CN111256110B

CN111256110B - 一种对冲燃煤锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀防治方法

Info

Publication number: CN111256110B
Application number: CN202010105964.8A
Authority: CN
Inventors: 王小华; 梅振锋; 赵鹏; 陈敏; 陈宝康; 俞胜捷; 薛晓垒; 彭小敏; 刘瑞鹏; 丁奕文
Original assignee: Suzhou Xire Energy Saving Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Xire Energy Saving Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2022-02-22
Anticipated expiration: 2040-02-20
Also published as: CN111256110A

Abstract

本发明涉及一种对冲燃煤锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀防治方法：包括设置以下中的一个或多个或全部：在二次风风箱管道的弯头处设置第一导流板；在中层主燃烧器层风箱的入口处设置第二导流板；在中层燃烧器风箱的入口设置扩口结构；将贴壁风进风口的面积增加至至少0.2m²；在燃烧器的外二次风道进风口处设置聚风装置；在燃烧器的内二次风道的进风口处设置风向转向装置。本发明主动降低煤粉燃烧中CO排放浓度，从源头上控制住腐蚀性气体，进而缓解水冷壁高温腐蚀，为同类型机组高温腐蚀的防治提供参考，能有效地控制水冷壁爆管的发生。

Description

一种对冲燃煤锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀防治方法

技术领域

本发明涉及锅炉改造领域，特别是涉及一种对冲燃煤锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀防治方法。

背景技术

关于燃煤锅炉高温腐蚀的研究已经有几十年的历史，研究一致认为炉内水冷壁高温腐蚀为硫化物型腐蚀，导致水冷壁发生高温腐蚀的硫元素来自于燃料，燃料中的硫一般以黄铁矿(FeS₂)、硫酸盐、有机硫等三种形态存在。由于黄铁矿硬度高，在磨煤机中难以磨碎，再加上黄铁矿比重较大，因而在炉内随气流旋转过程中易甩至水冷壁上。当炉内燃烧工况不良、配风不合理时，在水冷壁附近易形成局部还原性气氛。在还原性气氛中，当管壁温度达到350℃左右时，将发生明显的高温腐蚀。

从上述描述中可以看出，影响水冷壁高温腐蚀的主要因素有：1)燃料中的含硫量，燃料中的含硫量越大，炉内的高温腐蚀越严重；2)炉内燃烧状况，如炉内燃烧组织不善将在水冷壁附近形成局部的还原性气氛，造成引起高温腐蚀的H₂S含量高；3)水冷壁管壁温度，当水冷壁管壁温度高于350℃，温度每升高50℃，高温腐蚀速率加快一倍。

在现有技术层面，燃料中的含硫量不可控，随着机组大型化、高参数化发展，水冷壁管壁温度均高于350℃，为控制炉内高温腐蚀唯有改善炉内燃烧状况可行。对于对冲燃煤锅炉而言，除了燃烧优化调整可改善燃烧状况外，还可以通过燃烧器两侧加装贴壁风、侧墙加装贴壁风或贴壁风帽以及水冷壁喷涂的方式来阻止还原性气体和H₂S等腐蚀性气体接近水冷壁壁面。但试图阻止还原性气氛和H₂S等腐蚀性气体接近水冷壁壁面的方法终究是被动的。

发明内容

本发明的目的是提供一种对冲燃煤锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀防治方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种对冲燃煤锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀防治方法：包括设置以下中的一个或多个或全部：

1)、在二次风风箱管道的弯头处设置第一导流板；

2)、a：在中层燃烧器层风箱的入口处设置第二导流板；

b：在中层主燃烧器风箱的入口设置扩口结构；

3)、a：将贴壁风进风口的面积增加至至少0.2m²；

b：在燃烧器的外二次风道进风口处设置聚风装置；

c：在燃烧器的内二次风道的进风口处设置风向转向装置。

优选地，在3)中所述的燃烧器为靠墙侧的燃烧器。

优选地，所述的第一导流板设置有多个；所述的第二导流板为弧形导流板。

优选地，在所述的中间层燃烧器风箱的前墙、后墙分别设置一个所述的第二导流板；所述的第二导流板为弧形导流板。

优选地，所述的扩口结构包括外口部、内口部、连接所述的外口部和内口部的连接壁，所述的外口部的口径大于所述的内口部的口径。

进一步优选地，所述的连接壁从所述的外口部至内口部平滑过渡。

优选地，所述的聚风装置包括聚风通道，所述的聚风通道具有进风口、出风口，所述的聚风通道的进风口的口径大于所述的聚风通道出风口的口径，所述的聚风通道的进风口朝向外二次风道的上游，所述的聚风通道的出风口朝向外二次风道的下游。

进一步优选地，所述的聚风通道从其进风口至出风口逐渐缩小。

优选地，所述的风向转向装置包括转向风道，所述的转向风道具有进风口、出风口，所述的转向风道的进风口的方向与所述的转向风道的出风口的方向相垂直，所述的转向风道的出风口连接内二次风道的进风口。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

本发明主动降低煤粉燃烧中CO排放浓度，从源头上控制住腐蚀性气体，进而缓解水冷壁高温腐蚀，为同类型机组高温腐蚀的防治提供参考，能有效地控制水冷壁爆管的发生。

附图说明

附图1为本实施例中二次风风箱管道的示意图；

附图2a为本实施例中中间层燃烧器风箱前墙的示意图；

附图2b为本实施例中中间层燃烧器风箱后墙的示意图；

附图3a为本实施例中聚风装置的示意图；

附图3b为本实施例中风向转向装置的示意图。

其中：1、二次风风箱管道；10、弯头；11、第一导流板；20、第二导流板；21、外口部；22、内口部；23、连接壁；3、聚风装置；30、进风口；31、出风口；4、风向转向装置；40、进风口；41、出风口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种对冲燃煤锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀防治方法：包括设置：

1)、在二次风风箱管道1的弯头10处设置第一导流板11。第一导流板11设置多个，多个第一导流板11并列设置，且均为弧形导流板。设置第一导流板11主要是针对由弯头10带来的流场分布不均，从而从二次风的源头上就起到平顺风道内气流流动的作用，为层二次风量的平衡分配奠定良好的基础，如图1所示。

2)、a：三层主燃烧器区域中间层燃烧器风箱的入口处设置第二导流板20，具体为：在中间层燃烧器风箱的前墙、后墙分别设置有一个第二导流板20，第二导流板20的导向根据气流的来流方向的不同而进行设置；第二导流板20也为弧形导流板。

b：三层主燃烧器区域中间层主燃烧器风箱的入口设置扩口结构。扩口结构包括外口部21、内口部22、连接外口部21和内口部22的连接壁23，外口部21的口径大于内口部22的口径，连接壁23从外口部21至内口部22平滑过渡。

三层主燃烧器区域中间层燃烧器整体易缺风，采取了第二导流板20结合扩口结构的方式增加中间层燃烧器区域的二次风量，如图2a、2b所示。

3)、a：将贴壁风进风口的面积由0.18m²增加至0.216m²。

b：对靠侧墙的单只燃烧器的外二次风道进风口处设置聚风装置3。其中：聚风装置3包括聚风通道，聚风通道具有进风口30、出风口31，聚风通道的进风口30的口径大于聚风通道出风口31的口径，且聚风通道从其进风口30至出风口31逐渐缩小，也就是说聚风装置为渐缩式聚风装置。聚风通道的进风口30朝向外二次风道的上游，聚风通道的出风口31朝向外二次风道的下游，从而将二次风引至燃烧器外二次风通道内。

c：对靠侧墙的单只燃烧器的内二次风道的进风口处设置风向转向装置4。其中：风向转向装置包括转向风道，转向风道具有进风口40、出风口41，转向风道的进风口40的方向与转向风道的出风口41的方向相垂直，转向风道的出风口41连接内二次风道的进风口。即将内二次风道侧面进风方式该为迎风进风方式从而增加内二次风量。

对比例及实施例：

某百万对冲燃煤机组按照现有的风道布置方式下，通过数值模拟得出的风道风速分布数据如表1所示，层间流量分布数据如表2所示。

表1原风道布置下的测量截面风速统计：

数值模拟结果表明，原风道布置下A/B侧二次风量测量截面的流场分布极为不均匀，速度分布的相对标准差达36％(平均速度为18.27m/s)，且截面出现了明显的快慢分离。

表2原风道布置下层间流量统计：

层风量的数值模拟结果表明，中层燃烧器层的二次风量偏低，比燃烧器层平均值偏低6.3％左右，相同风门开度下可能会造成中层燃烧器层缺风。

经过流场优化改造后的测试截面风速统计和层间的风量分配情况汇总如表3和表4所示。

表3优化后测量截面风速统计：

流场优化结果表明，A/B侧总二次风量测量截面的流场分布均匀性明显提升，速度分布的相对标准差从36.0％减小至17.9％，明显有所改善。

表4优化后的层间流量统计：

层风量的数值模拟结果表明，中层燃烧器层的二次风量与燃烧器层平均值的偏差控制在1％以内。

同时，经过贴壁风改造后，贴壁风的风量也提升了7.7％。

热态下，额定负荷下测试结果表明，水冷壁近壁CO排放浓度和H₂S含量由改造前的86000μL/L和199μL/L分别降低至56000μL/L和142μL/L，取得了预期的效果。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种对冲燃煤锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀防治方法，其特征在于：包括设置以下中的全部：

1）、在二次风风箱管道的弯头处设置第一导流板；

2）、a：在中间层燃烧器层风箱的入口处设置第二导流板；

b：在中层主燃烧器风箱的入口设置扩口结构，所述的扩口结构包括外口部、内口部、连接所述的外口部和内口部的连接壁，所述的外口部的口径大于所述的内口部的口径；

3）、a：将贴壁风进风口的面积增加至少0.2m²；

b：在燃烧器的外二次风道进风口处设置聚风装置；

c：在燃烧器的内二次风道的进风口处设置风向转向装置，所述的风向转向装置包括转向风道，所述的转向风道具有进风口、出风口，所述的转向风道的进风口的方向与所述的转向风道的出风口的方向相垂直，所述的转向风道的出风口连接内二次风道的进风口。

2.根据权利要求1所述的一种对冲燃煤锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀防治方法，其特征在于：在3）中所述的燃烧器为靠墙侧的燃烧器。

3.根据权利要求1所述的一种对冲燃煤锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀防治方法，其特征在于：所述的第一导流板设置有多个；所述的第一导流板为弧形导流板。

4.根据权利要求1所述的一种对冲燃煤锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀防治方法，其特征在于：在所述的中间层燃烧器风箱的前墙、后墙分别设置一个所述的第二导流板；所述的第二导流板为弧形导流板。

5.根据权利要求1所述的一种对冲燃煤锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀防治方法，其特征在于：所述的连接壁从所述的外口部至内口部平滑过渡。

6.根据权利要求1所述的一种对冲燃煤锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀防治方法，其特征在于：所述的聚风装置包括聚风通道，所述的聚风通道具有进风口、出风口，所述的聚风通道的进风口的口径大于所述的聚风通道出风口的口径，所述的聚风通道的进风口朝向外二次风道的上游，所述的聚风通道的出风口朝向外二次风道的下游。

7.根据权利要求6所述的一种对冲燃煤锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀防治方法，其特征在于：所述的聚风通道从其进风口至出风口逐渐缩小。