CN103256591A - 防止屏式过热器高温腐蚀的生物质循环流化床锅炉 - Google Patents

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时正海
高洪培
孙献斌
王鹏利
刘海峰
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Abstract

防止屏式过热器高温腐蚀的生物质循环流化床锅炉，炉膛通过分离器与尾部烟道相连，炉膛内设置有屏式过热器管，屏式过热器管所有外表面覆盖耐磨耐火材料，耐磨耐火材料焊接在屏式过热器管表面或通过屏式过热器管管间鳍片上的耐热销钉固定，屏式过热器管表面的耐磨耐火材料可完全防止生物质循环流化床锅炉屏式过热器高温腐蚀，且不会发生脱落，因此本发明可以完全防止生物质锅炉的高温腐蚀。

Description

防止屏式过热器高温腐蚀的生物质循环流化床锅炉
技术领域
本发明涉及热力设备技术领域，特别涉及一种防止屏式过热器高温腐蚀的生物质循环流化床锅炉。
背景技术
生物质燃料中含有Cl、K、Na等无机杂质，容易引起生物质锅炉的高温腐蚀、沾污和结焦等问题。这些元素的挥发性较好，容易进入烟气侧。生物质燃料引起的高温腐蚀主要与燃料中的氯有关，同时也受到灰中碱金属的影响，Cl元素在反应过程起到催化剂的作用。因飞灰中的Na和K等元素的影响，生物质燃料燃烧过程中产生的飞灰粘接性很强，与氯腐蚀后的管壁结合，进一步加剧了受热面的高温腐蚀。研究表明，当受热面壁温在450～700℃的范围，高温腐蚀明显加剧。生物质锅炉的高温腐蚀，沾污，结焦严重影响了锅炉安全经济运行。
由以上分析可以看出，生物质锅炉高温腐蚀主要和烟气中氯元素有关，另外和生物质燃料灰的Na，K的碱金属有关。实际中高参数锅炉的蒸汽温度和蒸汽压力有关，为了追求高的发电效率，生物质锅炉有大型趋势。大型生物锅炉的过热器蒸汽温度处于450～700℃的范围内，处于高温腐蚀严重的区段。因此，要解决生物锅炉高温腐蚀问题，必须设法使得破坏管外产生高温腐蚀的条件。
国外有采用特殊过热器材质来防止高温腐蚀的报道，据了解其过热器材料成本高，其配件供货周期长。国内有多个高校开展了采用管壁喷涂方法来防止高温腐蚀，具有一定效果，但是总来讲，没有从根本上解决高温腐蚀问题，且过热器表面喷涂后的运行时间相对较短，未得到实际工程的长时间验证，新型的防止高温腐蚀的喷涂材料防腐效果还有待于进一步研究。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供防止屏式过热器高温腐蚀的生物质循环流化床锅炉，采用耐火材料覆盖在屏式过热器的表面将烟气中引起管材腐蚀的元素与受热面管材隔离开，耐火材料采用焊接过热器管或管间鳍片上的销钉固定，解决了大型生物质循环流化床锅炉屏式过热器高温腐蚀、沾污等问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
防止屏式过热器高温腐蚀的生物质循环流化床锅炉，包括炉膛1，炉膛1通过分离器2与尾部烟道3相连，炉膛1内设置有屏式过热器管4，屏式过热器管4所有外表面覆盖耐磨耐火材料5，耐磨耐火材料5焊接在屏式过热器管4表面或通过屏式过热器管4管间鳍片上的耐热销钉固定，
所述的耐磨耐火材料5采用自然养护或烘炉的方式使其固化并覆盖在屏式过热器管4表面。
所述耐热销钉能够承受500～1000℃的烟气温度。
所述耐热销钉的形状可以为直钉，Y型，L型，V型或T型。
所述耐磨耐火材料5选自耐磨耐火塑料，耐磨耐火浇注，或其它类型耐火材料。
所述耐磨耐火材料5敷设厚度为5～100mm，优选为10-80mm，更优选为20-60mm。
本发明可完全防止生物质循环流化床锅炉屏式过热器高温腐蚀，这主要原因是，在正常情况下，敷设在屏式过热器表面的耐火材料不会发生脱落，耐火材料失效方式是磨损。由于耐磨耐火材料5磨损速率较低（小于0.4mm/年），按照耐火材料敷设厚度为15mm计算，在锅炉在役期间30年内，磨损后耐火材料厚度仍然大于3mm以上，在这期限内耐火材料可以阻止腐蚀性烟气与耐火材料的直接接触。因此本发明可以完全防止生物质锅炉的高温腐蚀。
本发明可用于已有生物质循环流化床锅炉的屏式过热器改造，或应用于新设计的循环流化床锅炉。
附图说明
图1为本发明示意图。
图2为屏式过热器管4销钉形式及布置示意图，其中图2A为采用直钉固定耐火材料，图2B为采用V型销钉固定耐火材料、图2C为采用Y型销钉固定耐火材料、图2D为采用L型销钉固定耐火材料、图2E为采用T型销钉固定耐火材料，图中附图标记1A、1B、1C、1D、1E均为耐热销钉，序号2A、2B、2C、2D、2E均为鳍片，序号3A、3B、3C、3D、3E为本发明的屏式过热器管。
图3为一种采用直钉的防止生物质循环流化床锅炉屏式过热器高温腐蚀结构示意图。
图4为一种采用T型钉的防止生物质循环流化床锅炉屏式过热器高温腐蚀结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做做详细叙述。
参照图1，防止屏式过热器高温腐蚀的生物质循环流化床锅炉，包括炉膛1，炉膛1通过分离器2与尾部烟道3相连，炉膛1内设置有屏式过热器管4，其特征在于，屏式过热器管4所有外表面覆盖耐磨耐火材料5，耐磨耐火材料5焊接在屏式过热器管4表面或通过屏式过热器管4管间鳍片上的耐热销钉固定。
所述的耐磨耐火材料5采用自然养护或烘炉的方式使其固化并覆盖在屏式过热器管4表面。
所述耐热销钉能够承受500～1000℃的烟气温度。
所述耐热销钉的形状可以为直钉，Y型，L型，V型，T型。图2为本发明可能采用几种防止高温腐蚀的屏式过热器结构。其中图2A中为采用直钉固定耐火材料结构，直钉焊接在过热器管表面，耐火材料敷设在直钉周边。图2B中为采用V型销钉固定耐火材料结构，V型销钉焊接在过热器管间的鳍片表面上，耐火材料敷设在V型销钉周边。其中图2C中为采用Y型销钉固定耐火材料结构，Y型销钉焊接在过热器管间的鳍片表面上，耐火材料敷设在Y型销钉周边。图2D为采用L型销钉固定耐火材料结构，L型销钉焊接在过热器管间的鳍片表面上，耐火材料敷设在L型销钉周边。图2E为采用T型销钉固定耐火材料结构，T型销钉焊接在过热器管间的鳍片表面上，耐火材料敷设在T型销钉周边。图2A、图2B、图2C、图2D、图2E中对应序号1A、1B、1C、1D、1E为耐热销钉，对应序号2A、2B、2C、2D、2E为过热器管，对应序号3A、3B、3C、3D、3E为鳍片。
所述耐磨耐火材料5选自耐磨耐火塑料，耐磨耐火浇注，或其它类型耐火材料。
所述耐磨耐火材料5敷设厚度为5～100mm，优选为10-80mm，更优选为20-60mm。
以下实施例用于说明本发明，但本领域技术人员理解，所有实施例都不得作为对本发明的限制。任何在本发明的范围内做出的改进或变化都在本发明的保护范围之内。
实施例一
如图3所示，本发明提出一种可完全防止屏式过热器发生高温腐蚀的生物质循环流化床锅炉，在过热器管壁上直接耐热销钉，耐热销钉型式采用直钉，在直钉周围敷设耐磨耐火可塑料，采用自然养护对耐磨耐火材料5进行固化，耐磨耐火材料5敷设厚度（距管外壁）为20mm。图中序号1F为耐热销钉，序号2F为过热器管，序号3F为鳍片。
实施例二
如图4所示，本发明提出一种可完全防止屏式过热器发生高温腐蚀的生物质循环流化床锅炉，在过热器管壁间鳍片上焊接T型耐热销钉，在耐热直钉周围敷设耐磨耐火可塑料，采用自然养护对耐磨耐火材料5进行固化，耐磨耐火材料5敷设厚度（距管外壁）为25mm。图中序号1H为耐热销钉，序号2H为过热器管，序号3H为鳍片。
本发明的工作原理为：本发明可用于已有生物质循环流化床锅炉的屏式过热器改造，或应用于新设计的循环流化床锅炉，工作原理与现有锅炉相同，不同的是，敷设在屏式过热器管4表面的耐磨耐火材料5可完全防止生物质循环流化床锅炉屏式过热器高温腐蚀，且不会发生脱落，因此本发明可以完全防止生物质锅炉的高温腐蚀。

Claims (8)

1.防止屏式过热器高温腐蚀的生物质循环流化床锅炉，包括炉膛（1），炉膛(1)通过分离器（2）与尾部烟道（3）相连，炉膛（1）内设置有屏式过热器管（4），其特征在于，屏式过热器管（4）所有外表面覆盖耐磨耐火材料（5），耐磨耐火材料（5）焊接在屏式过热器管（4）表面或通过屏式过热器管（4）管间鳍片上的耐热销钉固定。
2.根据权利要求1所述的防止屏式过热器高温腐蚀的生物质循环流化床锅炉，其特征在于，所述的耐磨耐火材料（5）采用自然养护或烘炉的方式使其固化并覆盖在屏式过热器管（4）表面。
3.根据权利要求1所述的防止屏式过热器高温腐蚀的生物质循环流化床锅炉，其特征在于，所述耐热销钉能够承受500～1000℃的烟气温度。
4.根据权利要求1所述的防止屏式过热器高温腐蚀的生物质循环流化床锅炉，其特征在于，所述耐热销钉的形状可以为直钉，Y型，L型，V型或T型。
5.根据权利要求1所述的防止屏式过热器高温腐蚀的生物质循环流化床锅炉，其特征在于，所述耐磨耐火材料（5）选自耐磨耐火塑料，耐磨耐火浇注，或其它类型耐火材料。
6.根据权利要求1所述的防止屏式过热器高温腐蚀的生物质循环流化床锅炉，其特征在于，所述耐磨耐火材料（5）敷设厚度为5～100mm。
7.根据权利要求1所述的防止屏式过热器高温腐蚀的生物质循环流化床锅炉，其特征在于，所述耐磨耐火材料（5）敷设厚度为10-80mm。
8.根据权利要求1所述的防止屏式过热器高温腐蚀的生物质循环流化床锅炉，其特征在于，所述耐磨耐火材料（5）敷设厚度为20-60mm。
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