CN204005964U - 自热下行床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及自热下行床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，包括下行热解炉和燃烧炉，下行热解炉底部设置有热解煤焦出口，热解煤焦出口连接至煤焦收集器，下行热解炉侧壁上设有热解烟气出口，热解烟气出口连接至旋风分离器一，旋风分离器一的煤灰出口连接至煤焦收集器，旋风分离器一的热解气出口连接至层燃炉；煤焦收集器连接至燃烧炉给料机，燃烧炉给料机连接至燃烧炉的侧壁下端，燃烧炉的烟气出口连接至旋风分离器二排出；该系统大大减轻了现有电站锅炉燃用高碱性煤时对流受热面严重沾污、高温腐蚀与磨损情况，稳定锅炉出力，保证锅炉受热面换热效果，避免由于沾污所造成的对流受热面超温现象。
Description
技术领域
本实用新型涉及锅炉受热面沾污的相关技术，具体为一种自热下行床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统。
背景技术
我国火电动力用煤多采用劣质低品位煤，锅炉炉膛水冷壁结渣、对流受热面沾污问题是长期影响电站锅炉正常运行的重要问题之一。结渣和沾污会降低锅炉的传热效率，影响锅炉出力，使得设备的运行安全性严重降低，结渣严重时可能导致锅炉熄火、爆管、非计划停炉等重大事故。
国内外学者对结渣与沾污的机理进行了大量的研究。研究表明煤中矿物质是引起锅炉受热面沾污、结渣、磨损及腐蚀的根本原因。高碱性煤在煤粉锅炉燃烧过程中由于碱金属元素的挥发，容易在锅炉受热面冷凝形成一层打底附着物。打底物主要以NaCl或Na2SO4形式存在，上述成分在高温下挥发后，易凝结在受热面上形成烧结或粘结的灰沉积，随着附着物对飞灰的吸附作用，会使得受热面出现不同程度的沾污现象，且无法使用吹灰器清除，从而导致受热面传热能力下降，造成锅炉排烟温度升高等问题，最终使得炉膛出力大大降低造成停炉。另外一方面，沾污严重时会造成烟道堵塞以及腐蚀爆管，碱金属会与铁相元素形成络合物，对金属管壁形成啃噬作用，使得金属受热面的耐压强度降低，造成换热面管束发生爆管，严重影响设备运行的稳定性和可靠性。
高碱性煤种约占我国煤炭资源保有量的20%。准东煤田是近年在新疆探明的特大型煤田，煤炭资源预测储量3900亿吨，是高碱性煤田的代表。目前该部分煤种还未实现独立应用，只能通过掺烧的模式部分利用。由于新疆地区高碱性煤利用方式均为坑口电站，掺烧方式对外煤的需求量较大，这种方式往往受到运输条件的限制，极大增加了运行成本。由于目前不能实现准东煤的纯烧利用和发挥准东煤储量达、价格低等优势，导致对于我国大量高碱金属含量煤的大规模利用受到限制，从而制约了我国煤炭资源利用的效率。因此，高碱性煤的沾污问题是亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种自热下行床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，大大减轻现有电站锅炉燃用高碱性煤时对流受热面严重沾污、高温腐蚀与磨损情况，稳定锅炉出力，保证锅炉受热面换热效果，避免由于沾污所造成的对流受热面超温现象，大大降低爆管事故的发生，实现高碱性煤的大规模纯烧利用。
本实用新型的技术方案如下：
一种自热下行床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于：包括下行热解炉和燃烧炉，下行热解炉底部设置有热解煤焦出口，热解煤焦出口连接至煤焦收集器，下行热解炉侧壁上设有热解烟气出口，热解烟气出口连接至旋风分离器一，旋风分离器一的煤灰出口连接至煤焦收集器，旋风分离器一的热解气出口连接至层燃炉；煤焦收集器连接至燃烧炉给料机，燃烧炉给料机连接至燃烧炉的侧壁下端，燃烧炉的烟气出口连接至旋风分离器二排出。
下行热解炉的顶部连接有下行热解炉煤斗，下行热解炉和下行热解炉煤斗的连接管线上连接有通入氧气的管线。
旋风分离器一的热解气出口与层燃炉连接的管线上设有热解气净化装置，热解气净化装置主要用于除钠处理。
旋风分离器二的烟气出口通过引风机连接至烟囱。
旋风分离器二的粉尘出口连接至层燃炉的灰池。
燃烧炉的底部设有层燃炉渣池。
本实用新型的工作原理如下：
高钠煤经煤斗进入下行热解床，同时通入一部分氧气至下行热解床中，使部分原煤发生氧化燃烧反应，以提供热量使剩下的原煤发生热解反应，下行热解床的温度维持在1000℃以上。热解煤焦由煤焦收集器进行收集；热解气与煤灰在旋风分离器一中进行分离。分离出的热解气经净化装置除钠后送入燃烧炉中燃烧。分离出的煤灰进入燃烧炉给料机，与来自煤焦收集器中的煤焦混合后，由来自鼓风机的空气一并送入燃烧炉中燃烧。燃烧后的烟气经旋风分离器二除尘后由引风机送至烟囱排出。旋风分离器二分离出的粉尘进入燃烧炉灰池。锅炉灰渣从燃烧炉底部排至燃烧炉渣池。
采用该系统，将高钠煤投入到下行热解床中进行部分氧化燃烧并热解，使煤中的碱金属随着热解气析出，热解后的煤焦中碱金属含量大大降低，再送入煤粉炉中燃烧，烟气和飞灰中的碱金属含量很低，从根本上解决了煤粉炉对流受热面沾污的问题。
本实用新型具有以下有益效果：
（1）从根本上减少了进入锅炉的碱金属含量，防止在锅炉对流受热面上因碱金属过多而形成的沾污，保护对流受热面的安全，提高了锅炉出力。
（2）高钠煤在下行热解床中发生部分氧化燃烧反应，依靠燃烧放热可维持下行热解床中热解温度在1000℃以上。热解气经除钠后重新利用，提高了效率。
（3）系统改造简单，改造成本低。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，附图标记为：1下行热解炉煤斗，2下行热解炉，3旋风分离器一，4热解气净化装置，5煤焦收集器，6燃烧炉给料机，7鼓风机，8燃烧炉，9燃烧炉渣池，10旋风分离器二，11燃烧炉灰池，12引风机，13烟囱。
具体实施方式
如图1所示，一种自热下行床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统包括下行热解炉2和燃烧炉8。
下行热解炉2底部设置有热解煤焦出口，热解煤焦出口连接至热煤焦收集器5，下行热解炉2侧壁上设有热解烟气出口，热解烟气出口连接至旋风分离器一3，旋风分离器一3的煤灰出口连接至热煤焦收集器5，旋风分离器一3的热解气出口连接至层燃炉；热煤焦收集器5连接至燃烧炉给料机6，燃烧炉给料机6连接至燃烧炉8的侧壁下端，燃烧炉8的烟气出口连接至旋风分离器二10排出。
下行热解炉2的顶部连接有下行热解炉煤斗1，下行热解炉2和下行热解炉煤斗1的连接管线上连接有通入氧气的管线。
旋风分离器一3的热解气出口与层燃炉连接的管线上设有热解气净化装置4，热解气净化装置4主要用于除钠处理。
旋风分离器二10的烟气出口通过引风机12连接至烟囱13。
旋风分离器二10的粉尘出口连接至层燃炉的灰池。
燃烧炉8的底部设有层燃炉渣池。
本实用新型的工作原理如下：
高钠煤经煤斗1进入下行热解床2，同时通入一部分氧气至下行热解床2中，使部分原煤发生氧化燃烧反应，以提供热量使剩下的原煤发生热解反应，下行热解床2的温度维持在1000℃以上；热解煤焦由煤焦收集器5进行收集；热解气与煤灰在旋风分离器一3中进行分离；分离出的热解气经净化装置4除钠后送入燃烧炉8中燃烧；分离出的煤灰进入燃烧炉给料机6，与来自煤焦收集器5中的煤焦混合后，由来自鼓风机7的空气一并送入燃烧炉8中燃烧；燃烧后的烟气经旋风分离器二10除尘后由引风机12送至烟囱13排出；旋风分离器二10分离出的粉尘进入燃烧炉灰池11；锅炉灰渣从燃烧炉8底部排至燃烧炉渣池9。
高碱性煤在下行热解床2中进行热解后，可挥发性钠被大量去除，煤焦中的钠含量下降，在燃烧炉8的炉膛燃烧时生成的烟气中活性钠的含量已经大大降低，在经过后续受热面时由于烟气中活性钠含量极少，基本不发生沾污。
Claims (6)
1.自热下行床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于：包括下行热解炉（2）和燃烧炉（8），下行热解炉（2）底部设置有热解煤焦出口，热解煤焦出口连接至热煤焦收集器（5），下行热解炉（2）侧壁上设有热解烟气出口，热解烟气出口连接至旋风分离器一（3），旋风分离器一（3）的煤灰出口连接至热煤焦收集器（5），旋风分离器一（3）的热解气出口连接至层燃炉；热煤焦收集器（5）连接至燃烧炉给料机（6），燃烧炉给料机（6）连接至燃烧炉（8）的侧壁下端，燃烧炉（8）的烟气出口连接至旋风分离器二（10）排出。
2.根据权利要求1所述的自热下行床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于：下行热解炉（2）的顶部连接有下行热解炉煤斗（1），下行热解炉（2）和下行热解炉煤斗（1）的连接管线上连接有通入氧气的管线。
3.根据权利要求1所述的自热下行床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于：旋风分离器一（3）的热解气出口与层燃炉连接的管线上设有热解气净化装置（4）。
4.根据权利要求1所述的自热下行床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于：旋风分离器二（10）的烟气出口通过引风机（12）连接至烟囱（13）。
5.根据权利要求1或4所述的自热下行床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于：旋风分离器二（10）的粉尘出口连接至层燃炉的灰池。
6.根据权利要求1所述的自热下行床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于：燃烧炉（8）的底部设有层燃炉渣池。
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