[发明专利]一种利用烟气余热降低电站锅炉高温腐蚀的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于电站锅炉防腐蚀领域，涉及一种利用烟气余热来降低电站锅炉高温腐蚀的装置及方法。 

背景技术

在低温条件下，水冷壁管子中的Fe会发生氧化，但速度很慢，且氧化物为致密稳定的氧化铁，形成防止Fe进一步氧化的保护层。金属铁的氧化物可能有不同的结构，其中Fe₂O₃比较稳定，与管子结合比较紧密；磁性氧化铁Fe₃O₄（FeO·Fe₂O₃）稍次，其中的FeO比较疏松，容易脱落。一般来说管子温度在300℃以下时，腐蚀速度很低。

炉膛水冷壁的高温腐蚀为在高温条件下，含硫燃料燃烧时产生的腐蚀性媒介与高温水冷壁管接触时，将管子的铁基体变转变为FeS，或进而转变为FeO。这些产物质地疏松，不能阻止铁基体的进一步反应。影响水冷壁高温腐蚀的因素，有燃料品质（特别是燃煤的含硫量、含氯量等）、炉内燃烧的气氛和流场、水冷壁温度等。燃料含硫是造成水冷壁腐蚀的关键因素，含硫量越高，高温腐蚀越严重。炉内或局部燃烧区存在还原性气氛是水冷壁发生高温腐蚀的重要原因。炉内流场组织不良产生煤粉近壁燃烧或煤粉刷墙会加速水冷壁的高温腐蚀。

电站对冲燃烧布置锅炉的高温腐蚀通常发生在侧墙水冷壁上, 这主要是因为采用前后墙对冲布置时采用旋流燃烧器，但一次风不旋转。因此，当一次风风速较大时, 前后墙的一次风会相互碰撞，导致煤粉气流冲向侧墙水冷壁, 煤粉在侧墙水冷壁附近燃烧, 温度较高并可能会冲刷水冷壁,使得侧墙水冷壁发生高温腐蚀。

降低一次风的速度有利于炉内煤粉燃烧的稳定, 同时略可缓解两侧墙的高温腐蚀, 但不能从根本上解决该炉的高温腐蚀问题。增加内二次风的旋流强度有利于煤粉的提前着火和稳定燃烧, 而增大内二次风量则会导致着火推迟和煤粉燃尽率变差。对于对冲锅炉侧墙水冷壁的高温腐蚀，可以采用贴壁风的方法来预防。在锅炉侧墙增加贴壁风可以降低侧墙水冷壁处的温度，改善区域还原性气氛并防止煤粉刷墙。可以有效降低侧墙水冷壁的高温腐蚀。

发明内容

技术问题：本发明提供一种降低电站锅炉水冷壁发生高温腐蚀的可能性、合理利用电站锅炉的烟气能量、尽量减少所需能量输入的利用烟气余热降低电站锅炉高温腐蚀的装置，同时提供一种基于该装置的利用烟气余热降低电站锅炉高温腐蚀的方法。       

技术方案：本发明的利用烟气余热降低电站锅炉高温腐蚀的装置，包括空气预热器、与空气预热器连接的间接式空气预热器、与空气预热器并联的烟气-空气换热器、与烟气-空气换热器空气进口连接的风机。

间接式空气预热器包括烟气-油换热器、循环泵、空气-油换热器和膨胀槽，烟气-油换热器导热油路与空气-油换热器的导热油路通过循环泵连通，构成导热油循环回路；膨胀槽设置在烟气-油换热器的导热油路出口之后的导热油管路上；烟气-油换热器上设置有烟气进口和烟气出口，烟气进口同时与空气预热器和烟气-空气换热器的烟气出口连通，空气-油换热器上设置有空气进口和空气出口，空气出口与空气预热器的空气进口连接。

本发明的利用烟气余热降低电站锅炉高温腐蚀的方法，基于上述装置，具体流程为：

从省煤器排气口排出的烟气分成两路，一路进入空气预热器，另一路进入烟气-空气换热器，两路烟气经换热排出，混合后进入间接式空气预热器中的烟气-油换热器，释放热量后排出。经循环泵升压输送的导热油在换热回路中循环流动，导热油在烟气-油换热器中吸收烟气的热量后升温，进入空气-油换热器中释放热量，对一次风和二次风进行提前预热，膨胀槽作为保护装置，保证加热器在启动、变工况等情况下的正常运行。

一次风和二次风经烟气-油换热器提前预热后，进入空气预热器中加热到额定温度后输送至炉膛；风机将空气输送入烟气-空气换热器中，吸收烟气释放的热量后，经输送进入炉膛。

本发明方法中，风机将空气输送入烟气-空气换热器中，吸收烟气释放的热量后，从电站锅炉燃烧器部位的侧墙进入炉膛。此部分空气从侧墙进入炉膛，作为燃烧空气，保证侧墙壁燃烧区氧化性气氛，降低侧墙水冷壁发生高温腐蚀的可能性。