CN210861063U - 一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统 - Google Patents

Abstract

一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统，它涉及一种墙式对冲锅炉的贴壁风系统。本实用新型的目的要解决现有墙式对冲锅炉存在主燃烧区至燃尽区标高区域炉膛水冷壁较为严重的高温腐蚀问题。贴壁风系统包括若干风道、若干风道补偿器、若干调节风门、若干贴壁风喷口和若干吊挂，若干风道将贴壁风母管和炉膛连通，在风道端部设置贴壁风喷口，贴壁风喷口穿过燃烧器二次风箱，贴壁风喷口多层对称布置，采用吊挂对风道进行定位，按照贴壁风喷口的数量设置调节风门，依据风道运行的热膨胀情况设置风道补偿器。优点：防止高温腐蚀。本实用新型主要用于防止墙式对冲锅炉的水冷壁高温腐蚀。

Description

一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统

技术领域

本实用新型涉及一种墙式对冲锅炉的贴壁风系统。

背景技术

我国80％以上燃煤锅炉存在着不同程度的高温腐蚀问题。尤其随着国内污染物控制要求的不断提高，大多数燃煤锅炉已完成立体空气分级燃烧技术的低氮燃烧系统改造。立体空气分级燃烧技术可在炉内形成强还原性气氛降低NO_x排放，但是在低氮燃烧条件下，锅炉均出现不同程度的水冷壁高温腐蚀问题，尤其墙式对冲锅炉因其特殊的燃烧器结构、布置形式、燃烧方式及空气动力场的特性导致两侧墙水冷壁高温腐蚀严重。主要原因是空气分级燃烧导致主燃区的过量空气系数降低，炉膛水冷壁近壁处氧量浓度低，CO浓度较高，呈现局部强还原性气氛。在强还原气氛下，燃煤的灰熔点降低，同时存在大量腐蚀性气体，造成主燃烧区至燃尽区区域炉膛水冷壁出现严重的高温腐蚀问题，高温腐蚀导致水冷壁管壁减薄，强度降低，容易造成水冷壁泄漏和爆管，严重影响锅炉机组的安全、经济运行。

锅炉水冷壁高温腐蚀与燃煤含硫质量分数过高、近壁处还原性气氛强、煤粉气流冲刷水冷壁及水冷壁壁温偏高等因素有关。由于燃煤硫成分无法改变，因此只能从改善近壁还原性气氛、防止煤粉气流和火焰冲刷水冷壁及防止水冷壁壁温偏高的角度出发解决高温腐蚀问题，基于上述原理，目前的几种技术措施，如锅炉运行优化、水冷壁管材改造、水冷壁表面处理等措施，但上述几种措施的改造效果均不理想，存在定期停炉维护，造价昂贵等问题，不能彻底解决水冷壁高温腐蚀问题。

实用新型内容

本实用新型的目的要解决现有墙式对冲锅炉存在主燃烧区至燃尽区区域炉膛水冷壁较为严重的高温腐蚀问题，而提供一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统。

一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统包括若干风道、若干风道补偿器、若干调节风门、若干贴壁风喷口和若干吊挂，若干风道通过墙式对冲锅炉的炉膛的前墙和后墙将贴壁风母管和炉膛连通，在风道与炉膛连通的端部设置贴壁风喷口，在每层燃烧器二次风箱上保证同一条风道上至少有1个贴壁风喷口穿过，每条风道的若干贴壁风喷口多层布置在炉膛的主燃烧区与燃尽区之间，且墙式对冲锅炉的炉膛的前墙和后墙的贴壁风喷口对称布置，采用吊挂对风道进行定位，按照贴壁风喷口的数量在风道上对应设置调节风门，依据风道运行的热膨胀情况每条风道上设置若干风道补偿器。

本实用新型原理及优点：

1、为了破坏近壁区域的强还原性气氛，提高近壁区域氧量，本实用新型设置贴壁风喷口引入贴壁风母管(贴壁风母管为热一次风母管或热二次风母管)内的贴壁风，使贴壁风以一定角度和较高风速冲向高温腐蚀区域，在水冷壁附近形成一层氧化性气氛，补充近壁区域含氧量，破坏形成高温腐蚀所必需的还原性气氛；

2、本实用新型用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统在水冷壁表面形成一次空气膜，阻挡煤粉气流和火焰直接冲刷水冷壁；

3、本实用新型用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统的贴壁风来源于贴壁风母管，相对于炉膛内的高温烟气来说属于冷风，能够降低水冷壁近壁温度，有利于防止高温腐蚀。

4、为实现贴壁风穿透深度好、侧墙中部氧浓度覆盖范围大且高的目的，根据炉内燃烧实际动力场情况设计贴壁风喷口与炉膛侧墙的倾斜角。

5、为避免贴壁风冲刷水冷壁，同时保证到达近壁的速度，贴壁风喷口距离侧墙的距离需要通过模拟计算确定。

6、为避免射流过早偏斜，造成贴壁风中大部分O₂无法抵达侧墙中部区域，只能随主气流往上部扩散，需增强射流速度，增强射流刚性及穿透性，减弱偏斜程度。由于中上层射流受主气流影响较大，为使O₂能够抵达侧墙中部区域破坏还原性气氛，射流必须保持足够的速度。

综上所述，本实用新型用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统可降低炉膛水冷壁表面CO和H₂S浓度，缓解炉内高温腐蚀程度；改善高温腐蚀的贴壁气氛，降低因高温腐蚀而发生水冷壁泄漏、爆管事故的概率；减少因高温腐蚀问题带来的水冷壁换管、检修及安装等费用，短期内收回改造成本。其相关设计参数通过数值模拟进行计算，结合实际工程经验确定，降低改造风险，改善炉内燃烧环境；提高电厂锅炉设备运行可靠性，提高机组安全稳定运行；降低因高温腐蚀导致的机组非停事故发生的风险。

附图说明

图1是一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统与墙式对冲锅炉的结构示意图，图中1表示风道，2表示风道补偿器，3表示调节风门，5表示燃烧器二次风箱，6表示炉膛，7表示贴壁风母管；

图2是贴壁风喷口与水冷壁管缠绕结构示意图；图中4表示贴壁风喷口，8表示水冷壁管；

图3是一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统中一条风道的放大图，图中1表示风道，2表示风道补偿器，3表示调节风门；

图4是贴壁风喷口的剖视图，图中4表示贴壁风喷口，α表示贴壁风喷口与炉膛侧墙的倾斜角；

图5是图4沿A-A的剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式是一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统，它包括若干风道1、若干风道补偿器2、若干调节风门3、若干贴壁风喷口4和若干吊挂，若干风道1通过墙式对冲锅炉的炉膛的前墙和后墙将贴壁风母管和炉膛连通，在风道1与炉膛连通的端部设置贴壁风喷口4，在每层燃烧器二次风箱上保证同一条风道1上至少有1个贴壁风喷口4穿过，每条风道1的若干贴壁风喷口4多层布置在炉膛的主燃烧区与燃尽区之间，且墙式对冲锅炉的炉膛的前墙和后墙的贴壁风喷口4对称布置，采用吊挂对风道1进行定位，按照贴壁风喷口4的数量在风道1上对应设置调节风门3，依据风道1运行的热膨胀情况每条风道1上设置若干风道补偿器2。

本实施方式所述墙式对冲锅炉包括贴壁风母管、燃烧器、燃烧器二次风箱和炉膛，所述燃烧器设置在燃烧器二次风箱中。

本实施方式通过调节风门3根据炉内动力场分布情况对每个对应的贴壁风喷口4风量进行单独调节。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述贴壁风母管为热一次风母管或热二次风母管，且在风道1与贴壁风母管的连接处根据需要设置增压风机。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：所述贴壁风喷口4的截面为腰形、圆形、椭圆形、长方形、正方形或梯形。其他与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：根据炉内燃烧实际动力场情况设计贴壁风喷口4与炉膛侧墙的倾斜角，按照全部相同、逐层递增、逐层递减或各层区别进行设计，倾斜角度为-20°～20°，在贴壁风喷口4处水冷壁管贴合贴壁风喷口4设置让管区域，且保证水冷壁管与贴壁风喷口4接触处密封。其他与具体实施方式一至三相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述贴壁风喷口4中心线与相邻侧墙的距离为200mm～1000mm。其他与具体实施方式一至四相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：所述贴壁风喷口4中心布置于对应层燃烧器中心标高-3000mm～3000mm范围内。其他与具体实施方式一至五相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：当墙式对冲锅炉还包括燃尽风和燃尽风风箱时，在燃尽风风箱中或燃烧器二次风箱与燃尽风风箱之间设置贴壁风喷口4，在燃烧器与燃尽风之间每条风道1上至少增设一层贴壁风喷口4。其他与具体实施方式一至六相同。

本实用新型内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现实用新型的目的。

采用下述试验验证本发明效果

实施例1：一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统，它包括4条风道1、若干风道补偿器2、12个调节风门3、12个贴壁风喷口4和若干吊挂，4条风道1通过墙式对冲锅炉的炉膛的前墙和后墙将贴壁风母管和炉膛连通，在风道1与炉膛连通的端部设置贴壁风喷口4，在每层燃烧器二次风箱上保证同一条风道1上至少有1个贴壁风喷口4穿过，每条风道1的3个贴壁风喷口4分3层布置在炉膛的主燃烧区与燃尽区之间，且墙式对冲锅炉的炉膛的前墙和后墙的贴壁风喷口4对称布置，采用吊挂对风道1进行定位，按照贴壁风喷口4的数量在风道1上对应设置调节风门3，通过调节风门3根据炉内动力场分布情况对每个对应的贴壁风喷口4风量进行单独调节，依据风道1运行的热膨胀情况每条风道1上设置若干风道补偿器2。

所述墙式对冲锅炉包括贴壁风母管、燃烧器、燃烧器二次风箱和炉膛，所述燃烧器设置在燃烧器二次风箱中。

所述贴壁风母管为热一次风母管，热一次风母管提供的风源的风量余量大于入炉总风量的5％。

所述贴壁风喷口4的截面为腰形。

贴壁风喷口4与炉膛侧墙的倾斜角，倾斜角度为10°，在贴壁风喷口4处水冷壁管贴合贴壁风喷口4缠绕设置，且保证水冷壁管与贴壁风喷口4接触处密封。

所述贴壁风喷口4中心线与相邻侧墙的距离为600mm。

所述贴壁风喷口4中心布置于对应层燃烧器中心标高的0～1200mm范围内。

贴壁风的风速为50m/s±5m/s。

贴壁风是一种解决水冷壁高温腐蚀行之有效的方法，它在水冷壁表面形成一层空气膜，破坏了形成高温腐蚀所必需的的还原性气氛，实施例1中贴壁风来源于热一次风母管，相对于炉膛内的高温烟气来说属于冷风，能够降低水冷壁附近的温度，有利于防止高温腐蚀。

实施例1中一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统可提高水冷壁高温腐蚀区域的局部含氧量，因此不会发生高温腐蚀；且贴壁风的风量占总风量比例小于5％时，不会对炉膛内的煤粉着火和稳定燃烧造成不良影响。

实施例1在贴壁风中心截面，两侧墙能有一个较明显的贴壁风轨迹，贴壁风射流能够穿透到侧墙中部区域，在炉膛侧墙水冷壁表面形成一股贴壁风保护层，起到补充侧墙附近氧量，防止高温腐蚀的作用。

Claims (7)

1.一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统，所述墙式对冲锅炉包括贴壁风母管、燃烧器、燃烧器二次风箱和炉膛，所述燃烧器设置在燃烧器二次风箱中，其特征在于一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统包括若干风道(1)、若干风道补偿器(2)、若干调节风门(3)、若干贴壁风喷口(4)和若干吊挂，若干风道(1)通过墙式对冲锅炉的炉膛的前墙和后墙将贴壁风母管和炉膛连通，在风道(1)与炉膛连通的端部设置贴壁风喷口(4)，在每层燃烧器二次风箱上保证同一条风道(1)上至少有1个贴壁风喷口(4)穿过，每条风道(1)的若干贴壁风喷口(4)多层布置在炉膛的主燃烧区与燃尽区之间，且墙式对冲锅炉的炉膛的前墙和后墙的贴壁风喷口(4)对称布置，采用吊挂对风道(1)进行定位，按照贴壁风喷口(4)的数量在风道(1)上对应设置调节风门(3)，依据风道(1)运行的热膨胀情况每条风道(1)上设置若干风道补偿器(2)。

2.根据权利要求1所述的一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统，其特征在于所述贴壁风母管为热一次风母管或热二次风母管，且在风道(1)与贴壁风母管的连接处根据需要设置增压风机。

3.根据权利要求1所述的一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统，其特征在于所述贴壁风喷口(4)的截面为腰形、圆形、椭圆形、长方形、正方形或梯形。

4.根据权利要求1所述的一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统，其特征在于根据炉内燃烧实际动力场情况设计贴壁风喷口(4)与炉膛侧墙的倾斜角，按照全部相同、逐层递增、逐层递减或各层区别进行设计，倾斜角度为-20°～20°，在贴壁风喷口(4)处水冷壁管贴合贴壁风喷口(4)设置让管区域，且保证水冷壁管与贴壁风喷口(4)接触处密封。

5.根据权利要求1所述的一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统，其特征在于所述贴壁风喷口(4)中心线与相邻侧墙的距离为200mm～1000mm。

6.根据权利要求1所述的一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统，其特征在于所述贴壁风喷口(4)中心布置于对应层燃烧器中心标高-3000mm～3000mm范围内。

7.根据权利要求1所述的一种用于防止水冷壁高温腐蚀的墙式对冲锅炉贴壁风系统，其特征在于当墙式对冲锅炉还包括燃尽风和燃尽风风箱时，在燃尽风风箱中或燃烧器二次风箱与燃尽风风箱之间设置贴壁风喷口(4)，在燃烧器与燃尽风之间每条风道(1)上至少增设一层贴壁风喷口(4)。

Images