CN104330437A - 一种用于防止高碱煤结焦沾污研究的实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种用于防止高碱煤结焦沾污研究的实验装置，其特征在于：包括用于将原煤制成煤粉的制粉系统及燃烧炉，燃烧炉至少具有垂直炉膛及水平烟道。本发明针对某些十分特别的煤种，且存在严重结焦、沾污问题，而现有锅炉对燃烧该煤种运行经验较为匮乏的特点，公开了一种防以准东煤为代表的高碱煤的焦沾污结的实验装置，以通过该实验装置，达到掌握某些特殊煤种的燃烧机理、着火机理、结焦及沾污特性、传热特性的目的，为大型电站锅炉的设计与运用提供优化方案。

Description

一种用于防止高碱煤结焦沾污研究的实验装置
技术领域
本发明涉及一种用于防止高碱煤(尤其是新疆准东煤)结焦、沾污研究的实验装置。
背景技术
新疆准噶尔盆地东部从阜康市到木垒哈萨克自治县的一条狭长地带，东西长约220公里。准东煤田资源预测储量达3900亿吨，目前累计探明煤炭资源储量为2136亿吨，是我国目前最大的整装煤田。
目前准东矿区所产煤炭主要用于动力发电和民用，受乌鲁木齐周边煤炭资源的限制，越来越多的新疆已建非使用准东煤的电厂开始掺烧准东煤，而越来越多的新建电厂则直接以准东煤作为设计煤。由于准东煤在已建电厂的现役锅炉上大量使用后，暴露出锅炉受热面严重结焦、沾污堵灰而导致锅炉无法长期安全稳定运行的问题。这使得锅炉行业需要对准东煤的燃烧及结渣、沾污特性进行全面的认识。由于准东煤煤种较为特殊，结焦沾污问题十分严重，现有锅炉运行经验较为匮乏，因此，建立一个长周期的防以准东煤为代表的高碱煤的沾污结焦实验装置意义重大，通过实验装置对高碱煤的燃烧机理、着火过程、结焦分布、沾污特性有一个全面深入的研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于防止高碱煤(尤其是新疆准东煤)结焦、沾污研究的实验装置。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种用于防止高碱煤结焦沾污研究的实验装置，其特征在于：包括用于将原煤制成煤粉的制粉系统及燃烧炉，燃烧炉至少具有垂直炉膛及水平烟道；
垂直炉膛经由送粉管路与制粉系统相通，垂直炉膛还与点火系统相通，在垂直炉膛内布置有试验结焦段，在垂直炉膛位于试验结焦段的部分上布置有温度测孔；
在水平烟道的中部布置有至少一段试验沾污段，在水平烟道的尾部布置有省煤器及空气预热器；至少在水平烟道位于试验沾污段前的部分上设有温度测点；每段试验沾污段的进风端均与空压机风管相通，每段试验沾污段的出风口均与送粉管路相通；省煤器与水循环系统相通，空气预热器的进风端与风机相通，空气预热器的出风端与送粉管路相通；
由控制系统采集温度测孔中的温度数据、结焦实验段的数据及试验沾污段的数据。
优选地，还包括辅助层燃炉，辅助燃烧炉位于垂直炉膛与水平烟道的连接处，通过调整辅助层燃炉的燃烧强弱，使水平烟道内的沾污试验段前的温度测点数据达到试验工况要求的数据。
优选地，所述制粉系统包括原煤仓、给煤机、磨煤机、煤粉仓、排粉风机、冷风管路，由给煤机将原煤仓内的原煤送至磨煤机，磨煤机与冷风管路及煤粉仓相通，煤粉仓与排粉风机相通，排粉风机与所述送粉管路相通。
优选地，所述水循环系统包括循环水泵、储水箱、冷却塔、补水管路，所述省煤器的出口端与储水箱相通，储水箱与补水管路及冷却塔相通，冷却塔与循环水泵相通，循环水泵则与省煤器的进口端相通。
优选地，所述垂直炉膛内的燃烧器方向是自上而下安装，煤粉及配风是自上而下进入。
优选地，所述沾污试验段为蛇形管状，沾污试验段内为高压空气。
优选地，所述沾污试验段有至少两个，所有沾污试验段的进风端通过同一空气进口集箱与所述空压机风管相通，所有沾污试验段的出风端均通过同一空气出口集箱与所述送粉管路相通。
本发明针对某些十分特别的煤种，且存在严重结焦、沾污问题，而现有锅炉对燃烧该煤种运行经验较为匮乏的特点，公开了一种防高碱煤焦沾污结的实验装置，以通过该实验装置，达到掌握高碱煤种的燃烧机理、着火机理、结焦及沾污特性、传热特性的目的，为大型电站锅炉的设计与运用提供优化方案。
附图说明
图1为本发明提供的一种用于防止高碱煤结焦沾污研究的实验装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
如图1所示，本发明提供了一种用于防止高碱煤结焦沾污研究的实验装置，包括制粉系统、燃烧系统、水系统、风系统、实验测量系统。制粉系统包括：原煤仓5、给煤机4、磨煤机3、煤粉仓2、排粉风机1、冷风管路7，由给煤机4将原煤仓5内的原煤送至磨煤机3，磨煤机3与冷风管路7及煤粉仓2相通，煤粉仓2与排粉风机1相通，排粉风机1与送粉管路相通。燃烧系统包括：燃烧炉9、辅助层燃炉11、垂直炉膛23、点火系统6；水系统包括：省煤器19、循环水泵21、储水箱18、冷却塔16、补水管路17；风系统包括：风机22、空气预热器20、空压机风管13、空气进口集箱14、空气出口集箱15；实验测量系统包括：试验结焦段10、试验沾污段12、温度测孔8及其他下边水平烟道24内的温度测点。
燃烧炉9为“L”型，由垂直炉膛23及水平烟道24组成。垂直炉膛23经由送粉管路与制粉系统相通，垂直炉膛23还与点火系统6相通，垂直炉膛23内的燃烧器方向是自上而下安装，煤粉及配风也是自上而下进入。在垂直炉膛23内形成有试验结焦段10，在垂直炉膛23位于试验结焦段10的部分上形成有温度测孔8。
辅助燃烧炉11位于垂直炉膛23与水平烟道24的连接处，通过调整辅助层燃炉11的燃烧强弱，使水平烟道24内的沾污试验段12前的温度测点数据达到试验工况要求的数据。
在水平烟道24的中部布置有两段试验沾污段12，在水平烟道24的尾部布置有省煤器19及空气预热器20。水平烟道24上布置有温度测点。所有试验沾污段12的进风端通过同一空气进口集箱14与空压机风管13相通，所有试验沾污段12的出风口通过同一空气出口集箱15均与送粉管路相通。沾污试验段12为蛇形管状，沾污试验段12内为高压空气。沾污试验段12可以从顶部由吊葫芦拉出进行灰渣沾污收集以及管屏更换。停炉后，沾污试验段12上灰渣沾污、结焦的矿物质可以方便地收集并进行分析。
省煤器19的出口端与储水箱18相通，储水箱18与补水管路17及冷却塔16相通，冷却塔16与循环水泵21相通，循环水泵21则与省煤器19的进口端相通。
由控制系统采集温度测孔8中的温度数据、结焦实验段10的数据及试验沾污段12的数据。
上述装置的工作方法为：
步骤1，启动水系统：检出水系统的密封性后，开启补水管路17，当水箱水位达到一定值后启动冷却塔16及循环水泵21。
步骤2，启动风系统：启动风机22及空压机，使空气预热器20及沾污试验段12内的空气流通。
步骤3，启动制粉系统：将实验煤种置于原煤仓5中，启动磨煤机3、给煤机4，将制好的煤粉储藏与煤粉仓2中。
步骤4，启动辅助层燃炉11，加水平烟道24内的烟气，再通过空气预热器20的换热，提高空气预热器20出口的风温。
步骤5，当空气预热器20出口的风温达到一定值以后，启动点火系统6，投入液化石油气燃烧，并进一步加热烟气。
步骤6，当温度测孔8中的温度达到一定值以后，启动排粉风机1，对燃烧炉9送粉送风。
步骤7，调整辅助层燃炉11的燃烧强弱，使水平烟道24内的沾污试验段12前的温度测点数据达到试验工况要求的数据。
步骤8，通过控制系统自动采集温度测孔8中的温度数据及相应的结焦实验段10及试验沾污段12数据，并开展后续研究。

Claims (7)

1.一种用于防止高碱煤结焦沾污研究的实验装置，其特征在于：包括用于将原煤制成煤粉的制粉系统及燃烧炉(9)，燃烧炉(9)至少具有垂直炉膛(23)及水平烟道(24)；
垂直炉膛(23)经由送粉管路与制粉系统相通，垂直炉膛(23)还与点火系统(6)相通，在垂直炉膛(23)内形成有试验结焦段(10)，在垂直炉膛(23)位于试验结焦段(10)的部分上形成有温度测孔(8)；
在水平烟道(24)的中部布置有至少一段试验沾污段(12)，在水平烟道(24)的尾部布置有省煤器(19)及空气预热器(20)；至少在水平烟道(24)位于试验沾污段(12)前的部分上设有温度测点；每段试验沾污段(12)的进风端均与空压机风管(13)相通，每段试验沾污段(12)的出风口均与送粉管路相通；省煤器(19)与水循环系统相通，空气预热器(20)的进风端与风机(22)相通，空气预热器(20)的出风端与送粉管路相通；
由控制系统采集温度测孔(8)中的温度数据、结焦实验段(10)的数据及试验沾污段(12)的数据。
2.如权利要求1所述的一种用于防止高碱煤结焦沾污研究的实验装置，其特征在于：还包括辅助层燃炉(11)，辅助燃烧炉(11)位于垂直炉膛(23)与水平烟道(24)的连接处，通过调整辅助层燃炉(11)的燃烧强弱，使水平烟道(24)内的沾污试验段(12)前的温度测点数据达到试验工况要求的数据。
3.如权利要求1所述的一种用于防止高碱煤结焦沾污研究的实验装置，其特征在于：所述制粉系统包括原煤仓(5)、给煤机(4)、磨煤机(3)、煤粉仓(2)、排粉风机(1)、冷风管路(7)，由给煤机(4)将原煤仓(5)内的原煤送至磨煤机(3)，磨煤机(3)与冷风管路(7)及煤粉仓(2)相通，煤粉仓(2)与排粉风机(1)相通，排粉风机(1)与所述送粉管路相通。
4.如权利要求1所述的一种用于防止高碱煤结焦沾污研究的实验装置，其特征在于：所述水循环系统包括循环水泵(21)、储水箱(18)、冷却塔(16)、补水管路(17)，所述省煤器(19)的出口端与储水箱(18)相通，储水箱(18)与补水管路(17)及冷却塔(16)相通，冷却塔(16)与循环水泵(21)相通，循环水泵(21)则与省煤器(19)的进口端相通。
5.如权利要求1所述的一种用于防止高碱煤结焦沾污研究的实验装置，其特征在于：所述垂直炉膛(23)内的燃烧器方向是自上而下安装，煤粉及配风也是自上而下进入。
6.如权利要求1所述的一种用于防止高碱煤结焦沾污研究的实验装置，其特征在于：所述沾污试验段(12)为蛇形管状，沾污试验段(12)内为高压空气。
7.如权利要求1所述的一种用于防止高碱煤结焦沾污研究的实验装置，其特征在于：所述沾污试验段(12)有至少两个，所有沾污试验段(12)的进风端通过同一空气进口集箱(14)与所述空压机风管(13)相通，所有沾污试验段(12)的出风端均通过同一空气出口集箱(15)与所述送粉管路相通。
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