CN104949142B - 一种煤的燃烧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于煤炭领域，本发明公开了一种煤的燃烧方法，该方法包括：在含有生蛭石的添加剂存在下，将待燃烧的煤进行燃烧，所述待燃烧的煤中含有3‑10重量％的Na2O。使用该方法在锅炉中燃烧煤特别是碱金属含量较高的煤时能够明显缓解燃烧煤的锅炉尾部的沾污情况，从而延长燃烧煤的锅炉的停炉清灰周期。
Description
技术领域
本发明属于煤炭领域，本发明涉及一种煤的燃烧方法。
背景技术
准东煤田资源预测储量达3900亿吨，是我国目前最大的整装煤田。以现在我国煤炭年产量计算，一个准东煤田就足够全国使用120多年。
准东煤着火温度低、燃尽率高，燃烧经济性高，且具有污染物排放低的优点，因此是优良的动力用煤，特别符合我国节能减排的目标。但准东煤的飞灰中钠、钾等碱金属氧化物含量较高，从而引起其在燃烧过程中使得锅炉烟道具有严重的沾污特性，威胁和影响锅炉的安全运行。
目前已投入运营的锅炉多采用掺烧煤灰中碱金属含量较少的煤的方法以燃用准东煤，但是，采用这种方法时，使得绝大部分锅炉准东煤的燃用比例不超过60％。进一步地，新疆地区低碱金属煤的储量远远低于准东煤，目前低碱金属煤源已经紧缺，未来更将面临无煤可掺烧的局面。
此外，目前新疆地区低碱金属煤的价格已经是准东煤的2倍以上，由于资源稀缺，未来其价格差还将进一步扩大。若从外地调低碱金属煤进入新疆地区将大大增加生产成本，严重影响发电企业的经济效益。因此，对于新疆地区，尤其是准东地区来说，全烧准东煤是一种必然的趋势。
由于尾部沾污主要受烟温、壁温等影响，而目前又找不到可以明显降低运行中的锅炉烟道的烟温和壁温的方法，从而使得准东煤锅炉停炉清灰周期大大缩短，严重降低了发电企业的经济效益。
因此，目前急需找到一种能够克服上述缺陷的燃烧碱金属含量较高的煤的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤的燃烧方法，使用该方法在锅炉中燃烧碱金属含量较高的煤时能够明显缓解燃烧碱金属含量较高的煤时引起的锅炉的尾部烟道的沾污严重的情况，从而延长燃烧碱金属含量较高的煤的锅炉停炉清灰周期。
为了实现上述目的，本发明提供一种煤的燃烧方法，该方法包括：在含有生蛭石的添加剂存在下，将待燃烧的煤进行燃烧，所述待燃烧的煤中含有3-10重量％的Na2O。
通过在含有生蛭石的添加剂的存在下燃烧碱金属含量较高的煤时，能够明显缓解燃烧碱金属含量较高的煤时引起的锅炉尾部的沾污严重的情况，从而延长燃烧煤的锅炉的停炉清灰周期。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的方法的第一种优选实施方式的锅炉结构的主视图。
图2是根据本发明的方法的第二种优选实施方式的锅炉结构示意图。
附图标记说明
1炉膛 2折焰角 3水平烟道 4竖井烟道
5管组 6孔结构 7喷洒器 8添加剂储存器
9吹灰器 10两侧包墙 11深度方向 12宽度方向
13高度方向
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种煤的燃烧方法，该方法包括：在含有生蛭石的添加剂存在下，将待燃烧的煤进行燃烧，所述待燃烧的煤中含有3-10重量％的Na2O。
本发明中，所述在含有生蛭石的添加剂存在下，将待燃烧的煤进行燃烧指的是，在停炉清灰前的燃烧周期内，至少一段时间的燃烧是在含有生蛭石的添加剂存在下进行，本发明中，优选在煤进行燃烧1-24h后，加入含有生蛭石的添加剂进行煤的持续燃烧。
本发明优选将所述生蛭石采用本领域内常规使用的方法加工成粉末，对该生蛭石粉末的粒度没有特别的限定，只要所得到的生蛭石粉末能够用于本发明的煤的燃烧方法中即可。
通过本发明的上述技术方案，即在含有生蛭石的添加剂的存在下燃烧煤时，就能够明显缓解燃烧煤特别是碱金属含量较高的煤时，引起的锅炉尾部烟道沾污严重的情况，从而能够延长燃烧煤的锅炉的停炉清灰周期。
在本发明所述的方法中，所述添加剂中生蛭石的含量为5-100重量％，优选为10-100重量％，进一步优选为25-100重量％，本发明特别优选所述添加剂为生蛭石，也即所述添加剂中生蛭石的含量为100重量％。
优选情况下，在本发明所述的方法中，所述添加剂与待燃烧的煤的用量重量比为0.001-0.05：1；进一步优选重量比为0.005-0.01：1。
本发明中，所述添加剂与待燃烧的煤的用量重量比具体指的是，单位时间加入的添加剂的用量与锅炉单位时间燃烧的煤量的重量比。
在本发明所述的燃烧煤的方法中，优选所述燃烧在锅炉中进行时，所述煤为连续加入至锅炉炉膛的方式。所述添加剂可以随着连续加入煤而持续加入，为了在更好地缓解锅炉尾部烟道沾污情况的前提下节约生产成本并提高经济效率，本发明优选在每加入并燃烧1重量份的煤之后加入0.005-0.01重量份的所述添加剂。在本发明中，所述烟道即为尾部烟道。
在本发明所述的方法中，当所述燃烧在锅炉中进行时，所述添加剂的加入方法还可以根据锅炉的沾污程度，在锅炉持续运行1-24h后，向锅炉中添加适量的所述添加剂，只要能够使得所述添加剂与加入并燃烧的煤的重量比满足0.001-0.05：1即可。
优选情况下，本发明所述的方法特别适用于其中含有4-8重量％的Na2O的煤的燃烧。本发明所述的燃烧方法特别适用于采自准东煤田的所有煤的燃烧。
在本发明所述的方法中，所述燃烧在锅炉中进行，优选所述锅炉包括：炉膛和烟道，其中，在所述烟道的任意一个壁上设置孔结构，所述添加剂通过所述孔结构加入到所述烟道中。
在本发明所述的方法中，优选锅炉的所述孔结构为2-40个；进一步优选所述孔结构为3-20个。
在本发明所述的方法中，优选所述孔结构的孔径为50-200mm；进一步优选所述孔结构的孔径为100-150mm。
优选情况下，在本发明所述的方法中，所述锅炉为π型锅炉，且包括：炉膛、折焰角、烟道和管组，所述管组设置于所述烟道内；所述烟道包括水平烟道和竖井烟道，所述炉膛、折焰角、水平烟道和竖井烟道依次连通。
进一步优选情况下，在本发明所述的方法中，所述孔结构设置于所述折焰角的上斜坡和/或水平烟道的任意壁和竖井烟道的任意壁中的一个或多个壁上。
在本发明所述的方法中，更优选所述孔结构设置于水平烟道和竖井烟道的两侧包墙上。
在本发明所述的方法中，更优选所述水平烟道的两侧包墙10(如图2中所示)上的孔结构各自为2-10个，所述竖井烟道的两侧包墙上的孔结构各自为2-8个。
本发明对各个所述孔结构之间的相对位置没有特别的限定，本发明优选当所述孔结构设置于水平烟道和竖井烟道的两侧包墙上时，所述孔结构位于相邻管组的间隔之间。
在本发明所述的方法中，优选所述孔结构设置于水平烟道的两侧包墙和折焰角的上斜坡上。
在本发明所述的方法中，优选所述水平烟道的两侧包墙上的孔结构为2-10个，所述折焰角的上斜坡上的孔结构为2-8个。本发明优选当所述孔结构设置于水平烟道的两侧包墙和折焰角的上斜坡上时，所述孔结构沿锅炉的宽度方向设置。
优选情况下，在本发明所述的方法中，所述锅炉还包括：添加剂储存器，所述添加剂储存器与所述孔结构连通。
优选情况下，在本发明所述的方法中，所述锅炉还包括喷洒器，所述喷洒器的喷洒口与所述孔结构连通。本发明对所述喷洒器的种类没有特别的限定，只要能够使得本发明的所述添加剂加入到烟道中即可，例如可以采用伸缩式的喷洒器，也可以采用非伸缩式的喷洒器。
优选情况下，在本发明所述的方法中，所述锅炉还包括吹灰器，所述吹灰器与所述烟道连通。优选所述吹灰器通过孔结构与所述烟道连通。
本发明对所述吹灰器的种类没有特别的限定，只要能够使得在加入本发明的所述添加剂后，通过开启吹灰器能够使得管组壁以及烟道壁上的积灰被吹落即可。例如本发明优选采用长伸缩式蒸汽吹灰器。本发明优选所述吹灰器与所述添加剂储存器成套设置，也即在设置用于加入所述添加剂的孔结构附近设置另一个或多个孔结构用于设置吹灰器，本领域技术人员可以根据本领域内的常规手段以及实际需要而确定用于加入所述添加剂的孔结构和用于设置吹灰器的孔结构之间的距离。
本发明优选吹灰器和加入所述添加剂的喷洒器按照一定的周期交替运行。本发明对所述周期没有特别的限定，本领域技术人员可以根据沾污情况以及实际需要设定上述周期。
根据本发明的一种优选的实施方式，本发明所述的方法在如图1所示的锅炉中进行。所述锅炉为π型锅炉，且包括：炉膛1、折焰角2、烟道、管组5、孔结构6、喷洒器7、添加剂储存器8和吹灰器9，所述管组5设置于所述烟道内；所述烟道包括水平烟道3和竖井烟道4，所述炉膛1、折焰角2、水平烟道3和竖井烟道4依次连通。所述孔结构6设置于水平烟道3和竖井烟道4的两侧包墙上；所述添加剂储存器8与所述孔结构连通；所述喷洒器7的喷洒口与所述孔结构6连通；所述吹灰器9与所述烟道连通。所述孔结构6在水平烟道3和竖井烟道4的两侧包墙上的个数分别为2-10个以及2-8个。所述孔结构的孔径为50-200mm。所述孔结构6位于相邻管组5的间隔之间。在锅炉持续运行1-24h后，将添加剂储存器8中的含有生蛭石的添加剂通过与孔结构6连通的喷洒器7喷射到锅炉烟道中，其中，含有生蛭石的添加剂的添加量为30-10000kg。在加入含有生蛭石的添加剂1-8h后开启吹灰器9，进行吹灰。
根据本发明的另一种优选的实施方式，本发明所述的方法在如图2所示的锅炉中进行。所述燃烧在锅炉中进行，所述锅炉为π型锅炉，且包括：炉膛1、折焰角2、烟道、管组(未示出)、孔结构6、喷洒器7、添加剂储存器8和吹灰器(未示出)，所述管组设置于所述烟道内；所述烟道包括水平烟道3和竖井烟道4，所述炉膛1、折焰角2、水平烟道3和竖井烟道4依次连通。所述孔结构6设置于水平烟道3的两侧包墙和折焰角2的上斜坡上；所述添加剂储存器8与所述孔结构连通；所述喷洒器7的喷洒口与所述孔结构6连通；所述吹灰器与所述烟道连通。所述孔结构6在水平烟道3的两侧包墙和折焰角2的上斜坡上的个数分别为2-10个以及2-8个。所述孔结构的孔径为50-200mm。所述孔结构6沿锅炉宽度方向12均匀设置。在锅炉持续运行1-24h后，将添加剂储存器8中的含有生蛭石的添加剂通过与孔结构6连通的喷洒器7喷射到锅炉烟道中，其中，含有生蛭石的添加剂的添加量为30-10000kg。在加入含有生蛭石的添加剂1-8h后开启吹灰器，进行吹灰。并且，图2中分别示出了本发明所述的锅炉的深度方向11、宽度方向12和高度方向13。
采用本发明所述的方法燃烧煤特别是碱金属含量较高的煤时能够明显缓解燃烧煤的锅炉尾部的沾污严重的情况，从而延长燃烧煤的锅炉的停炉清灰周期。
下面的实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。
除非特别说明，对比例和实施例中所用到的试剂均为市售品。在以下实施例和对比例中，所使用的煤为准东煤，该准东煤中平均约含有7重量％的Na2O。本发明所述的方法在燃烧准东煤煤粉的锅炉中进行。
实施例1
所述燃烧在锅炉中进行，所述锅炉为π型锅炉(如图1所示)，且包括：炉膛1、折焰角2、烟道、管组5、孔结构6、喷洒器7、添加剂储存器8和吹灰器9，所述管组5设置于所述烟道内；所述烟道包括水平烟道3和竖井烟道4，所述炉膛1、折焰角2、水平烟道3和竖井烟道4依次连通。所述孔结构6设置于水平烟道3和竖井烟道4的两侧包墙上；所述添加剂储存器8与所述孔结构连通；所述喷洒器7的喷洒口与所述孔结构6连通；所述吹灰器9与所述烟道连通。所述孔结构6在水平烟道3和竖井烟道4的两侧包墙上的个数分别为6个以及4个。所述孔结构的孔径为150mm。所述孔结构6位于相邻管组5的间隔之间。
在锅炉持续运行4h后，将添加剂储存器8中的生蛭石(100重量％，下同)通过与孔结构6连通的喷洒器7喷射到锅炉烟道中，其中，锅炉中待燃烧的准东煤与加入的生蛭石的用量重量比1：0.009。在加入生蛭石4h后开启吹灰器9，进行吹灰。
采用上述方法使得锅炉连续运行7天后肉眼观察发现，锅炉尾部的沾污情况不明显，锅炉运行良好。
实施例2
所述燃烧在锅炉中进行，所述锅炉为π型锅炉(如图2所示)，且包括：炉膛1、折焰角2、烟道、管组(未示出)、孔结构6、喷洒器7、添加剂储存器8和吹灰器(未示出)，所述管组设置于所述烟道内；所述烟道包括水平烟道3和竖井烟道4，所述炉膛1、折焰角2、水平烟道3和竖井烟道4依次连通。所述孔结构6设置于水平烟道3的两侧包墙和折焰角2的上斜坡上；所述添加剂储存器8与所述孔结构连通；所述喷洒器7的喷洒口与所述孔结构6连通；所述吹灰器与所述烟道连通。所述孔结构6在水平烟道3的两侧包墙和折焰角2的上斜坡上的个数均为3个(吹灰器设置处的孔结构未示出，未示出的孔结构在此处未计算)。所述孔结构的孔径为150mm。所述孔结构6沿锅炉的宽度方向均匀设置。
在锅炉持续运行4h后，将添加剂储存器8中的生蛭石通过与孔结构6连通的喷洒器7喷射到锅炉烟道中，其中，锅炉中待燃烧的准东煤与加入的生蛭石的用量重量比1：0.005。在加入生蛭石4h后开启吹灰器，进行吹灰。
采用上述方法使得锅炉连续运行7天后观察发现，锅炉尾部的沾污情况不明显，锅炉运行良好。
实施例3
本实施例所述的锅炉如图1所示，不同的是：
所述孔结构6在水平烟道3的两侧包墙、折焰角2的上斜坡和竖井烟道的两侧包墙上的个数分别为3个、2个以及3个(吹灰器设置处的孔结构在此处未计算，下同)。所述孔结构的孔径为100mm。所述孔结构6沿锅炉的宽度方向均匀设置。
采用与实施例1中锅炉相同的燃烧条件使得锅炉持续运行24h后，将添加剂储存器8中的生蛭石通过与孔结构6连通的喷洒器7喷射到锅炉烟道中，其中，锅炉中待燃烧的准东煤与生蛭石的用量重量比1：0.01。在加入生蛭石8h后开启吹灰器9进行吹灰。
采用上述方法使得锅炉连续运行7天后观察发现，锅炉尾部的沾污情况不明显，锅炉运行良好。
实施例4
本实施例采用与实施例1相似的方法进行，所不同的是：
锅炉中待燃烧的准东煤与加入的生蛭石的用量重量比1：0.05。
采用上述方法使得锅炉连续运行5天后观察发现，锅炉尾部的沾污情况不明显，锅炉运行良好；连续运行7天后，锅炉尾部的稍有沾污，锅炉运行良好。
实施例5
本实施例采用与实施例2相似的方法进行，所不同的是：
锅炉中待燃烧的准东煤与加入的生蛭石的用量重量比1：0.001。
采用上述方法使得锅炉连续运行5天后观察发现，锅炉尾部的沾污情况不明显，锅炉运行良好；连续运行7天后，锅炉尾部的稍有沾污，锅炉运行较好。
实施例6
本实施例采用与实施例3相似的方法进行，所不同的是：
所述孔结构的孔径为80mm。
采用上述方法使得锅炉连续运行5天后观察发现，锅炉尾部的沾污情况不明显，锅炉运行良好；连续运行7天后，锅炉尾部的稍有沾污，锅炉运行较好。
实施例7
本实施例采用与实施例1相似的方法进行，所不同的是：
所述孔结构的孔径为180mm。
采用上述方法使得锅炉连续运行5天后观察发现，锅炉尾部的沾污情况不明显，锅炉运行良好；连续运行7天后，锅炉尾部的稍有沾污，锅炉运行较好。
对比例1
按照实施例3的方法进行燃烧，不同的是，使用的锅炉不包括孔结构(即所述水平烟道3的两侧包墙、折焰角2的上斜坡和竖井烟道的两侧包墙上均未设置孔结构)，且在燃烧过程中不加入生蛭石。
采用上述方法使得锅炉连续运行2天后观察发现，锅炉尾部的沾污情况严重，影响锅炉正常运行。
从本发明的上述实施例1-7和对比例1的结果可以看出，采用本发明所述的煤的燃烧方法能够明显缓解燃烧碱金属含量较高的煤的锅炉尾部的沾污严重的情况，从而延长燃烧煤的锅炉的停炉清灰周期。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (7)
1.一种煤的燃烧方法，该方法包括：在含有生蛭石的添加剂存在下，将待燃烧的煤进行燃烧，所述待燃烧的煤中含有3-10重量％的Na2O，所述生蛭石为粉末，所述燃烧在锅炉中进行，所述锅炉包括：炉膛和烟道，其中，在所述烟道的任意一个壁上设置孔结构，所述添加剂通过所述孔结构加入到所述烟道中，所述烟道即为尾部烟道，所述孔结构为2-40个，孔径为50-200mm，所述锅炉为π型锅炉，且包括：炉膛、折焰角、烟道和管组，所述管组设置于所述烟道内；所述烟道包括水平烟道和竖井烟道，所述炉膛、折焰角、水平烟道和竖井烟道依次连通，所述锅炉还包括喷洒器，所述喷洒器的喷洒口与所述孔结构连通，所述锅炉还包括吹灰器，所述吹灰器与所述烟道连通，吹灰器和加入所述添加剂的喷洒器交替运行，所述添加剂与待燃烧的煤的用量重量比为0.005-0.01：1，所述添加剂的加入方法为在每加入并燃烧1重量份的煤之后加入0.005-0.01重量份的所述添加剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述待燃烧的煤中含有4-8重量％的Na2O。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述待燃烧的煤为准东煤。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述孔结构设置于所述折焰角的上斜坡和/或水平烟道的任意壁和竖井烟道的任意壁中的一个或多个壁上。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述孔结构设置于水平烟道和竖井烟道的两侧包墙上，所述水平烟道的两侧包墙上的孔结构各自为2-10个，所述竖井烟道的两侧包墙上的孔结构各自为2-8个。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述孔结构设置于水平烟道的两侧包墙和折焰角的上斜坡上，所述水平烟道的两侧包墙上的孔结构为2-10个，所述折焰角的上斜坡上的孔结构为2-8个。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述锅炉还包括：添加剂储存器，所述添加剂储存器与所述孔结构连通。
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