CN102980176A

CN102980176A - 一种用于防止垃圾焚烧锅炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风装置

Info

Publication number: CN102980176A
Application number: CN2012105018089A
Authority: CN
Inventors: 马晓茜; 林海
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2032-11-29
Also published as: CN102980176B

Abstract

本发明公开了一种用于防止垃圾焚烧锅炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风装置，贴壁风装置包括贴壁风风箱、贴壁风喷嘴，贴壁风风箱的一端与贴壁风喷嘴相连接，贴壁风风箱的另一端与风管相连接；贴壁风喷嘴包括喷嘴鳍片、前部挡板和底部挡板、水冷壁管和水冷壁鳍片；前部挡板由入口档板、渐缩挡板、出口挡板构成，在出口挡板上开设有吹扫狭缝；取下对应相邻两根水冷壁管间的水冷壁鳍片，形成水冷壁狭缝。贴壁风喷嘴采用渐缩设计，烟气顺着主烟气方向一侧喷出，贴壁风风向与水冷壁管轴向相同，具有引射区，形成稳定可靠、流阻小、输送距离远，防护范围大。本装置无须多层布置，对原锅炉的燃烧传热影响小，有效地解决了垃圾焚烧锅炉水冷壁高温腐蚀问题。

Description

一种用于防止垃圾焚烧锅炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风装置

技术领域

本发明属于电站锅炉技术领域，特别涉及一种用于防止垃圾焚烧锅炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风装置。

背景技术

与燃煤锅炉相比，垃圾焚烧锅炉内的烟气具有水分和飞灰含量高的特点，而且烟气中含有较高浓度的HCl和CO,以及SO₂、NO_x等酸性气体，加之飞灰中重金属含量较高。恶劣的炉内烟气环境使得垃圾焚烧锅炉较之燃煤锅炉，水冷壁管高温腐蚀的机理更为复杂，高温腐蚀更容易发生。

水冷壁发生高温腐蚀后，会引起水冷壁壁厚减薄。据统计，一般每年壁厚减薄量约为1mm，严重时其减薄速度可达数倍，容易造成突发性的水冷壁爆管事件，增加了电厂的临时性检修和大修的工作量，形成安全运行的严重隐患，给电厂造成很大的经济损失。由此可见，垃圾焚烧过程中严重的水冷壁高温腐蚀已经成为限制垃圾焚烧炉高效运行的关键问题之一，这也逐渐引起了国内外各垃圾焚烧锅炉运行生产产商和研究学者们的关注和重视。

对于防止垃圾焚烧锅炉水冷壁高温腐蚀，工程上一般从以下方面考虑：降低水冷壁表面温度，使其偏离高温腐蚀的高速率温度区；破坏炉内局部的还原性气氛；改善水冷壁表面的积灰情况等。目前国内较多采用金属表面防护，或者采用耐腐蚀高合金钢、渗铝管等来减缓高温腐蚀速率，但这些毕竟都是消极防护方式，被腐蚀磨损一定程度后得重新敷设和更换，工程造价较高。采用贴壁风方法，可以在水冷壁表面形成一层低温的空气膜，有效降低水冷壁表面温度，形成的氧化性气氛可以破坏高温腐蚀所需的还原性气氛。贴壁风还可有效地吹扫水冷壁表面，防止大量积灰的产生，减少结渣的可能性，从而减少重金属盐在壁面的沉积。从经济性上考虑，贴壁风装置结构简单，投资较小，效果明显，收益与投资比高；从技术层面上考虑，贴壁风技术成熟可靠，贴壁风风量占总风量的比例小，装置仅布置于容易发生高温腐蚀区域，对炉内的燃烧和传热影响较小。权衡利弊，采用贴壁风装置防止水冷壁高温腐蚀具有良好的可行性。

然而，贴壁风装置毕竟是原设计锅炉以外的附加装置，对锅炉内部的燃烧、传热和流动的影响在所难免。优化设计出一种更为高效的贴壁风装置，能够最大程度上减少对其对锅炉效率的影响，并达到防止水冷壁的高温腐蚀的效果，在日趋注重电厂效益和安全的今天显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决垃圾焚烧锅炉水冷壁高温腐蚀的问题，并尽量减少对原锅炉运行的影响，提供了一种用于防止垃圾焚烧锅炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风装置，其具有投资小、结构简单、运行高效的优点。

本发明解决现有技术问题的技术方案是：

一种用于防止垃圾焚烧锅炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风装置，包括风管、二次风道，所述贴壁风装置包括贴壁风风箱、贴壁风喷嘴，所述贴壁风风箱的一端与贴壁风喷嘴相连接，所述贴壁风风箱的另一端与风管相连接；

所述贴壁风喷嘴包括喷嘴鳍片、前部挡板和底部挡板、水冷壁管和水冷壁鳍片；前部挡板由入口档板、渐缩挡板、出口挡板构成，在出口挡板上开设有吹扫狭缝；取下对应相邻两根水冷壁管间的水冷壁鳍片，形成水冷壁狭缝。所述风管内设置流量计。

所述贴壁风喷嘴的前部挡板的总长度为水冷壁狭缝的长度的两倍，其中入口挡板的长度与水冷壁狭缝的长度相同；渐缩挡板、出口挡板、喷嘴鳍片、对应相邻两根水冷壁管和水冷壁鳍片包围而成的空间，为贴壁风的引射区。

所述的贴壁风装置还包括风管、二次风道，风管与二次风道相连接，在风管与二次风道之间设置有风门。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

1.将本发明所述的贴壁风装置布置于垃圾焚烧锅炉内高温腐蚀区的底部位置，贴壁风喷嘴底部通过底部挡板封闭，仅在顺着炉内主烟气流动方向一侧喷出，流动阻力小，能够获得更远的输送距离。

2.贴壁风喷嘴前部挡板采用渐缩设计，用于提高贴壁风的喷出速度，增长贴壁风沿水冷壁管壁面的输送距离。

3.渐缩挡板、出口挡板、喷嘴鳍片、对应相邻两根水冷壁管和水冷壁鳍片形成的引射区有助于贴壁风的稳定形成，并保证其效果。

4.贴壁风风向与水冷壁管轴向相同，沿相邻两根水冷壁管和水冷壁鳍片形成的沟槽输送，进一步减小其流动阻力，本贴壁风装置无须多层布置，系统结构简单，防护范围大。

5.贴壁风喷嘴喷出的贴壁风采用冷风射流的方式喷出，一方面有利于降低水冷壁管表面温度，一方面贴壁风射流可以对流程上的水冷壁管表面进行吹扫，防止飞灰在水冷壁管表面的沉积，一定程度上防止壁面结渣。

本发明技术手段简便易行，投资小，收益明显，形成的贴壁风流动阻力小，输送距离远，运行经济高效，有效防止水冷壁高温腐蚀的发生。

附图说明

图1为本发明与焚烧锅炉的应用实例示意图。

图2为图1中A-A剖视结构示意图。

图3为本发明的贴壁风喷嘴4的俯视结构示意图。

图4为图3中B-B剖视结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，本发明用于防止垃圾焚烧锅炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风装置，包括风管9、二次风道10；

如图2所示，所述贴壁风装置包括贴壁风风箱2、贴壁风喷嘴4，所述贴壁风风箱2的一端与贴壁风喷嘴4相连接，所述贴壁风风箱2的另一端与风管9相连接；

如图3、图4所示，所述贴壁风喷嘴4包括喷嘴鳍片4-1、前部挡板4-2、底部挡板4-3、水冷壁管6、水冷壁鳍片7；前部挡板4-2由入口档板4-2-1、渐缩挡板4-2-2、出口挡板4-2-3构成，在出口挡板4-2-3上开设有吹扫狭缝4-2-4；取下对应相邻两根水冷壁管6间的水冷壁鳍片7，形成水冷壁狭缝3。由贴壁风风箱2供给的空气通过各个水冷壁狭缝3进入各个单元的贴壁风喷嘴4中。

如图3、图4所示，所述贴壁风喷嘴4的前部挡板4-2的总长度为水冷壁狭缝3的长度的两倍，其中入口挡板4-2-1的长度与水冷壁狭缝3的长度相同；渐缩挡板4-2-2、出口挡板4-2-3、喷嘴鳍片4-1、对应相邻两根水冷壁管6和水冷壁鳍片7包围而成的空间，为贴壁风的引射区，有助于贴壁风的稳定形成，并保证其效果。

如图2所示，所述的贴壁风装置还包括风管9、二次风道10，风管9与二次风道10相连接，在风管9与二次风道10之间设置有风门13。

所述风管9内设置流量计（图中未示出）。通过流量计监测进入贴壁风风箱2内的风量，同时保证总贴壁风风量小于总风量的5%。

将本发明所述的贴壁风装置设置在炉膛的墙壁上，在贴壁风装置上方和下方墙壁安放在线烟气分析装置8，在线烟气分析装置8沿炉膛1宽度方向均匀分布。在线烟气分析装置8用于实时监测贴壁风装置的上下方的烟气组分含量，重点监测HCl、CO、和O₂浓度，以协助防止腐蚀性气体浓度过高和局部还原性气氛的出现。

如图2所示，流量计（图中未示出）和在线烟气分析装置8的监测结果，由风门13实现对贴壁风风量的控制。当炉膛1内局部HCl和CO浓度过高，或者O2浓度过低时，在贴壁风总风量不超过总风量5%的情况下，可适量增大贴壁风风量。

如图3、图4所示，前部挡板4-2的渐缩挡板4-2-2，用于提高贴壁风的喷出速度，增长贴壁风沿水冷壁管6壁面的输送距离。

如图4所示，吹扫狭缝4-2-4的设置是主要是为了防止飞灰在渐缩挡板4-2-2上沉积。运行时，贴壁风喷嘴4内少量空气通过吹扫狭缝4-2-4对渐缩挡板4-2-2的外表面进行吹扫，同时也对其起到冷却保护作用。

如图2所示。贴壁风喷嘴4的底部通过底部挡板4-3封闭，贴壁风仅在顺着炉膛1内主烟气流动方向一侧喷出，流动阻力小，保证贴壁风具有较大的输送距离。

如图3所示，贴壁风风向与水冷壁管6轴向相同，沿相邻两根水冷壁管6和水冷壁鳍片7形成的沟槽输送，进一步减小流动阻力。贴壁风装置无须多层布置，系统结构简单，防护范围大。贴壁风采用冷风射流的方式喷出，一方面有利于降低水冷壁管6表面温度，一方面贴壁风射流可以对水冷壁管6表面进行吹扫，防止飞灰在水冷壁管6表面的沉积，一定程度上防止贴壁风效果范围内的水冷壁管6壁面结渣的发生。

贴壁风装置仅布置于余热锅炉第一烟道尾部的前墙、顶棚和后墙上（即炉膛出口下边界到其下方数米范围）等高温腐蚀较为严重区域的底部位置。炉膛1横截面呈1：2的长方形状，温度和烟气分布情况使得两侧墙产生高温腐蚀的情况较少。在实际运行中，可以根据需要，在其它高温腐蚀严重的区域底部布置贴壁风装置。

如上所述便可较好的实现本发明。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于防止垃圾焚烧锅炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风装置，其特征在于：贴壁风装置包括贴壁风风箱、贴壁风喷嘴，贴壁风风箱的一端与贴壁风喷嘴相连接，贴壁风风箱的另一端与风管相连接；

所述贴壁风喷嘴包括喷嘴鳍片、前部挡板和底部挡板、水冷壁管和水冷壁鳍片；前部挡板由入口档板、渐缩挡板、出口挡板构成，在出口挡板上开设有吹扫狭缝；取下对应相邻两根水冷壁管间的水冷壁鳍片，形成水冷壁狭缝。

2.根据权利要求1所述的用于防止垃圾焚烧锅炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风装置，其特征在于，所述贴壁风喷嘴的前部挡板的总长度为水冷壁狭缝的长度的两倍，其中入口挡板的长度与水冷壁狭缝的长度相同；渐缩挡板、出口挡板、喷嘴鳍片、对应相邻两根水冷壁管和水冷壁鳍片包围而成的空间，为贴壁风的引射区。

3.根据权利要求1所述的用于防止垃圾焚烧锅炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风装置，其特征在于，贴壁风装置还包括风管、二次风道，风管与二次风道相连接，在风管与二次风道之间设置有风门。

4.根据权利要求2所述的用于防止垃圾焚烧锅炉水冷壁高温腐蚀的贴壁风装置，其特征在于，所述风管内设置流量计。