[发明专利]可有效减缓纯燃准东煤锅炉炉膛及水平烟道区域结渣的方法及锅炉装置

说明书

本发明属于锅炉技术领域，具体为可有效减缓纯燃准东煤锅炉炉膛及水平烟道区域结渣的方法及锅炉装置，是针对准东煤使用时容易结渣的缺陷所提出，其包括步骤1炉膛容积热负荷、炉膛截面热负荷、分隔屏屏底烟温和末级过热器出口烟温各参考值的选取，步骤2锅炉采用角式切圆燃烧形式布置，步骤3主燃烧器结构的设计。锅炉装置按烟气流向依次设有主燃烧器、燃尽风燃烧器、分隔屏过热器、末级过热器及末级再热器，主燃烧器安装在炉膛四角，且与炉膛的水冷壁形成夹角，使相对设置的主燃烧器喷出的气流形成假想切圆，主燃烧器采用分组、间隔式分布。本发明可有效避免煤粉刷墙、炉膛水冷壁及水平烟道区域结渣现象的发生。

技术领域：

本发明属于锅炉技术领域，具体涉及可有效减缓纯燃准东煤锅炉炉膛及水平烟道区域结渣的方法。

背景技术：

准东煤中碱金属含量明显偏高，灰中Na₂O及K₂O总体含量在6％以上，具有强结渣、强沾污特性，燃用准东高碱煤的锅炉运行面临着受热面大面积结渣、沾污、受热面管子超温甚至爆管的风险，对锅炉的安全稳定运行造成极大影响。

现役电站锅炉均以掺烧的形式燃用准东煤，目前掺烧形式主要分为两种，一种方式是掺烧高灰低碱煤，该种掺烧方式下准东煤的燃烧比例不高于80％时，锅炉受热面仅存在轻微的结渣与沾污，可保证机组安全稳定运行；另一种方式是掺烧高岭土。目前燃用准东煤机组多采用全负荷掺烧6％以上高岭土的方式减缓锅炉各级受热面结渣沾污水平。

掺烧高灰低碱煤的方式，受限于锅炉各级受热面沾污结渣，该种掺烧方式下准东煤的燃烧比例维持在80％左右，同时由于高灰低碱煤燃用成本偏高，在无法提高准东煤的燃烧比例时该种掺烧方式的竞争力将大大下降；掺烧高岭土的方式，可以稀释准东煤燃烧过程中产生的碱金属蒸汽，进而减缓锅炉受热面的结渣与沾污，但掺烧高岭土机组存在运行煤量偏高，机组发电煤耗偏大，受热面磨损严重，磨煤机磨损严重等安全隐患，导致该种掺烧方式竞争力也在逐步下降。当流经分隔屏过热器及水平烟道处的烟温高于煤灰变形软化温度时，分隔屏及水平烟道处极易出现大量的结渣现象，结渣严重时沉积物极有可能完全堵死整个水平烟道，导致机组因风机失速而停机。

发明内容：

本发明为克服现有锅炉在使用准东煤时炉膛及水平烟道容易结渣的缺陷，提供了一种可有效减缓纯燃准东煤锅炉炉膛及水平烟道区域结渣的方法及锅炉装置，该方法可以有效减缓纯燃准东煤锅炉炉膛及水平烟道区域结渣现象。

本发明采用的技术方案在于：可有效减缓纯燃准东煤锅炉炉膛及水平烟道区域结渣的方法，具体包括以下方法：

步骤1、锅炉的炉膛内易结渣区域按沿烟气流向依次设有主燃烧器、燃尽风燃烧器、分隔屏过热器、末级过热器及末级再热器，并将炉膛容积热负荷的设计参考值、炉膛截面热负荷的设计参考值、分隔屏屏底烟温的设计参考值、末级过热器出口烟温的设计参考值的最高值均低于行业标准进行选取；

步骤2、锅炉采用角式切圆燃烧形式的π型布置，将主燃烧器安装在锅炉炉膛的四角上，每个角部的主燃烧器中心轴线与炉膛的水冷壁形成夹角α，使相对设置的主燃烧器喷出的气流形成假想切圆；

步骤3、每个主燃烧器包含若干间隔布置的二次风喷嘴和一次风喷嘴，且每个主燃烧器被平均分成上组、中组和下组三组，且相邻两组之间的间距为x，x的值由燃煤性质决定。

优选地，步骤1中，炉膛容积热负荷的设计参考值小于60kW/m³，炉膛截面热负荷的设计参考值小于3.9MW/m²，分隔屏过热器的屏底烟温的设计参考值不大于1200℃，末级过热器出口烟温的设计参考值不大于950℃。

优选地，步骤3中，上组与中组喷出的一次风煤粉气流的偏置射入可将一次煤粉气流中的大部分煤粉喷射到炉膛的中央区域，防止一次风煤粉气流偏转贴壁，同时减小该区域的燃烧火焰半径，降低水冷壁附近区域的烟气温度，并形成了氧化性气氛。