板。

上述技术方案中，所述的尾部烟道灰斗的壁面与水平面的夹角为45～60°；尾部烟道烟气出口管的进口段向下倾斜，且与水平面的夹角为5～10°。

本发明具有以下优点和突出性效果：磁力分选器分离效率高，可靠性好，能够实现钢珠和灰的有效分离。存珠斗用于存放钢珠，受烟气中酸性气体以及水蒸气的影响，钢珠易锈蚀结团，在存珠斗内设置了旋转叶片，由电机驱动缓慢旋转，有效防止钢珠结团。灰斗、可调节挡板以及烟气出口管的设计，能够保证合理的烟气流场和足够的钢珠缓冲空间，防止钢珠被气流携带进入或者被弹入烟气出口管影响后续设备的可靠运行。采用本发明提供的钢珠除灰系统，能够有效的清除煤粉锅炉尾部烟道受热面出现的黏结性积灰。

附图说明

图1为本发明提供的一种煤粉锅炉的钢珠除灰系统结构示意图。

图2为本发明提供的存珠斗的结构示意图（主视图）。

图3为图2的俯视图。

图中：1-尾部烟道；2-蒸汽引射器；3-供珠器；4-钢珠输送管；5-钢珠捕捉器；6-锥形锁气器；7-小斗；8-分配器；9-缓冲器；10-撒播器；11-灰斗；12-锁气器；13-磁力分选器；14-存珠斗；15-存灰斗；16-挡板；17-烟气出口管；18-旋转叶片；19-转轴；20-电动机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步说明。

图1为本发明提供的一种燃煤锅炉的钢珠除灰系统结构示意图。如图所示，该系统包括蒸汽引射器2、钢珠捕捉与撒播系统、锁气器12、钢珠分离与存储系统、供珠器3和钢珠输送管4。钢珠捕捉与散播系统布置在锅炉尾部烟道的上部，包括钢珠捕捉器5、锥形锁气器6、小斗7、分配器8、缓冲器9和撒播器10。钢珠输送管4的一端与供珠器3连接，另一端与钢珠捕捉器5连接。在锁气器12与供珠器3之间依次布置磁力分选器13和存珠斗14，构成了钢珠分离与存储系统；磁力分选器13的进口与锁气器12相连，存珠斗14的进口与磁力分选器13的出口连接，存珠斗14的出口与供珠器3连接，在所述的存珠斗14中设有旋转叶片18；在尾部烟道1的烟气出口管17进口处的上部设有可调节挡板16。

如图1所示，本发明提供的钢珠除灰系统的工作流程大致如下：首先蒸汽引射器2中通入蒸汽，在钢珠捕捉器5内形成负压，在空气作用下，钢珠由存珠斗14经供珠器3进入钢珠输送管4。钢珠在钢珠输送管4中随空气一起进入布置在锅炉尾部烟道顶部的钢珠捕捉器5中，在钢珠捕捉器5中进行钢珠与空气的分离。然后，钢珠经管道进入到锥形锁气器6中，当管道中的钢珠堆积到一定高度时，锥形锁气器在钢珠的重力作用下打开，钢珠经小斗7进入分配器8中，分成多路进入缓冲器9，最后经撒播器10均匀落入尾部烟道中。钢珠在下落的过程中撞击受热面上的积灰，使其松动脱落，大块积灰与钢珠一起沉积到灰斗11中，细小的积灰则随着烟气继续流动进入后续的装置中。当灰斗中的积灰和钢珠堆积到一定高度时，锁气器12打开，钢珠和积灰的混合物进入磁力分选器13。分离出来的钢珠进入存珠斗14，进入下一次循环。分离出来的积灰则进入存灰斗15。

钢珠除灰系统停运期间，存放在存珠斗14内的钢珠，由于SO₂、SO₃、水蒸气等的作用容易发生锈蚀，堆积的钢珠受锈蚀作用的影响可能团聚成块，堵塞钢珠输送通道，影响系统的正常运行。本发明对存珠斗14进行了改进，如图2和图3所示，在存珠斗内部设置了搅拌装置，搅拌装置由旋转叶片18、转轴19和电动机20组成。在钢珠除灰系统停运期间，电动机20驱动搅拌器，在转轴19带动下，通过旋转叶片18搅动存珠斗14内的钢珠，保证钢珠的流动，防止结团。

烟道出口，钢珠易被气流携带进入空气预热器，除尘器等后续装置，影响设备的安全运行。为此，需要通过结构的调整和设计，防止钢珠被携带进入后续装置中。如图1所示，灰斗11需要保证足够的深度，其壁面与水平面的夹角α一般为45～60°，防止下落的钢珠被弹入水平烟道。此外，建议在烟气出口管17进口的上部安装挡板16，挡板16与尾部烟道垂直壁面的夹角β可通过转轴进行调节，β角的调节既能防止钢珠弹入水平烟道，又能适当减少烟气流通阻力的增加。烟气出口管17的进口段（即靠近灰斗的一端）向下倾斜一定的角度γ，γ一般为5～10°，若钢珠被意外携带进入烟气出口管17，钢珠能够在重力作用下重新返回到灰斗中。

Claims (3)

1.一种煤粉锅炉的钢珠除灰系统，该系统包括蒸汽引射器（2）、设置在锅炉尾部烟道上部的钢珠捕捉与撒播系统、设置在尾部烟道灰斗下方的锁气器（12）、钢珠分离与存储系统、供珠器（3）和钢珠输送管（4），钢珠输送管（4）的一端连接供珠器（3），另一端连接钢珠捕捉与撒播系统；其特征在于：在锁气器（12）与供珠器（3）之间依次布置磁力分选器（13）和存珠斗（14），磁力分选器（13）的进口与锁气器（12）相连；所述的存珠斗（14）的进口与磁力分选器（13）的出口连接，存珠斗出口与供珠器（3）连接，存珠斗（14）内设有旋转叶片（18）；在尾部烟道（1）烟气出口管（17）进口处的上部设有可调节挡板（16）。

2.如权利要求1所述的一种煤粉锅炉的钢珠除灰系统，其特征在于：所述的尾部烟道灰斗的壁面与水平面的夹角为45～60°。

3.如权利要求1所述的一种煤粉锅炉的钢珠除灰系统，其特征在于：尾部烟道烟气出口管（17）的进口段向下倾斜，且与水平面的夹角为5～10°。

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