CN108266723A - 一种煤粉锅炉水冷壁内凹结构的贴壁风装置 - Google Patents

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    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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Abstract

一种煤粉锅炉水冷壁内凹结构的贴壁风装置，它涉及一种贴壁风装置。所述贴壁风装置由炉墙水冷壁、内凹水冷壁、贴壁风喷口、贴壁风风箱、贴壁风量调节挡板、贴壁风连接管以及风道组成。所述贴壁风喷口呈“凹”形，若干水冷壁管向炉膛内部弯曲形成内凹水冷壁，炉墙水冷壁和内凹水冷壁共同组成贴壁风喷口，布置于对冲燃烧锅炉两侧墙或切圆燃烧锅炉四周炉墙上。贴壁风风箱布置于炉墙水冷壁外侧，完全罩住所述贴壁风喷口，通过所述贴壁风连接管与风道连接。所述贴壁风量调节挡板布置在贴壁风连接管上，通过调节挡板开度控制来自风道的贴壁风风量。本发明具有防高温腐蚀效果明显且不影响炉内燃烧、结构简单、布置方便、现场改造施工量小等特点。

Description

一种煤粉锅炉水冷壁内凹结构的贴壁风装置
技术领域
本发明涉及一种贴壁风装置。
背景技术
我国约80％以上燃用贫煤的电站锅炉存在不同程度的水冷壁高温腐蚀问题。近年来，由于低NOx燃烧技术在电站煤粉锅炉上的广泛应用，加剧了水冷壁高温腐蚀。据统计，超过50％的电站煤粉锅炉存在不同程度的水冷壁高温腐蚀问题。而且，发生高温腐蚀的区域不再局限于主燃烧区。在水平方向上，切圆锅炉发生高温腐蚀的区域扩展到四面墙整个壁面，对冲燃烧锅炉高温腐蚀仍发生在两侧墙，但腐蚀区域向前后墙扩展。在高度方向上，腐蚀区域从最下层燃烧器上方到燃尽风喷口下方。水冷壁高温腐蚀成为影响电站煤粉锅炉安全稳定运行的最主要问题之一。
目前，防治水冷壁高温腐蚀的技术方法主要包括燃烧优化、管壁喷涂和贴壁风技术等。燃烧优化只能作为辅助手段在一定程度上缓解水冷壁高温腐蚀，而无法从根本上解决水冷壁高温腐蚀的问题。管壁喷涂技术虽然取得一定范围的应用，但属于被动防护措施并没有改变水冷壁管发生高温腐蚀的温度、气氛等条件，只能减缓水冷壁高温腐蚀的速度。而且一般1～2年过后需要再次喷涂，成本高而周期短，经济性较差。贴壁风技术是锅炉常用的预防水冷壁高温腐蚀的技术。在水冷壁高温腐蚀区域引入一定量的空气，在水冷壁表面形成一层氧化性的保护膜。破坏发生高温腐蚀所需的还原性气氛条件，从而防止水冷壁高温腐蚀。现有的贴壁风技术包括孔缝型和前后墙对冲型两大类：前者风量小、风速低，能在水冷壁向火侧形成比较均匀的空气膜，但是在实际运行过程中易出现喷口被灰颗粒或结焦堵死的情况，而失去其作用；后者仅适用于对冲燃烧煤粉锅炉，而且需要较大的贴壁风量和贴壁风速才能到达侧墙中心高温腐蚀最严重的区域，容易对炉内燃烧造成不利影响。实际应用表明，采用该贴壁风后锅炉效率约降低2～3个百分点。
鉴于此，有必要开发行之有效的贴壁风技术，既能够有效解决当前电站煤粉锅炉水冷壁高温腐蚀严重的难题，又不影响锅炉运行的经济性。
发明内容
本发明的目的是解决目前电站煤粉锅炉普遍存在的水冷壁高温腐蚀严重的问题。提出了一种煤粉锅炉水冷壁内凹结构的贴壁风装置。
本发明由炉墙水冷壁1、内凹水冷壁2、贴壁风喷口3、贴壁风风箱4、贴壁风量调节挡板5、贴壁风连接管6和风道7组成。贴壁风喷口3呈“凹”形结构，若干水冷壁管向炉膛内部弯曲形成内凹水冷壁2，炉墙水冷壁1和内凹水冷壁2共同组成了贴壁风喷口3，布置于对冲燃烧锅炉两侧墙或切圆燃烧锅炉的四周炉墙上的。贴壁风风箱4布置于炉墙水冷壁外侧，完全罩住贴壁风喷口3，并通过贴壁风连接管6与风道7连接。贴壁风量调节挡板5布置在贴壁风连接管6上，通过调节挡板开度来控制贴壁风风量。实验结果表明，贴壁风量占入炉总风量的比例在3％左右较为合适，贴壁风速在15m/s～20m/s之间较为合适。
本发明的创造要点在于：(1)在水冷壁高温腐蚀最严重区域引入贴壁风，贴壁风入炉后沿水冷壁向两侧流动，在水冷壁表面形成一层氧气性保护膜，避免水冷壁发生高温腐蚀和结渣。贴壁风衰减方向与高温腐蚀程度减弱的方向相同，实现用最少量的风覆盖尽可能大的区域；(2)贴壁风喷口由水冷壁向炉膛内部弯曲而成，本身具备冷却功能，避免了贴壁风喷口装置容易被炉内高温火焰烧损的问题，能够长期、可靠运行。
与其它贴壁风技术相比，本发明的主要优点在于：(1)防治高温腐蚀效果好。本发明在水冷壁高温腐蚀最严重区域引入贴壁风，贴壁风量最大、氧气浓度最高，能够有效改变该位置的还原性气氛。贴壁风衰减的方向与高温腐蚀程度减弱的方向相同，有效控制水冷壁附近的环境气氛；(2)对炉内燃烧影响小。本发明采用的贴壁风风量小、风速低，贴壁风沿靠近水冷壁流动，实现用最少量的风覆盖尽可能大的区域，不影响炉内燃烧的均匀性和稳定性，有效解决了防治高温腐蚀和保证锅炉效率的二者之间的矛盾；(3)结构简单、布置方便、现场改造施工量小，而且投资小，适宜大范围推广应用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图(图中箭头表示贴壁风流动方向)；
具体实施方式：
具体实施方式一：(参见图1)本实施方式由由炉墙水冷壁1、内凹水冷壁2、贴壁风喷口3、贴壁风风箱4、贴壁风量调节挡板5、贴壁风连接管6和风道7组成。贴壁风喷口3呈“凹”形结构，若干水冷壁管向炉膛内部弯曲形成内凹水冷壁2，炉墙水冷壁1和内凹水冷壁2共同组成了贴壁风喷口3，布置于对冲燃烧锅炉两侧墙或切圆燃烧锅炉的四周炉墙上的。贴壁风风箱4布置于炉墙水冷壁外侧，完全罩住贴壁风喷口3，并通过贴壁风连接管6与风道7连接。贴壁风量调节挡板5布置在贴壁风连接管6上，通过调节挡板开度来控制贴壁风风量。在凹进炉内的水冷壁鳍片上开设若干小孔或缝隙，部分贴壁风可通过小孔或缝隙进入炉膛，保证这部分水冷壁管同样受到氧化性气氛的保护。贴壁风装置布置在对冲燃烧煤粉锅炉的左、右侧墙上，与每层燃烧器相对应，左、右侧墙上各布置一套贴壁风装置。贴壁风装置中心线与侧墙竖直中心线重合。
具体实施方式二：本发明布置在对冲燃烧煤粉锅炉的左、右侧墙上，与每层燃烧器相对应，左、右侧墙上各布置两套贴壁风装置。同一侧墙上的贴壁风装置沿竖直中心线对称布置。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本发明布置在切圆燃烧锅炉的四面炉墙上，与每层燃烧器相对应，四面墙上各布置一套贴壁风装置。贴壁风装置在水平方向上的位置可根据实际锅炉高温腐蚀情况确定。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：贴壁风连接管6与一次风箱连接，即采用压力较高的一次风做为贴壁风的风源。其它与具体实施方式一、二或三相同。

Claims (4)

1.一种煤粉锅炉水冷壁内凹结构的贴壁风装置，所述贴壁风装置包括炉墙水冷壁1、内凹水冷壁2、贴壁风喷口3、贴壁风风箱4、贴壁风量调节挡板5、贴壁风连接管6和风道7。所述贴壁风装置布置于对冲燃烧锅炉两侧墙或切圆燃烧锅炉的四周炉墙上的，其特征在于：所述的贴壁风喷口3呈“凹”形结构，若干水冷壁管向炉膛内部弯曲形成内凹水冷壁2，炉墙水冷壁1和内凹水冷壁2共同组成了贴壁风喷口3，布置于对冲燃烧锅炉两侧墙或切圆燃烧锅炉的四周炉墙上的。贴壁风风箱4与贴壁风喷口3一一对应，贴壁风风箱4布置于炉墙水冷壁外侧，完全罩住贴壁风喷口3，并通过贴壁风连接管6与风道7连接。贴壁风量调节挡板5布置在贴壁风连接管6上。
2.根据权利要求1所述的一种煤粉锅炉水冷壁内凹结构的贴壁风装置，其特征在于：在对冲燃烧锅炉两侧墙或切圆燃烧锅炉的四周炉墙上，每层可以布置一套贴壁风装置，也可以沿水平方向布置两套贴壁风装置。
3.根据权利要求1所述的一种煤粉锅炉水冷壁内凹结构的贴壁风装置，其特征在于：贴壁风连接管6可以与一次风道连接，也可以与二次风道连接。可以根据实际需要，选择贴壁风的风源为压力较高的一次风还是压力较低的二次风。
4.根据权利要求1所述的一种煤粉锅炉水冷壁内凹结构的贴壁风装置，其特征在于：在内凹水冷壁2的鳍片上开设若干小孔或缝隙，部分贴壁风可通过小孔或缝隙进入炉膛，保证这部分水冷壁管同样受到氧化性气氛的保护。
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