一种基于空气分级燃烧的防堵渣型贴壁风装置的制作方法

[0001]
本发明属于燃煤电站锅炉领域，具体涉及一种基于空气分级燃烧的防堵渣型贴壁风装置。


背景技术：

[0002]
为满足环保排放的要求，减轻燃煤电站锅炉脱硝系统运行压力，国内多数煤粉锅炉采用低氮燃烧技术(低nox燃烧器或设置紧凑燃尽风cofa和分离燃尽风sofa)控制燃烧中no
x
的生成，燃烧区域(即燃烧的初期阶段)的当量空气系数小于1.0，进而使煤燃烧过程初期处于缺氧燃烧状况，中、后期补充燃尽需要的氧量，以促进煤粉和co气体的燃尽。
[0003]
然而在低氮燃烧方式下，相当一部分煤粉锅炉水冷壁存在高温腐蚀问题，造成水冷壁的壁厚减薄，严重影响了锅炉的安全运行。对于对冲燃烧的锅炉，两侧墙中部(中层燃烧器至燃尽风标高)范围内的水冷壁高温腐蚀最为严重。如某电厂1000mw超(超)临界对冲燃烧锅炉侧墙标高18.8m～45m处，自中心线向两侧3.5m范围内约366.8m2的区域存在高温腐蚀现象。对于切圆燃烧锅炉，水冷壁高温腐蚀区域与锅炉结渣严重区域较为一致，多集中在燃烧器射流方向下游的半面墙上。如某电厂300mw四角切圆燃烧锅炉低氮燃烧器改造运行一年后，锅炉水冷壁存在高温硫腐蚀现象，腐蚀区域位于锅炉后墙、左侧墙、右侧墙标高15.6m至18.7m范围(对应a层至c层的燃烧区域)，腐蚀最严重的水冷壁壁厚剩余2.9mm(原壁厚7.5mm)。对于w火焰燃烧锅炉，水冷壁高温腐蚀多集中在前后墙的冷灰斗上下区域，拱下两侧墙中间部位区域。如某电厂2号锅炉冷灰斗拐点下方至拱上1～2m范围的侧墙水冷壁存在较严重高温腐蚀。锅炉水冷壁高温腐蚀主要与燃煤硫含量、水冷壁贴壁处的气氛、高温烟气及煤粉气流的冲蚀等因素有关。解决水冷壁高温腐蚀问题通常采取两方面的措施，一是通过燃烧优化调整或实施贴壁风改造，改善高温腐蚀区域水冷壁贴壁气氛，此为主动性防护措施；另外一种是进行水冷壁防腐蚀喷涂，此为被动式防护措施。水冷壁防腐蚀喷涂层受喷涂工艺质量影响，可使用1-3年左右；燃烧调整方式受燃煤煤质变化、燃烧器布置的固有特性影响，难以彻底解决锅炉水冷壁高温腐蚀。近年来国内锅炉制造厂家、科研院所提出不同型式的锅炉前后墙或侧墙加装贴壁风布置方案。布置在锅炉前后墙上的贴壁风装置，为了使风量能够穿过燃烧烟气进入侧墙水冷壁附近，需要较大的送风动量，影响锅炉低氮燃烧效果，且容易导致排烟co浓度偏高。在锅炉侧墙上布置的贴壁风装置，由于其加装在侧墙水冷壁鳍片开孔位置，喷口较小存在结渣堵塞喷口的问题，且贴壁风引自二次风箱，风箱压力较低，刚性不足，喷入炉内的贴壁风在炉内烟气卷吸作用下，无法发挥保护侧墙水冷壁的作用。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于针对上述现有技术中锅炉水冷壁存在的高温腐蚀问题，提供一种基于空气分级燃烧的防堵渣型贴壁风装置，有效解决锅炉水冷壁高温腐蚀且贴壁风喷口不易堵渣。
[0005]
为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：
[0006]
一种基于空气分级燃烧的防堵渣型贴壁风装置，包括由射流风喷口以及保护风喷口组成的贴壁风喷口；射流风喷口面向煤粉燃烧器的气流射流方向设置，保护风喷口背向煤粉燃烧器的气流射流方向设置；所述的射流风喷口与保护风喷口之间通过隔板隔开；射流风喷口内设置有捅焦装置，捅焦装置能够将粘附在射流风喷口处的焦渣推出至炉膛内。
[0007]
优选的，贴壁风装置布置在锅炉水冷壁的高温腐蚀区域；
[0008]
对于前后墙对冲燃烧锅炉，贴壁风装置分别位于锅炉左侧墙、右侧墙上，贴壁风装置沿左侧墙、右侧墙的中心线对称布置，布置高度与煤粉燃烧器的高度相同，与前墙以及后墙之间的距离为侧墙深度方向的1/3；
[0009]
对于四角切圆燃烧锅炉，贴壁风装置位于锅炉四面的炉墙上，布置高度与煤粉燃烧器的高度相同，与其上游煤粉燃烧器的距离为炉墙深度的2/3；
[0010]
对于w火焰燃烧锅炉，贴壁风装置位于锅炉的前墙、后墙上，距离冷灰斗拐点高度为1m。
[0011]
优选的，所述射流风喷口的风源取自热一次风母管，射流风为直流风。
[0012]
优选的，所述保护风喷口的风源取自二次风箱或热一次风母管，保护风为直流风。
[0013]
优选的，所述的保护风喷口为半圆环形风道，保护风喷口端部设置有导流板，导流板与水冷壁的轴向方向相垂直，保护风射流方向与煤粉气流方向相同。
[0014]
优选的，所述的捅焦装置包括电机、曲柄、连杆、捅焦杆以及捅焦板；
[0015]
所述的曲柄、连杆以及捅焦杆组成曲柄滑块运动机构；
[0016]
所述的曲柄在电机的驱动下做圆周运动，曲柄通过连杆带动捅焦杆做直线循环往复运动，所述的捅焦板连接在捅焦杆的端部。
[0017]
优选的，所述的捅焦板根据设定的时间间隔进行定期捅焦。
[0018]
优选的，所述的捅焦板固定在捅焦杆上，捅焦板与射流风喷口的截面形状一致，与射流风喷口的内壁之间存在间隙，捅焦板的材质为耐高温不锈钢。
[0019]
优选的，所述的间隙为5mm。
[0020]
优选的，所述的射流风喷口以及保护风喷口的材质为耐高温不锈钢。
[0021]
相较于现有技术，本发明至少具有如下的有益效果：通过在锅炉炉膛的高温腐蚀区域设置由射流风喷口和保护风喷口组成的贴壁风装置，射流风能够把即将冲刷水冷壁的煤粉气流推至炉膛中心进行燃烧，并且由于本发明贴壁风装置的作用使得风量在煤粉气流燃烧的不同阶段送入，实现了空气分级燃烧，有利于降低燃烧产生的nox；保护风在水冷壁贴壁处形成气膜，改善了水冷壁贴壁处气氛。在射流风和保护风的作用下，锅炉水冷壁高温腐蚀问题能够得到解决。为了防止燃烧过程中焦渣颗粒粘附在贴壁风喷口造成喷口结渣或烧损，在射流风喷口内设置有捅焦装置，通过定期开展捅渣工作，解决了贴壁风喷口易堵渣问题。
附图说明
[0022]
图1本发明贴壁风装置捅焦板处于初始位置的结构示意图；
[0023]
图2本发明贴壁风装置捅焦板处于末端位置的结构示意图；
[0024]
图3本发明贴壁风装置的端部喷口结构示意图；
[0025]
图4本发明贴壁风装置的布置示意图；
[0026]
附图中：1-射流风喷口，2-保护风喷口，3-隔板，4-捅焦装置，5-水冷壁，6-左侧墙，7-右侧墙，8-煤粉燃烧器，9-前墙，10-后墙，11-热一次风母管，12-二次风箱，13-导流板，14-曲柄，15-连杆，16-捅焦杆，17-捅焦板。
具体实施方式
[0027]
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0028]
以对冲燃烧锅炉为例说明，参见图4，煤粉燃烧器8布置在锅炉的前墙9和后墙10上，煤粉气流对冲燃烧，锅炉左侧墙6、右侧墙7的水冷壁5中间区域受煤粉燃烧器煤粉气流的冲刷，导致该区域水冷壁5的贴壁处为强还原性气氛，高温腐蚀问题较严重。
[0029]
本发明布置在锅炉左侧墙6、右侧墙7上，包括射流风喷口1和保护风喷口2。射流风喷口1为面向煤粉燃烧器8的气流射流方向，射流风喷口1的喷射方向与煤粉燃烧器8的煤粉气流喷射方向相垂直，其主要作用为阻挡煤粉气流冲刷锅炉左右侧墙的中间区域，将煤粉气流推至炉膛的中心进行燃烧；另外在进入炉膛总风量一定的情况下，部分风量通过射流风喷口1射入炉膛，降低了煤粉燃烧初期的氧量，实现了空气分级燃烧，有利于降低燃烧产生的nox浓度。保护风喷口2为背向煤粉燃烧器8的气流射流方向，保护风喷口2为半圆环形风道，保护风的风源取自二次风箱12也可以取自热一次风母管11，保护风喷口2的端部设置有导流板13，能够使保护风垂直于水冷壁5的轴向方向，即与煤粉气流射流方向相同，其作用是使水冷壁贴壁处形成气膜，改善该区域水冷壁贴壁气氛，杜绝高温腐蚀的发生。
[0030]
当射流风喷口1内风压波动或煤粉燃烧器8的煤粉冲刷较严重时，射流风喷口1会形成焦渣，堵塞射流风喷口1，并造成射流风喷口1烧损。为防止此问题的发生，在射流风喷口1内设置捅焦装置4。捅焦装置4包括电机、曲柄14、连杆15、捅焦杆16、捅焦板17，在电机驱动下，曲柄14做圆周运动，曲柄14通过连杆15带动捅焦杆16做直线循环往复运动，捅焦板17固定在捅焦杆16上，其跟随捅焦杆16做直线往复运动，当捅焦板17运动至射流风喷口1的端部时，将粘附在射流风喷口1处的焦渣推出至炉膛内，之后捅焦板17返回至初始位置。为保证捅焦板17灵活运动，捅焦板17与射流风喷口1的形状一致，且与喷口通道存在5mm间隙。捅焦板17根据设定的时间间隔进行定期捅渣，一般为1小时捅焦一次。
[0031]
为保证射流风能够阻挡煤粉气流冲刷侧墙水冷壁，射流风的风源取自燃煤锅炉热一次风母管11，风压为7kpa～10kpa，煤粉燃烧器8的出口煤粉气流的压力为2kpa～4kpa，射流风的风压较煤粉燃烧器8出口煤粉气流的风压大，且贴壁风装置的布置高度与煤粉燃烧器8的布置高度相同，能够将即将贴壁的煤粉气流推至炉膛中心处进行燃烧。
[0032]
为防止喷口烧损，射流风喷口1、保护风喷口2、捅焦板17的材质为耐高温不锈钢。
[0033]
贴壁风装置布置在锅炉水冷壁高温腐蚀区域：
[0034]
对于前后墙对冲燃烧锅炉，贴壁风分别与前墙9/后墙10之间的距离为侧墙深度方向的1/3。对于四角切圆燃烧锅炉，贴壁风位于锅炉炉墙(前墙9、后墙10、左侧墙6、右侧墙7)上，布置高度与煤粉燃烧器8的高度相同，与其上游煤粉燃烧器8的距离为炉墙深度的2/3。对于w火焰燃烧锅炉，贴壁风装置位于前墙9、后墙10上，距离冷灰斗拐点高度为1m。
[0035]
以上所述的仅仅是本发明的较佳实施例，并不用以对本发明的技术方案进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明精神和原则的前提下，该技术方案还
可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求书所涵盖的保护范围之内。

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