[实用新型]一种自热与外置式双流化床防止锅炉沾污的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及锅炉受热面沾污的相关技术，具体为一种自热与外置式双流化床防止锅炉沾污的系统。

背景技术

我国发电行业以火力发电为主，火电装机容量超过70%以上。循环流化床燃烧技术具有控制污染成本低廉、燃料适用性广、负荷调节范围大等优点，当燃用高碱性煤种时，存在于煤中的碱性化合物，在燃烧过程中会挥发出来，易凝结在锅炉受热面上形成烧结或粘结的灰沉积，造成锅炉受热面设备的腐蚀、结渣与沾污问题。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大大降低。

为了防止由于结渣与沾污所带来的各种问题，国内外学者对结渣与沾污的机理进行了大量的研究。研究表明结渣与沾污是复杂的物理化学反应过程，炉内结渣既是一个复杂的物理化学过程，又是一个动力学过程，既与燃料特性有关，也与锅炉的结构和运行条件有关。学者提出了多个结渣判定指数，但这些结渣判定指数在实际应用过程中有着很大的局限性，只能作为初步判断并不能从根本上解决沾污对锅炉的危害问题。在电厂运行过程中，煤粉燃烧产生高温烟气和灰渣，对于高碱性煤种，其中的碱金属元素在高温下，会以气体状态挥发出，并随高温烟气流动至后续对流换热面，在与温度较低的对流换热面接触后，碱金属会沉积在对流换热器表面，并因为具有较高的黏性吸附飞灰而导致受热面发生沾污现象。对于高碱性煤，已有研究表明：由于煤中碱金属元素的挥发，碱金属盐、硫酸钙或者钠、钾、钙与硫酸盐的共晶体是形成粘性灰沉积的基本物质，主要以NaCl或Na₂SO₄形式存在。随着附着物对飞灰的吸附作用，会使得对流受热面出现不同程度的沾污现象，且沾污物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。

因此，如果能够降低烟气中碱金属化合物的份额，则能从根源上解决或减轻锅炉对流受热面的沾污状况。

目前国内对于燃烧利用高碱性煤还缺乏工程运行经验，仅新疆地区个别电厂在研究高碱性煤的燃烧沾污问题，还没有有效的利用办法。即使有通过优化锅炉燃烧方式，控制炉膛内的温度和燃烧来减缓锅炉的结渣问题，在实际中并不便于操作也未得到推广。通过外煤掺烧的方式来减轻沾污问题，利用准东煤与其它煤种混合后进行掺烧，锅炉掺烧高碱性煤的比例不应超过30%，掺烧比例增大时，锅炉的对流受热面沾污积灰严重，同时碱金属对锅炉本体材料腐蚀液非常严重，对循环流化床锅炉的设计与运行带来很大困难。由于新疆地区高碱性煤利用方式多为坑口电站，掺烧时对外煤的需求量较大，这样对准东煤使用量非常有限，同时又要从其它地方购买优质燃煤，增加了发电企业的发电成本。对准东煤田的开发和电源基地的建设带来了困难，难于使准东煤的优势得以充分发挥。因此，锅炉纯烧高碱性煤时，对流受热面的沾污是亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种自热与外置式双流化床防止锅炉沾污的系统，可以解决现有电站锅炉对流受热面沾污问题，保证锅炉受热面充分换热，稳定锅炉出力，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：

一种自热与外置式双流化床防止锅炉沾污的系统，其特征在于：包括流化床燃烧炉和流化床热解炉，流化床燃烧炉的侧面上端设置有煤灰和烟气混合物出口，流化床燃烧炉的煤灰和烟气混合物出口连接至旋风分离器，旋风分离器底部的煤灰出口连接至煤焦收集器；

流化床热解炉的侧面下端设置有给料装置，流化床热解炉的侧面上端设置有煤灰和烟气混合物出口，流化床热解炉的煤灰和烟气混合物出口连接至热解分离器，热解分离器的煤焦出口连接至煤焦收集器，流化床热解炉的热解煤焦出口直接连接至煤焦收集器；

煤焦收集器连接至外置床，外置床连接至返料器，通过返料器连接至流化床燃烧炉，通过在外置床中可以进行部分燃烧和换热后，在送到返料器送到流化床燃烧炉。

流化床燃烧炉的底部连接有燃烧炉鼓风机。

流化床热解炉的底部连接有热解炉鼓风机。

旋风分离器顶部的烟气出口通过一路管道经由引风机连接至烟囱排出，烟气出口通过另一路管道经由热解炉鼓风机连接至流化床热解炉。

热解分离器顶部的烟气出口通过净化装置连接至流化床燃烧炉，净化装置主要用于除钠处理。

给料装置包括煤斗和给料器，用于送入原煤。

本实用新型的工作原理如下：