CN208186326U - 一种用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于热电技术领域，公开了一种用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统。该贴壁风系统包括炉膛、主燃烧器组、燃尽风喷口组和贴壁风喷嘴，炉膛由前墙、后墙及两面侧墙围成，且内壁覆设有水冷壁，主燃烧器组和燃尽风喷口组均设置于前墙和后墙上并与炉膛连通，主燃烧器组包括多层主燃烧器层，燃尽风喷口组位于主燃烧器组上方，多层贴壁风喷嘴对称设置于两面侧墙上并与炉膛连通，每层贴壁风喷嘴在高度方向上设于每两层主燃烧器层之间以及主燃烧器层与燃尽风喷口组之间。本实用新型通过在两面侧墙对称设有贴壁风喷嘴，使得在侧墙局部区域形成氧化性保护膜，阻止产生还原性气氛和腐蚀性气体，防止水冷壁发生高温腐蚀和结渣。
Description
技术领域
本实用新型涉及热电技术领域，尤其涉及一种用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统。
背景技术
锅炉炉膛从下往上依次为主燃烧区、还原区和燃尽区，其中主燃烧区分布有主燃烧器，燃尽风位于还原区和燃尽区之间。通过深度的空气分级燃烧，使得主燃烧区的过量空气系数小于1，还原区的过量空气系数小于1，导致主燃烧区和还原区的还原性气氛偏高，燃煤的灰熔点降低，主燃烧区和还原区易发生水冷壁结渣和高温腐蚀，影响锅炉安全运行。
锅炉水冷壁高温腐蚀问题主要与燃煤的含硫量，煤粉气流冲刷，以及还原性气体体积分数等因素有关。对于大容量前后墙对冲燃烧的锅炉，锅炉两侧墙的中间区域的气固两相流容易形成气流停滞区，且该区域的还原性气氛偏高，当炉内燃烧组织不佳和一二次风动量比不匹配时，这种局部区域还原性气氛增强，更易发生水冷壁高温腐蚀和结渣现象。此外，用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统独有的燃烧方式，导致锅炉运行时一次风粉气流容易被挤压移向两侧墙，同时未燃尽的煤粉粗颗粒会随烟气对两侧墙的水冷壁形成冲刷，也会导致侧墙水冷壁管磨损和高温腐蚀。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统，以解决锅炉两侧墙水冷壁高温腐蚀和结渣的问题。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统，包括：炉膛，其由前墙、后墙及两面侧墙围成，且炉膛内壁覆设有水冷壁；主燃烧器组和燃尽风喷口组，均设置于前墙和后墙上并与所述炉膛连通，主燃烧器组包括多层主燃烧器层，燃尽风喷口组位于主燃烧器组上方；还包括多层贴壁风喷嘴，其对称设置于两面侧墙上并与炉膛连通，每层贴壁风喷嘴在高度方向上设于每两层主燃烧器层之间以及顶部的主燃烧器层与燃尽风喷口组之间。
作为优选，所述贴壁风喷嘴包括两个反向布置的喷口。
作为优选，所述贴壁风喷嘴包括两个反向布置的喷口，还包括位于两个所述喷口之间的防堵风结构。
作为优选，所述贴壁风喷嘴采用耐高温金属或氮化硅制成。
作为优选，每面侧墙上的每层贴壁风喷嘴至少为一个。
作为优选，还包括与贴壁风喷嘴连通的贴壁风母管，贴壁风母管为热一次风母管、热二次风母管或外接有增压风机。
作为优选，贴壁风母管与贴壁风喷嘴之间依次连通有连接风道、调节风门和风箱。
作为优选，连接风道内设有多块导流板。
作为优选，贴壁风喷嘴的进风量不超过炉膛总进风量的10％。
作为优选，所述锅炉为旋流对冲燃烧锅炉、纯前墙布置旋流燃烧锅炉、四角切圆燃烧锅炉或W火焰锅炉。
本实用新型的有益效果：
本实用新型通过在两面侧墙对称设有贴壁风喷嘴，贴壁风喷嘴在高度方向上设于每两个主燃烧器层之间以及顶部主燃烧器层与燃尽风喷口组之间，使得在侧墙局部区域形成氧化性保护膜，阻止产生还原性气氛和腐蚀性气体，防止水冷壁发生高温腐蚀和结渣。
附图说明
图1是本实用新型提供的用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统的炉膛展开示意图；
图2是本实用新型提供的用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统的主视图；
图3是本实用新型提供的用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统的一种贴壁风喷嘴的结构示意图；
图4是本实用新型提供的用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统的另一种贴壁风喷嘴的结构示意图。
图中：
1、炉膛；11、前墙；12、后墙；13、侧墙；111、主燃烧器层；121、燃尽风喷口组；131、贴壁风喷嘴；132、喷口；133、防堵风结构；
2、贴壁风母管；21、连接风道；22、调节风门；23、风箱；24、导流板。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
如图1和图2所示，本实用新型提供的一种用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统，包括炉膛1、主燃烧器组、燃尽风喷口组121和多层贴壁风喷嘴131，其中：
炉膛1由前墙11、后墙12及两面侧墙13围成，且炉膛1)内壁覆设有水冷壁；主燃烧器组和燃尽风喷口组121均设置于前墙11和后墙12上并与炉膛1连通，主燃烧器组包括多层主燃烧器层111，燃尽风喷口组121位于主燃烧器组上方。
具体地，依据水冷壁的高温腐蚀情况，在高度方向贴壁风喷嘴131可布置一层，也可布置多层。多层贴壁风喷嘴131对称设置于两面侧墙13上并与炉膛1连通，每层贴壁风喷嘴131在高度方向上设于每两层主燃烧器层111之间以及顶部的主燃烧器层111与燃尽风喷口组121之间。可以理解的是，该贴壁风喷嘴131不仅可以设置于侧墙13上，也可以设置于锅炉的前后墙上，图1中只示出了贴壁风喷嘴131设置于侧墙13上的情况。
处于每两个主燃烧器层111之间以及顶部主燃烧器层与燃尽风喷口组121之间的区域是煤粉燃烧过程中过量空气系数最低的区域，而位于侧墙13的中间区域(即中心线附近区域)则是发生高温腐蚀最严重的区域。本实施方式通过增加对侧墙13区域的贴壁风，以形成侧墙13的附壁射流，进而形成一层氧化性保护膜，阻止产生还原性气氛和腐蚀性气体，防止侧墙13发生高温腐蚀，从而对水冷壁形成有效保护。该贴壁风不仅能够防止由于前后墙锅炉对冲燃烧过程中煤粉颗粒被挤压到两侧墙13中，对水冷壁产生冲刷磨损，还能与煤粉颗粒充分混合并在高温环境下燃烧，从而提高了煤粉的后期燃尽度。进一步地，侧墙13设置的贴壁风喷嘴131能够解决前墙11和后墙12贴壁风刚性不足、易导致炉膛结焦等问题，保证侧墙13中心线附近最易发生高温腐蚀的区域受到有效保护。
具体地，贴壁风喷嘴131采用耐高温金属或氮化硅制成，还可以在贴壁风喷嘴131处设置风冷，从而可以更好地防止贴壁风喷嘴131的烧损。
具体地，两面侧墙13的贴壁风喷嘴131所喷射的贴壁风和主燃烧器组或燃尽风喷口组121在空间上形成横向的空气分级燃烧，与仅具有主燃烧器组和燃尽风喷口组121形成的纵向空气分级燃烧的用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统相比，其煤粉颗粒的燃尽程度更高，进一步降低氮氧化物的排放，同时也能够提高用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统的热效率。具体地，贴壁风喷嘴131的区域为还原性区域，贴壁风可捕捉近壁区无序燃煤颗粒，具有强化燃烧，降低飞灰含碳量。
具体地，每面侧墙13上的每层贴壁风喷嘴131至少为一个，优选为两个或三个，而且每层贴壁风喷嘴131于所在侧墙13的宽度方向上均匀布置，可以保证贴壁风喷嘴131向炉膛1内更均匀地射流，对水冷壁形成更有效地保护。由此可知，本具体实施方式中，可以依据水冷壁的现场实际腐蚀情况，而设定贴壁风喷嘴131的位置和数目。
具体地，为了有效避免贴壁风喷嘴131所喷射的贴壁风引起炉膛1内整体燃烧的不稳，而影响用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统的热效率，在本实施例中，贴壁风喷嘴131的进风量不超过炉膛1总进风量的10％。
具体地，贴壁风喷嘴131的入口处设有调节喷嘴角度的调节装置，可以根据炉膛1内贴壁风实时工况，对贴壁风喷嘴131的入口角度进行调节，本实施方式中，贴壁风喷嘴131的入口角度为0～90°，即同时提供轴流或侧流空气的贴壁风喷嘴13；优选的贴壁风喷嘴131的入口角度为15°左右，在小角度斜向射流的工况下，对炉膛1的稳燃以及对水冷壁的保护效果最优。
具体地，贴壁风喷嘴131的入口处设有测量贴壁风风速的测速装置，保证了贴壁风具有足够的动量能带动侧墙13附近区域的气体流动，以有效形成氧化保护膜。
具体地，如图2所示，在炉膛1的周围设有贴壁风母管2，本实施方式中，贴壁风母管2可以为热一次风母管，也可以为热二次风母管。可以理解的是，还可以在贴壁风母管2外连接增压风机。贴壁风母管2与贴壁风喷嘴131之间依次连通有连接风道21、调节风门22和风箱23，为了更好地由连接风道21进入贴壁风喷嘴131中，在连接风道21内设有多块导流板24。通过调节调节风门22使得贴壁风喷嘴131的进风量不超过炉膛1总进风量的10％。
具体地，本具体实施方式中的锅炉可以为旋流对冲燃烧锅炉、纯前墙布置旋流燃烧锅炉、四角切圆燃烧锅炉或W火焰锅炉。
如图3所示，贴壁风喷嘴131包括两个反向布置的喷口132，可以在水冷壁处形成高速靶向射流，降低近壁面区域的还原性气氛，防止水冷壁处的高温腐蚀；优选地，贴壁风喷嘴131包括两个反向布置的喷口132和位于两个喷口132之间的防堵风结构133(如图4所示)，通过这种设置方式，可以更大范围地防止水冷壁高温腐蚀并预防贴壁风喷口结焦。
综上可知，合理地设置主燃烧器组、燃尽风喷口组121和贴壁风喷嘴131的风量的分配，可以得到低氮氧化物、高效燃烧和防止高温腐蚀一体的燃烧系统。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术用户来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统，包括：
炉膛(1)，其由前墙(11)、后墙(12)及两面侧墙(13)围成，且所述炉膛(1)内壁覆设有水冷壁；
主燃烧器组和燃尽风喷口组(121)，均设置于所述前墙(11)和所述后墙(12)上并与所述炉膛(1)连通，所述主燃烧器组包括多层主燃烧器层(111)，所述燃尽风喷口组(121)位于所述主燃烧器组上方；其特征在于，
还包括多层贴壁风喷嘴(131)，其对称设置于两面所述侧墙(13)上并与所述炉膛(1)连通，每层所述贴壁风喷嘴(131)在高度方向上设于每两层所述主燃烧器层(111)之间以及顶部的所述主燃烧器层(111)与所述燃尽风喷口组(121)之间。
2.根据权利要求1所述的用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统，其特征在于，所述贴壁风喷嘴(131)包括两个反向布置的喷口(132)。
3.根据权利要求1所述的用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统，其特征在于，所述贴壁风喷嘴(131)包括两个反向布置的喷口(132)，还包括位于两个所述喷口(132)之间的防堵风结构(133)。
4.根据权利要求1所述的用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统，其特征在于，所述贴壁风喷嘴(131)采用耐高温金属或氮化硅制成。
5.根据权利要求1所述的用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统，其特征在于，每面所述侧墙(13)上的每层所述贴壁风喷嘴(131)至少为一个。
6.根据权利要求1所述的用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统，其特征在于，还包括与所述贴壁风喷嘴(131)连通的贴壁风母管(2)，所述贴壁风母管(2)为热一次风母管、热二次风母管或外接有增压风机。
7.根据权利要求6所述的用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统，其特征在于，所述贴壁风母管(2)与所述贴壁风喷嘴(131)之间依次连通有连接风道(21)、调节风门(22)和风箱(23)。
8.根据权利要求7所述的用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统，其特征在于，所述连接风道(21)内设有多块导流板(24)。
9.根据权利要求1所述的用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统，其特征在于，所述贴壁风喷嘴(131)的进风量不超过所述炉膛(1)总进风量的10％。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的用于预防水冷壁高温腐蚀的锅炉贴壁风系统，其特征在于，所述锅炉为旋流对冲燃烧锅炉、纯前墙布置旋流燃烧锅炉、四角切圆燃烧锅炉或W火焰锅炉。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |