[发明专利]一种防高钠煤燃烧沾污循环流化床锅炉及防沾污处理方法

说明书

一种防高钠煤燃烧沾污循环流化床锅炉及防沾污处理方法，所述锅炉内设有炉膛，炉膛划分为浓相区和稀相区，稀相区内设置至少2个膜式水冷壁，所有膜式水冷壁之间错位平行进而将稀相区划分为蛇形气流通道，稀相区的炉膛出口与分离器入口连通，稀相区的炉膛出口的烟气温度为520℃以下；不与浓相区相邻的膜式水冷壁上均设有清灰装置，清灰装置包括清灰组件和传动组件，传动组件带动清灰组件在膜式水冷壁上进行上下往复运动，清灰组件中设有弹性金属丝，弹性金属丝沿着膜式水冷壁的宽度方向横向设置且与膜式水冷壁的壁面贴合。本发明通过上述锅炉可以解决高钠煤燃烧沾污的问题。

技术领域

本发明属于循环流化床技术领域，具体涉及一种防高钠煤燃烧沾污循环流化床锅炉及防沾污处理方法。

背景技术

新疆的煤炭资源占中国煤炭总储量的2/5，高达2.19万亿吨，居全国之首。而全区资源总量的95%集中于准东、吐哈等地。仅准东煤田已探明煤炭资源储量为2136亿吨，沙尔湖煤田已探明煤炭资源储量为900亿吨。准东和沙尔湖煤具有挥发分高（30%以上）、热值中等、灰分少（10%以下）、含硫量低（0.2～0.3%）等优点，但煤中钠含量高（一般煤灰中高于2%称为高钠煤），具有严重的结渣和沾污特性。

结渣和沾污特性是指高钠煤颗粒在燃烧过程中，灰中钠盐会全部释放并以气相存在于烟气中。气相钠盐接触到温度较低的受热面时发生冷凝效应而聚集在管子表面，并吸附烟气中的超细灰形成了沾污内层，进而在燃烧高钠煤的锅炉上随着气相钠盐的不断冷凝与捕获烟气中的飞灰颗粒，使得沾污层不断的生长，导致管壁沾污层变厚，最终覆盖整个管壁，甚至整个受热面会出现“搭桥”现象。该沾污层非常坚硬，常规的锅炉吹灰已不能清除，这样对流受热面传热效果就会大幅度下降，直接影响到锅炉的长期安全稳定运行。

由于早期国内对燃烧高钠煤的认识不够，又缺乏工程运行经验，在锅炉设计和运行上按普通煤质对待，以至于现役投运的锅炉燃用高钠煤后均出现过尾部对流受热面粘结性积灰严重堵塞而被迫停机的情况。通查询相关文献和实际调研发现：锅炉主要发生粘结性积灰主要集中高、低温过热器、再热器段、尾部省煤器、空预器等对流受热面。通过分析发现，这些受热面烟气温度区域在700℃以下，处于钠蒸气凝结区间。

目前对高钠煤种的燃烧利用主要采用掺烧沾污性弱的煤种或使用添加剂。这种控制方法只能减缓沾污，煤中的钠化合物蒸气终究会凝结在受热面管束上，无法从根本上解决问题。外煤掺烧比例过大时，外煤的需求量较大，但受到运输条件的限制，极大增加了运行成本。添加剂亦存在同样的问题。限制了准东和沙尔湖煤的大规模高效纯烧利用，致使大量开采成本低、燃烧活性好、低污染、低排放的高钠煤得不到很好地利用。也有利用改变锅炉结构方式以减缓粘结性积灰的方法。主要有以下两种方法：

1、烟气再循环方式，现有技术公开的“一种利用烟气再循环降低高钠煤沾污活性的装置”中利用冷烟气急冷屏底或屏后的区域的高温烟气降低高钠煤沾污活性，并使其附着于飞灰颗粒中，从而避免或减轻尾部对流受热面出现的沾污、磨损和腐蚀等问题，该方法主要存在烟气混合不充分且烟气温度整体不能降低钠盐的凝固点的问题，烟气中的钠蒸气部分附着在灰飞上但遇到温度较低的受热面亦具有粘结性，也会形成黏结性积灰。故该方法只能减轻沾污问题并不能解决问题。

2、增加低壁温换热器的方式，现有技术公开的“一种低壁温换热面解决高钠煤燃烧沾污的系统”中在锅炉的对流换热区域之前设置低壁温换热区域,炉膛烟气经过旋风分离器后，再经过低壁温换热面低温换热，将烟气中的钠盐析出固化。该方法只能析出部分钠盐，以致于大量的气态钠盐通过该装置时并不能凝固下来，部分析出的可能会以液态存在，液态的钠盐捕捉细飞灰，同样具有沾污性。该方法也只能减轻锅炉尾部受热面沾污性。都不能根本上的解决问题。

基于现有技术中均只能适当减轻沾污问题并不能解决问题，有必要提供一种可以解决高钠煤燃烧沾污的方案。

发明内容