專利名稱：防止水冷壁高溫腐蝕的鍋爐裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種防止水冷壁高溫腐蝕的鍋爐裝置和方法。
背景技術(shù)：
隨著國家對NOx排放量要求的不斷提高，低氮旋流燃燒器和空氣分級技術(shù)在鍋爐上得到了廣泛應(yīng)用，低氮旋流燃燒器和空氣分級技術(shù)雖然能有效抑制和降低NOx生成，但隨之產(chǎn)生了鍋爐水冷壁高溫腐蝕的問題。主要是因為:1.應(yīng)用了低氮燃燒器和空氣分級的超臨界鍋爐，主燃區(qū)缺氧燃燒，形成的還原性氣氛，有利于腐蝕性氣體H2S的生成，也會有利于Cl腐蝕的形成；2.低氮旋流燃燒器通常采用延遲一次風(fēng)和二次風(fēng)的混合來實現(xiàn)低NOx排放的目的，當(dāng)二次風(fēng)未及時混入一次風(fēng)時，靠近側(cè)墻的低氮旋流燃燒器的一次風(fēng)在對沖后會沖刷側(cè)墻，沖刷側(cè)墻會造成未氧化的燃料在側(cè)墻水冷壁上沉積，造成水冷壁表面的硫腐蝕。高溫腐蝕造成水冷壁管的厚度逐年減薄，鍋爐水冷壁管的金屬損失速率甚至高達
2.5mm/年，給鍋爐的安全穩(wěn)定運行帶來嚴(yán)重的威脅。目前常用的減輕或防止鍋爐水冷壁高溫腐蝕的方法有:1.對水冷壁管進行滲鋁等表面防腐處理，但這種方法費用較高，而且防護周期較短；2.在側(cè)墻上安裝貼壁風(fēng)，但采用貼壁風(fēng)系統(tǒng)投資較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且貼壁風(fēng)需要較大的風(fēng)速，易影響爐膛內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性。因此，急需一種系統(tǒng)簡單、價格合理、易于實施且不影響爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定性和鍋爐效率的防水冷壁高溫腐蝕技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種系統(tǒng)簡單、價格合理、易于實施且不影響爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定性和鍋爐效率的防止水冷壁高溫腐蝕的鍋爐裝置和方法。一種防止水冷壁高溫腐蝕的鍋爐裝置，包括爐體、低氮旋流燃燒器、高氮旋流燃燒器，所述爐體包括前墻、后墻、左側(cè)墻、右側(cè)墻，所述高氮旋流燃燒器安裝在前墻、后墻上靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的區(qū)域，所述低氮旋流燃燒器安裝在前墻、后墻上遠(yuǎn)離左側(cè)墻和右側(cè)墻的中部區(qū)域。優(yōu)選地，所述低氮旋流燃燒器與高氮旋流燃燒器為多個，所述前墻、后墻上的低氮旋流燃燒器與高氮旋流燃燒器排成若干行，每行低氮旋流燃燒器靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的區(qū)域布置有高氮旋流燃燒器。優(yōu)選地，所述高氮旋流燃燒器為多個，在所述前墻、后墻上靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的區(qū)域各布置一列高氮旋流燃燒器。優(yōu)選地，所述高氮旋流燃燒器為多個，在所述前墻、后墻上靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的區(qū)域各布置兩列高氮旋流燃燒器。

一種防止水冷壁高溫腐蝕的方法，包括步驟:
在爐體的前墻和后墻上靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的區(qū)域安裝高氮旋流燃燒器；在爐體的前墻和后墻上遠(yuǎn)離左側(cè)墻和右側(cè)墻的中部區(qū)域安裝低氮旋流燃燒器；所述靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的高氮旋流燃燒器噴出的弱還原性射流將左側(cè)墻水冷壁、右側(cè)墻水冷壁與低氮旋流燃燒器噴出的強還原性射流隔開，在左側(cè)墻和右側(cè)墻附近形成保護層。下面對前述技術(shù)方案的優(yōu)點或原理進行說明:高氮旋流燃燒器的一次風(fēng)與二次風(fēng)具有混合較早且充分的特點，煤粉燃盡程度較高，高氮旋流燃燒器射流中的少量的未燃盡顆粒分布均勻，對沖射流碰撞后形成的刷墻氣流中不會出現(xiàn)煤粉顆粒集中的現(xiàn)象，從而大大減少了未氧化燃料在水冷壁上的沉積，減輕了水冷壁表面的硫腐蝕。由于高氮燃燒器射流中的一次風(fēng)與二次風(fēng)混合充分，煤粉熱解產(chǎn)生的揮發(fā)分迅速燃燒，下游射流中的一氧化碳含量很少，不會形成強還原性氣氛，從而抑制腐蝕性氣體的生成，保護側(cè)墻水冷壁不受氣相腐蝕。

將高氮旋流燃燒器安裝在前墻、后墻上靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的區(qū)域，將低氮旋流燃燒器安裝在前墻、后墻上遠(yuǎn)離左側(cè)墻和右側(cè)墻的中部區(qū)域，高氮旋流燃燒器噴出的弱還原性射流將側(cè)墻水冷壁與低氮旋流燃燒器出口的強還原性射流隔開，從而起到保護側(cè)墻水冷壁的作用。本發(fā)明通過對兩種旋流燃燒器的合理布置，將靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的燃燒器更換為高氮旋流燃燒器，解決了側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕的問題，操作簡單，運行管理方便，不會對爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響，也不會增加鍋爐運行維護費用。


圖1為本發(fā)明防止水冷壁高溫腐蝕的鍋爐裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明防止水冷壁高溫腐蝕的鍋爐裝置的爐內(nèi)氣氛分布示意圖；附圖標(biāo)記說明:1、前墻，2、后墻，3、左側(cè)墻，4、右側(cè)墻5、低氮旋流燃燒器，6、高氮旋流燃燒器，7、保
護層，8、強還原性煙氣。
具體實施例方式如圖1所示，一種防止水冷壁高溫腐蝕的鍋爐裝置，包括爐體、低氮旋流燃燒器5、高氮旋流燃燒器6，所述爐體包括前墻1、后墻2、左側(cè)墻3、右側(cè)墻4，所述高氮旋流燃燒器6安裝在前墻1、后墻2上靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的區(qū)域，所述低氮旋流燃燒器5安裝在前墻1、后墻2上遠(yuǎn)離左側(cè)墻和右側(cè)墻的中部區(qū)域。由圖1可知，本實施例中，所述的低氮旋流燃燒器5布置在前墻1、后墻2上遠(yuǎn)離左側(cè)墻和右側(cè)墻的中部區(qū)域，排成三行，在每行低氮旋流燃燒器5靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的位置都布置有高氮旋流燃燒器6。所述高氮旋流燃燒器6為十二個，在所述前墻1、后墻2上靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的兩側(cè)各布置三個，所述的三個高氮旋流燃燒器6成一列。將低氮旋流燃燒器與高氮旋流燃燒器排成若干行，每行低氮旋流燃燒器靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的兩側(cè)布置有高氮旋流燃燒器，使每行的低氮旋流燃燒器與高氮旋流燃燒器安裝在相同的高度，這樣可以保證高氮旋流燃燒器產(chǎn)生的弱還原性煙氣將低氮旋流燃燒器產(chǎn)生的強還原性煙氣隔開，有效避免側(cè)墻水冷壁的高溫腐蝕。當(dāng)然，所述高氮旋流燃燒器的個數(shù)根據(jù)使用需求選擇，在所述前墻、后墻上靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的區(qū)域可以設(shè)置一列或多列。如圖2所示，所述高氮旋流燃燒器6的射流為弱還原性氣氛，在左側(cè)墻和右側(cè)墻附近形成保護層7，該保護層可以起到減輕高溫腐蝕的作用。由于每行低氮旋流燃燒器5靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的位置都布置有高氮旋流燃燒器6，使得爐體中部的低氮旋流燃燒器5產(chǎn)生的強還原性煙氣8無法沖刷到左側(cè)墻水冷壁與右側(cè)墻水冷壁，而且低氮旋流燃燒器5出口的較濃的未燃盡煤粉顆粒也無法沖刷到側(cè)墻水冷壁，避免了因未燃盡煤粉刷墻造成的水冷壁硫腐蝕。一種防止水冷壁高溫腐蝕的方法，包括步驟:在爐體的前墻和后墻上靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的區(qū)域安裝高氮旋流燃燒器；在爐體的前墻和后墻上遠(yuǎn)離左側(cè)墻和右側(cè)墻的中部區(qū)域安裝低氮旋流燃燒器；所述靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的高氮旋流燃燒器噴出的弱還原性射流將左側(cè)墻水冷壁和右側(cè)墻水冷壁與低氮旋流燃燒器噴出的強還原性射流隔開，在左側(cè)墻和右側(cè)墻附近形成保護層。本實施例通過對兩種旋流燃燒器的合理布置，將靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的燃燒器更換為高氮旋流燃燒器，解決了側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕的問題，操作簡單，運行管理方便，不會對爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響，也不會增加鍋爐運行維護費用。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的 前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種防止水冷壁高溫腐蝕的鍋爐裝置，其特征在于，包括爐體、低氮旋流燃燒器、高氮旋流燃燒器，所述爐體包括前墻、后墻、左側(cè)墻、右側(cè)墻，所述高氮旋流燃燒器安裝在前墻、后墻上靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的區(qū)域，所述低氮旋流燃燒器安裝在前墻、后墻上遠(yuǎn)離左側(cè)墻和右側(cè)墻的中部區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止水冷壁高溫腐蝕的鍋爐裝置，其特征在于，所述低氮旋流燃燒器與高氮旋流燃燒器為多個，所述前墻、后墻上的低氮旋流燃燒器與高氮旋流燃燒器排成若干行，每行低氮旋流燃燒器靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的區(qū)域布置有高氮旋流燃燒器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防止水冷壁高溫腐蝕的鍋爐裝置，其特征在于，所述高氮旋流燃燒器為多個，在所述前墻、后墻上靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的區(qū)域各布置一列高氮旋流燃
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防止水冷壁高溫腐蝕的鍋爐裝置，其特征在于，所述高氮旋流燃燒器為多個，在所述前墻、后墻上靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的區(qū)域各布置兩列高氮旋流燃
5.一種防止水冷壁高溫腐蝕的方法，其特征在于，包括步驟: 在爐體的前墻和后墻上靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的區(qū)域安裝高氮旋流燃燒器； 在爐體的前墻和后墻上遠(yuǎn)離左側(cè)墻和右側(cè)墻的中部區(qū)域安裝低氮旋流燃燒器； 所述靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的高氮旋流燃燒器噴出的弱還原性射流將左側(cè)墻水冷壁、右側(cè)墻水冷壁與低氮旋流燃燒器噴出的強還原性射流隔開，在左側(cè)墻和右側(cè)墻附近形成保護層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防止水冷壁高溫腐蝕的鍋爐裝置，包括爐體、低氮旋流燃燒器、高氮旋流燃燒器，所述爐體包括前墻、后墻、左側(cè)墻、右側(cè)墻，所述高氮旋流燃燒器安裝在前墻、后墻上靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的區(qū)域，所述低氮旋流燃燒器安裝在前墻、后墻上遠(yuǎn)離左側(cè)墻和右側(cè)墻的中部區(qū)域。本發(fā)明通過對兩種旋流燃燒器的合理布置，將靠近左側(cè)墻和右側(cè)墻的燃燒器更換為高氮旋流燃燒器，解決了側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕的問題，操作簡單，運行管理方便，不會對爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響，也不會增加鍋爐運行維護費用。
文檔編號F23C5/32GK103225805SQ20131014678
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月24日
發(fā)明者沈躍良, 周昊, 李德波, 楊玉, 劉亞明, 黃燕 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 浙江大學(xué)