CN104990097B - 一种改善燃用高钠煤沾污结焦的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善燃用高钠煤沾污结焦的方法，空气预热器出口的热二次风引一路至原煤仓底部的落煤管，在落煤管位置安装加热装置，再将经过加热装置加热原煤后的热二次风引至锅炉燃尽风最上层的二次风喷口位置。本发明的技术方案具有以下优点：(1)能够大幅增加进入磨煤机原煤的温度，并能够降低原煤中的水分。(2)能够减小一次风的用量。(3)降低一次风量及原煤中水分以后，有利于煤粉的着火及燃尽。(4)加热原煤后的二次风含水量会增加，引入上炉膛(SOFA风位置)后，会降低炉膛出口温度，改善炉膛出口氧化性气氛，有利于提高灰熔点，起到避免或改善受热面的沾污结焦状况。
Description
技术领域
本发明涉及一种改善燃用高钠煤沾污结焦的方法，属于动力发电锅炉技术领域。
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多用于动力发电，但是，在已建电厂的现役锅炉上大量使用后，暴露出锅炉受热面(尤其是屏式过热器)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。针对这一现象，国内众多机构开展了大量的理论研究，并在现役燃用准东煤锅炉上展开了大量的试验研究。国内研究发现，准东煤的沾污结焦原因主要有以下几点：
(1)准东煤属于高钠煤，从结焦特性上说，属于极易结焦一类。
(2)准东煤中过高的碱金属含量会降低灰熔点，容易造成结焦。
(3)准东煤虽然着火较为容易，但水分较大，燃尽率较差，造成炉膛出口处烟温较高。
总之，准东煤在炉膛出口处烟温较高，加之碱金属含量偏高造成灰熔点较低，当烟气冲刷烟道内的受热面后，容易造成受热面的沾污结焦。
针对高钠煤(以新疆准东煤为例)具有高碱金属含量、高水分的特征，在现役锅炉上燃用高钠煤极其容易沾污结焦。通过国内外对高钠煤的研究，发现高碱金属含量会大大降低灰熔点，导致沾污结焦。针对高钠煤的特性，国内已经开展了原煤脱钠研究、加入添加剂的研究、受热面涂层的研究等多方面的研究，以改善准东煤的沾污结焦状况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供了一种降低一次风量及原煤中水分、有利于煤粉的着火及燃尽的改善燃用高钠煤沾污结焦的方法，解决了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。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种改善燃用高钠煤沾污结焦的方法，包括原煤仓，原煤仓内的原煤经过给煤机进入到磨煤机中磨成煤粉，煤粉至锅炉燃烧器燃烧，经过炉膛后至空气预热器，随后通过锅炉尾部排出，空气预热器将其一端抽取冷一次风和冷二次风经过预热后形成热一次风和热二次风，热一次风进入至磨煤机，热二次风分成两路分别进入到炉膛上部以及炉膛下部的燃烧器区域内，其特征在于，所述的空气预热器出口的热二次风引一路至原煤仓底部的落煤管，在落煤管位置安装加热装置，再将经过加热装置加热原煤后的热二次风引至锅炉燃尽风最上层的二次风喷口位置。
优选地，所述加热装置与空气预热器之间的热二次风的管路上设有用来调节流量的流量调节挡板。
优选地，所述的加热装置出口位置设有过滤网。
优选地，所述加热装置内安装多组传输速度可以调节的皮带。
优选地，所述的燃烧器上方的炉膛顶部安装有屏式过热器。
本发明将空气预热器出口的热二次风引入一路至原煤仓的落煤管，在落煤管位置安装加热装置。再将加热原煤后的热二次风从锅炉燃尽风(SOFA风)位置送入炉膛。加热后的原煤进入给煤机。通过该技术方案具有以下优点：
(1)能够大幅增加进入磨煤机原煤的温度，并能够降低原煤中的水分。通过该方法，能够降低原煤中的全水分在5％以上。
(2)能够减小一次风的用量。提高原煤温度及降低原煤中水分以后，达到降低了一次风干燥出力的要求，因此可以适当减少一次风的用量。
(3)降低一次风量及原煤中水分以后，有利于煤粉的着火及燃尽。主要有以下三方面：(a)缩短着火距离。降低一次风量后，一次风速会下降，这样煤粉进入炉膛的初速度也会下降，煤粉吸热相同辐射热的射程会缩短，起到了降低火焰中心的目的；(b)减小着火活化能。由于二次风带走了部分原煤中的水分，一次风粉的含水量会降低，煤粉着火前需要加热的水分减少，能够降低着火所需的活化能，缩短着火时间。(c)缩短着火时间。一次风量减少，则会增加煤粉浓度，煤粉浓度的增加，也能够减少着火所需的活化能(很多燃烧器浓度分离就是为了增加浓相煤粉的浓度)。总之，上述几方面均有利于缩短煤粉的着火时间及距离，降低了火焰中心温度，从而降低炉膛出口烟温。
(4)加热原煤后的二次风含水量会增加，引入上炉膛(SOFA风位置)后，会降低炉膛出口温度，改善炉膛出口氧化性气氛，有利于提高灰熔点，起到避免或改善受热面的沾污结焦状况。
附图说明
图1为一种改善燃用高钠煤沾污结焦的方法的试验装置的系统图；
图2为热二次风加热装置的示意图。
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。
本发明的一种改善燃用高钠煤沾污结焦的方法，如图1所示，为一种改善燃用高钠煤沾污结焦的方法的试验装置的系统图。包括原煤仓1，原煤仓1内的原煤经过给煤机3进入到磨煤机4中磨成煤粉，煤粉至锅炉燃烧器5燃烧，燃烧器5上方的炉膛顶部安装有屏式过热器6，经过炉膛后至空气预热器7，随后通过锅炉尾部8排出，空气预热器7将其一端抽取冷一次风a1和冷二次风a2经过预热后形成热一次风a3和热二次风a4，热一次风a3进入至磨煤机4，热二次风a4分成两路分别进入到炉膛上部以及炉膛下部的燃烧器区域内，空气预热器7出口的热二次风a4引一路至原煤仓1底部的落煤管，在落煤管位置安装加热装置2，再将经过加热装置2加热原煤后的热二次风a4引至锅炉燃尽风(即SOFA风，位置在燃烧器5上部，引出一路二次风的位置)最上层的二次风喷口位置。热二次风a4的管路上安装用来调节流量的流量调节挡板。如图2所示，为热二次风加热装置2的示意图，加热装置2出口位置安装有过滤网10，防止加热后的热二次风a4携带原煤颗粒堵塞后面的风道。加热装置2内安装多组皮带9。以增加原煤与热二次风a4的接触面积及时间，并且皮带9的传输速度可以调节。
本发明通过引出一路热二次风来加热进入磨煤机4的原煤，提高进入磨煤机4入口原煤的温度，并带走部分水分，这样可以减少干燥出力的一次风量，缩短煤粉进入炉膛燃烧前的预热时间，起到煤粉提前着火的目的，进而降低火焰中心的高度，达到降低炉膛出口烟温的目的。此外，干燥原煤后的二次风通过锅炉的上部燃尽风区域送入炉膛，起到进一步降低炉膛出口烟温的目的，进而起到改善沾污结焦的目的。
本发明的具体数据的实施过程如下：
送风机将锅炉燃烧所需要的冷风(即冷一次风a1和冷二次风a2，该冷风以环境温度20℃为例)送入空气预热器7以后，通过空气预热器7的加热到达270～300℃，引出一路热二次风a4，其风量与煤量的质量比为0.4～1.0倍，引出风量的管道上设置可调节的挡板，以控制引出风量。
将引出的风量通过附图2所示的加热装置2，加热装置2是包含多组皮带9的密闭容器。加热装置2中的皮带9的传输速度可以调节，以调节原煤颗粒的被加热时间。
通过热二次风a4风量与加热装置2的皮带9的转速调节，控制加热装置2出口煤的温度在35～45℃范围内，再送入磨煤机4。
由于褐煤的挥发分较高，假定磨煤机4入口温度为40℃，出口温度控制在70℃，那么所需要的干燥出力的一次风量则约为原来的60％，因此，一次风量的选取更多的是考虑煤粉的输送出力。
通过降低一次风速及原煤中的水分，提高煤粉浓度后，将一次风粉送入附图1中的炉膛下部的燃烧器区域，能够有效缩短煤粉的着火时间，有助于降低火焰中心的高度。
通过热二次风a4风量与加热装置2的皮带9转速的调节，控制加热装置2出口加热原煤后的热二次风温度在150～200℃，再将这部分风通过最上层的SOFA风喷口送入炉膛，起到降低炉膛上部的烟气温度的作用。此外，由于该部分二次风温度较低，相对于更高温度的二次风对燃烧所起作用小，这样有助于改善该区域的氧化性气氛的环境。有利于提高灰熔点。最终起到改善炉膛出口及后部受热面的沾污结焦状况。
Claims (5)
1.一种改善燃用高钠煤沾污结焦的方法，包括原煤仓(1)，原煤仓(1)内的原煤经过给煤机(3)进入到磨煤机(4)中磨成煤粉，煤粉至锅炉燃烧器(5)燃烧，燃烧后的烟气经过炉膛至空气预热器(7)后通过锅炉尾部(8)排出，冷一次风(a1)和冷二次风(a2)经过空气预热器(7)预热后形成热一次风(a3)和热二次风(a4)，热一次风(a3)进入至磨煤机(4)，热二次风(a4)两路进入到炉膛上部以及炉膛下部的燃烧器区域内，其特征在于，所述的空气预热器(7)出口的热二次风(a4)引一路至原煤仓(1)底部的落煤管，在落煤管位置安装加热装置(2)，再将经过加热装置(2)加热原煤后的热二次风(a4)引至锅炉燃尽风最上层的二次风喷口位置。
2.如权利要求1所述的一种改善燃用高钠煤沾污结焦的方法，其特征在于，所述加热装置(2)与空气预热器(7)之间的热二次风(a4)的管路上设有用来调节流量的流量调节挡板。
3.如权利要求1所述的一种改善燃用高钠煤沾污结焦的方法，其特征在于，所述加热装置(2)出口位置设有过滤网(10)。
4.如权利要求1或2或3所述的一种改善燃用高钠煤沾污结焦的方法，其特征在于，所述加热装置(2)内安装多组传输速度可以调节的皮带(9)。
5.如权利要求1所述的一种改善燃用高钠煤沾污结焦的方法，其特征在于，所述的燃烧器(5)上方的炉膛顶部安装有屏式过热器(6)。
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