CN103225805B - 防止水冷壁高温腐蚀的锅炉装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防止水冷壁高温腐蚀的锅炉装置，包括炉体、低氮旋流燃烧器、高氮旋流燃烧器，所述炉体包括前墙、后墙、左侧墙、右侧墙，所述高氮旋流燃烧器安装在前墙、后墙上靠近左侧墙和右侧墙的区域，所述低氮旋流燃烧器安装在前墙、后墙上远离左侧墙和右侧墙的中部区域。本发明通过对两种旋流燃烧器的合理布置，将靠近左侧墙和右侧墙的燃烧器更换为高氮旋流燃烧器，解决了侧墙水冷壁高温腐蚀的问题，操作简单，运行管理方便，不会对炉内燃烧的稳定性产生负面影响，也不会增加锅炉运行维护费用。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉技术领域，特别是涉及一种防止水冷壁高温腐蚀的锅炉装置和方法。
背景技术
随着国家对NOx排放量要求的不断提高，低氮旋流燃烧器和空气分级技术在锅炉上得到了广泛应用，低氮旋流燃烧器和空气分级技术虽然能有效抑制和降低NOx生成，但随之产生了锅炉水冷壁高温腐蚀的问题。主要是因为:1.应用了低氮燃烧器和空气分级的超临界锅炉，主燃区缺氧燃烧，形成的还原性气氛，有利于腐蚀性气体H2S的生成，也会有利于Cl腐蚀的形成；2.低氮旋流燃烧器通常采用延迟一次风和二次风的混合来实现低NOx排放的目的，当二次风未及时混入一次风时，靠近侧墙的低氮旋流燃烧器的一次风在对冲后会冲刷侧墙,冲刷侧墙会造成未氧化的燃料在侧墙水冷壁上沉积，造成水冷壁表面的硫腐蚀。高温腐蚀造成水冷壁管的厚度逐年减薄，锅炉水冷壁管的金属损失速率甚至高达2.5mm/年，给锅炉的安全稳定运行带来严重的威胁。
目前常用的减轻或防止锅炉水冷壁高温腐蚀的方法有：1.对水冷壁管进行渗铝等表面防腐处理，但这种方法费用较高，而且防护周期较短；2.在侧墙上安装贴壁风，但采用贴壁风系统投资较大，结构复杂，且贴壁风需要较大的风速，易影响炉膛内燃烧的稳定性。
因此，急需一种系统简单、价格合理、易于实施且不影响炉内燃烧稳定性和锅炉效率的防水冷壁高温腐蚀技术。
发明内容
基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种系统简单、价格合理、易于实施且不影响炉内燃烧稳定性和锅炉效率的防止水冷壁高温腐蚀的锅炉装置和方法。
一种防止水冷壁高温腐蚀的锅炉装置，包括炉体、低氮旋流燃烧器、高氮旋流燃烧器，所述炉体包括前墙、后墙、左侧墙、右侧墙，所述高氮旋流燃烧器安装在前墙、后墙上靠近左侧墙和右侧墙的区域，所述低氮旋流燃烧器安装在前墙、后墙上远离左侧墙和右侧墙的中部区域。
优选地，所述低氮旋流燃烧器与高氮旋流燃烧器为多个，所述前墙、后墙上的低氮旋流燃烧器与高氮旋流燃烧器排成若干行，每行低氮旋流燃烧器靠近左侧墙和右侧墙的区域布置有高氮旋流燃烧器。
优选地，所述高氮旋流燃烧器为多个，在所述前墙、后墙上靠近左侧墙和右侧墙的区域各布置一列高氮旋流燃烧器。
优选地，所述高氮旋流燃烧器为多个，在所述前墙、后墙上靠近左侧墙和右侧墙的区域各布置两列高氮旋流燃烧器。
一种防止水冷壁高温腐蚀的方法，包括步骤：
在炉体的前墙和后墙上靠近左侧墙和右侧墙的区域安装高氮旋流燃烧器；
在炉体的前墙和后墙上远离左侧墙和右侧墙的中部区域安装低氮旋流燃烧器；
所述靠近左侧墙和右侧墙的高氮旋流燃烧器喷出的弱还原性射流将左侧墙水冷壁、右侧墙水冷壁与低氮旋流燃烧器喷出的强还原性射流隔开，在左侧墙和右侧墙附近形成保护层。
下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：
高氮旋流燃烧器的一次风与二次风具有混合较早且充分的特点，煤粉燃尽程度较高，高氮旋流燃烧器射流中的少量的未燃尽颗粒分布均匀，对冲射流碰撞后形成的刷墙气流中不会出现煤粉颗粒集中的现象，从而大大减少了未氧化燃料在水冷壁上的沉积，减轻了水冷壁表面的硫腐蚀。
由于高氮燃烧器射流中的一次风与二次风混合充分，煤粉热解产生的挥发分迅速燃烧，下游射流中的一氧化碳含量很少，不会形成强还原性气氛，从而抑制腐蚀性气体的生成，保护侧墙水冷壁不受气相腐蚀。
将高氮旋流燃烧器安装在前墙、后墙上靠近左侧墙和右侧墙的区域，将低氮旋流燃烧器安装在前墙、后墙上远离左侧墙和右侧墙的中部区域，高氮旋流燃烧器喷出的弱还原性射流将侧墙水冷壁与低氮旋流燃烧器出口的强还原性射流隔开，从而起到保护侧墙水冷壁的作用。
本发明通过对两种旋流燃烧器的合理布置，将靠近左侧墙和右侧墙的燃烧器更换为高氮旋流燃烧器，解决了侧墙水冷壁高温腐蚀的问题，操作简单，运行管理方便，不会对炉内燃烧的稳定性产生负面影响，也不会增加锅炉运行维护费用。
附图说明
图1为本发明防止水冷壁高温腐蚀的锅炉装置结构示意图；
图2为本发明防止水冷壁高温腐蚀的锅炉装置的炉内气氛分布示意图；
附图标记说明：
1、前墙，2、后墙，3、左侧墙，4、右侧墙5、低氮旋流燃烧器，6、高氮旋流燃烧器，7、保护层，8、强还原性烟气。
具体实施方式
如图1所示，一种防止水冷壁高温腐蚀的锅炉装置，包括炉体、低氮旋流燃烧器5、高氮旋流燃烧器6，所述炉体包括前墙1、后墙2、左侧墙3、右侧墙4，所述高氮旋流燃烧器6安装在前墙1、后墙2上靠近左侧墙和右侧墙的区域，所述低氮旋流燃烧器5安装在前墙1、后墙2上远离左侧墙和右侧墙的中部区域。
由图1可知，本实施例中，所述的低氮旋流燃烧器5布置在前墙1、后墙2上远离左侧墙和右侧墙的中部区域，排成三行，在每行低氮旋流燃烧器5靠近左侧墙和右侧墙的位置都布置有高氮旋流燃烧器6。所述高氮旋流燃烧器6为十二个，在所述前墙1、后墙2上靠近左侧墙和右侧墙的两侧各布置三个，所述的三个高氮旋流燃烧器6成一列。
将低氮旋流燃烧器与高氮旋流燃烧器排成若干行，每行低氮旋流燃烧器靠近左侧墙和右侧墙的两侧布置有高氮旋流燃烧器，使每行的低氮旋流燃烧器与高氮旋流燃烧器安装在相同的高度，这样可以保证高氮旋流燃烧器产生的弱还原性烟气将低氮旋流燃烧器产生的强还原性烟气隔开，有效避免侧墙水冷壁的高温腐蚀。
当然，所述高氮旋流燃烧器的个数根据使用需求选择，在所述前墙、后墙上靠近左侧墙和右侧墙的区域可以设置一列或多列。
如图2所示，所述高氮旋流燃烧器6的射流为弱还原性气氛，在左侧墙和右侧墙附近形成保护层7，该保护层可以起到减轻高温腐蚀的作用。由于每行低氮旋流燃烧器5靠近左侧墙和右侧墙的位置都布置有高氮旋流燃烧器6，使得炉体中部的低氮旋流燃烧器5产生的强还原性烟气8无法冲刷到左侧墙水冷壁与右侧墙水冷壁，而且低氮旋流燃烧器5出口的较浓的未燃尽煤粉颗粒也无法冲刷到侧墙水冷壁，避免了因未燃尽煤粉刷墙造成的水冷壁硫腐蚀。
一种防止水冷壁高温腐蚀的方法，包括步骤：
在炉体的前墙和后墙上靠近左侧墙和右侧墙的区域安装高氮旋流燃烧器；
在炉体的前墙和后墙上远离左侧墙和右侧墙的中部区域安装低氮旋流燃烧器；
所述靠近左侧墙和右侧墙的高氮旋流燃烧器喷出的弱还原性射流将左侧墙水冷壁和右侧墙水冷壁与低氮旋流燃烧器喷出的强还原性射流隔开，在左侧墙和右侧墙附近形成保护层。
本实施例通过对两种旋流燃烧器的合理布置，将靠近左侧墙和右侧墙的燃烧器更换为高氮旋流燃烧器，解决了侧墙水冷壁高温腐蚀的问题，操作简单，运行管理方便，不会对炉内燃烧的稳定性产生负面影响，也不会增加锅炉运行维护费用。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种防止水冷壁高温腐蚀的锅炉装置，其特征在于，包括炉体、低氮旋流燃烧器、高氮旋流燃烧器，所述炉体包括前墙、后墙、左侧墙、右侧墙，所述高氮旋流燃烧器安装在前墙、后墙上靠近左侧墙和右侧墙的区域，所述低氮旋流燃烧器安装在前墙、后墙上远离左侧墙和右侧墙的中部区域。
2.根据权利要求1所述的防止水冷壁高温腐蚀的锅炉装置，其特征在于，所述低氮旋流燃烧器与高氮旋流燃烧器为多个，所述前墙、后墙上的低氮旋流燃烧器与高氮旋流燃烧器排成若干行，每行低氮旋流燃烧器靠近左侧墙和右侧墙的区域布置有高氮旋流燃烧器。
3.根据权利要求2所述的防止水冷壁高温腐蚀的锅炉装置，其特征在于，在所述前墙、后墙上靠近左侧墙和右侧墙的区域各布置一列高氮旋流燃烧器。
4.根据权利要求2所述的防止水冷壁高温腐蚀的锅炉装置，其特征在于，在所述前墙、后墙上靠近左侧墙和右侧墙的区域各布置两列高氮旋流燃烧器。
5.一种防止水冷壁高温腐蚀的方法，其特征在于，包括步骤：
在炉体的前墙和后墙上靠近左侧墙和右侧墙的区域安装高氮旋流燃烧器；
在炉体的前墙和后墙上远离左侧墙和右侧墙的中部区域安装低氮旋流燃烧器；
所述靠近左侧墙和右侧墙的高氮旋流燃烧器喷出的弱还原性射流将左侧墙水冷壁、右侧墙水冷壁与低氮旋流燃烧器喷出的强还原性射流隔开，在左侧墙和右侧墙附近形成保护层。
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