一種防止對沖燃燒鍋爐側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及大型鍋爐的對沖燃燒技術(shù)，特別涉及一種防止對沖燃燒鍋爐側(cè)墻水冷 壁高溫腐蝕的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 前后墻對沖燃燒方式由于燃燒器布置方便，被廣泛應(yīng)用于600麗以上的超臨界、 超超臨界鍋爐。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，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，其中以前后墻對沖燃燒鍋爐側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕尤為明顯。其主要原因為： 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；2.當(dāng)前的大型超臨界、超超臨界前后墻對沖燃燒鍋爐爐膛寬度 較大，熱態(tài)運行時爐膛中心溫度較高，抽拔力較大，同一層燃燒器不同燃燒器的二次風(fēng)均來 自于二次風(fēng)靜壓風(fēng)箱，在爐膛中心抽拔力的作用下側(cè)墻附近的燃燒器二次風(fēng)量相對較小， 進一步加劇了側(cè)墻水冷壁附近的還原性氣氛；3.靠近側(cè)墻的燃燒器二次風(fēng)量不足，前后墻 一次風(fēng)在對沖后會沖刷側(cè)墻，未完全燃燒的煤粉在側(cè)墻水冷壁上沉積，造成側(cè)墻水冷壁表 面的硫腐蝕。
[0003] 高溫腐蝕對鍋爐的安全穩(wěn)定運行造成了極大的隱患，造成電廠每年的維護費用大 幅增加。為了解決上述問題，目前常用的緩解側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕的方法主要有：1.對水 冷壁進行表面噴涂防腐處理，但費用較高，防護周期較短，不能從根本上避免水冷壁高溫腐 蝕的發(fā)生；2.設(shè)置邊界風(fēng)或側(cè)燃盡風(fēng)，即從二次風(fēng)中抽取5%~10%左右的風(fēng)量，從爐膛底 部兩側(cè)墻或設(shè)置在靠近側(cè)墻的燃盡風(fēng)噴口送入爐膛，但各大電廠實際運行情況表明，該方 法不能完全解決側(cè)墻高溫腐蝕的問題，同時這一部分二次風(fēng)不參與燃燒，影響鍋爐燃燒效 率；3.側(cè)墻水冷壁開孔漏風(fēng)或設(shè)置貼壁風(fēng)，即在側(cè)墻高溫腐蝕區(qū)域膜式水冷壁開孔或設(shè)置 貼壁風(fēng)。
[0004] 例如授權(quán)公告號CN1308615C的專利文獻公開了一種防止水冷壁高溫腐蝕和結(jié) 渣的燃燒器墻式布置的鍋爐裝置，它包括爐體和燃燒器，所述爐體由前墻、后墻、側(cè)墻組成， 兩側(cè)墻是由水冷壁管和鰭片緊密連接組成的水冷壁，在前墻和后墻上裝有燃燒器，兩側(cè)墻 通過貼壁風(fēng)風(fēng)箱、連接貼壁風(fēng)風(fēng)箱與二次風(fēng)道之間的風(fēng)管，與二次風(fēng)道連通，并且將兩側(cè)墻 上的鰭片取下形成縫隙。但是從各大電廠運行經(jīng)驗表明，側(cè)墻水冷壁直接開孔根本無法在 水冷壁壁面形成風(fēng)膜，對水冷壁的保護效果有限，貼壁風(fēng)風(fēng)帽在高溫爐膛內(nèi)極易損壞、堵塞 甚至結(jié)渣，同時無論是開孔漏風(fēng)還是貼壁風(fēng)均不參與燃燒，影響鍋爐燃燒效率。
[0005] 從上可以看出，近20年來，在前后墻對沖燃燒的爐型中，雖然有各種防止側(cè)墻水 冷壁高溫腐蝕措施，但腐蝕問題仍沒有獲得有效地解決。因此，需要一種在不影響鍋爐燃燒 效率的情況下，避免側(cè)墻水冷壁的高溫腐蝕的解決辦法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種防止對沖燃燒鍋爐側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕的方法，無需投資成本 改造設(shè)備、易于實施，可以有效防止側(cè)墻水冷壁的高溫腐蝕，且不影響鍋爐燃燒效率。
[0007] -種防止對沖燃燒鍋爐側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕的方法，所述對沖燃燒鍋爐包括爐體 和燃燒器，所述爐體由前墻、后墻以及兩側(cè)墻水冷壁組成，在前墻和后墻上各裝有若干層燃 燒器，每層設(shè)有至少三個燃燒器，各層燃燒器中，靠近側(cè)墻水冷壁的燃燒器和中部的燃燒器 的一次風(fēng)管道分別連接獨立控制的供風(fēng)管，在鍋爐熱態(tài)運行時，各燃燒器通過對應(yīng)的供風(fēng) 管進行一次風(fēng)送風(fēng)，控制供風(fēng)管的送風(fēng)速度使靠近側(cè)墻水冷壁的燃燒器一次風(fēng)速小于中部 的燃燒器一次風(fēng)速。
[0008] 使用本發(fā)明方法進行送風(fēng)，由于靠近側(cè)墻水冷壁的燃燒器一次風(fēng)速較小，可以減 弱前后墻一次風(fēng)對沖對側(cè)墻水冷壁的沖刷作用，避免未完全燃燒的煤粉在側(cè)墻水冷壁上沉 積，防止側(cè)墻水冷壁表面的硫腐蝕；
[0009] 并且由于靠近側(cè)墻的燃燒器的一次風(fēng)速降低后，一次風(fēng)對煤粉的攜帶能力減弱， 而同一層燃燒器不同燃燒器的二次風(fēng)均來自于二次風(fēng)靜壓風(fēng)箱，在爐膛中心抽拔力的作用 下靠近側(cè)墻的燃燒器二次風(fēng)量相對較小，從而使靠近側(cè)墻的燃燒器的一次風(fēng)速及煤粉濃度 與該燃燒器較小的二次風(fēng)速對應(yīng)，達(dá)到提高該燃燒器的總風(fēng)煤比（一次風(fēng)、二次風(fēng)總風(fēng)量 與煤粉量之比）的效果，改善側(cè)墻附近的還原性氣氛，從而保證側(cè)墻水冷壁處于氧化性氣 氛中，避免水冷壁高溫腐蝕。
[0010] 為了在不影響鍋爐的燃燒效率的同時，減輕前后墻對沖燃燒對側(cè)墻水冷壁的沖刷 作用，靠近側(cè)墻的燃燒器一次風(fēng)速不宜降低過多，優(yōu)選的，靠近側(cè)墻的燃燒器一次風(fēng)速比位 于中部的燃燒器低5%~10%。上述操作方法針對600MW以上的超臨界、超超臨界鍋爐效 果明顯，這類對沖燃燒式鍋爐在前、后墻各設(shè)有陣列布置的3層燃燒器，每層布置有6~8 個。
[0011] 優(yōu)選的，靠近側(cè)墻的燃燒器的總風(fēng)煤比控制在3. 8~4. 0,總風(fēng)煤比為一次風(fēng)、二 次風(fēng)總風(fēng)量與煤粉量之比，上述操作可以改善燃燒器的燃燒狀況，使側(cè)墻水冷壁附近的氧 濃度提高到1%~3%，保證側(cè)墻水冷壁處于氧化性氣氛中，有效防止水冷壁高溫腐蝕。而 中部的燃燒器的總風(fēng)煤比則仍控制在3. 4左右。
[0012] 優(yōu)選的，控制各燃燒器的一次風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速不低于18m/s，噴口風(fēng)速不低于22m/s。 上述操作可以避免旋流燃燒器噴口風(fēng)速偏低而導(dǎo)致著火距離過近的情況，提高燃燒器噴口 的安全性。
[0013] 本發(fā)明的有益效果：
[0014] 本發(fā)明的防止對沖燃燒鍋爐側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕的方法，通過調(diào)節(jié)個別燃燒器的 一次風(fēng)速，降低靠近側(cè)墻的燃燒器的一次風(fēng)速及煤粉濃度，提高靠近側(cè)墻燃燒器的風(fēng)煤比， 改善靠近側(cè)墻的燃燒器缺氧燃燒的狀況，避免鍋爐側(cè)墻水冷壁處于還原性氣氛；
[0015] 同時減弱了前后墻燃燒器一次風(fēng)速對沖對側(cè)墻水冷壁的沖刷作用，從根本上杜絕 了鍋爐側(cè)墻水冷壁的高溫腐蝕，從而有效的延長了鍋爐水冷壁側(cè)墻的使用壽命；
[0016] 本發(fā)明不需要投資成本，操作簡單，運行管理方便，靠近側(cè)墻的燃燒器的燃燒狀況 得到改善，對鍋爐燃燒效率及燃燒穩(wěn)定性都具有一定的增益效果，不會增加生產(chǎn)以及運行 維護費用。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。
[0018] 本實施例采用現(xiàn)有的1060麗超超臨界對沖燃燒鍋爐，該對沖燃燒鍋爐包括爐體 和燃燒器，爐體由前墻、后墻以及兩側(cè)墻水冷壁組成，在前、后墻各設(shè)有陣列布置的3層燃 燒器，每層布置有8個，共安裝了 48個燃燒器，各層燃燒器中，靠近側(cè)墻水冷壁的燃燒器和 中部的燃燒器的一次風(fēng)管道分別連接獨立控制的供風(fēng)管。
[0019] 本實施例的方法為：在鍋爐熱態(tài)運行時，各燃燒器通過供風(fēng)管進行一次風(fēng)送風(fēng)，其 中：
[0020] 靠近側(cè)墻水冷壁的燃燒器一次風(fēng)速控制在25~26m/s，并將總風(fēng)煤比（一次風(fēng)、二 次風(fēng)總風(fēng)量與煤粉量之比）控制在3. 8~4. 0 ;
[0021] 其余燃燒器（位于中部）一次風(fēng)速控制在28m/s，總風(fēng)煤比控制在3. 4。
[0022] 為了提高控制精度，檢測一次風(fēng)管道內(nèi)和噴口氣流流速，從而將一次風(fēng)速控制在 要求的范圍內(nèi)，提高防止高溫腐蝕的效果。
[0023] 本實施例的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，各控制參數(shù)如表1所示，本實施例的方法通過 調(diào)節(jié)個別燃燒器的一次風(fēng)速，降低靠近側(cè)墻的燃燒器的一次風(fēng)速及煤粉濃度，提高靠近側(cè) 墻燃燒器的總風(fēng)煤比，使側(cè)墻水冷壁附近的氧濃度從現(xiàn)有技術(shù)的低于〇. 3%提高到1%~ 3 %，保證側(cè)墻水冷壁處于氧化性氣氛中，有效防止水冷壁高溫腐蝕；同時減弱了前后墻燃 燒器一次風(fēng)速對沖對側(cè)墻水冷壁的沖刷作用，從根本上杜絕了鍋爐側(cè)墻水冷壁的高溫腐 蝕；有效延長了鍋爐水冷壁側(cè)墻的使用壽命。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用本實施例方法的燃燒效率并沒有降低，并且提高了 0. 19%， 主要原因是因為燃燒產(chǎn)生的CO濃度降低，在鍋爐的各項燃燒損失中化學(xué)未完全燃燒損失 q3下降，同時鍋爐的其它各項燃燒損失變化不大，因此鍋爐的燃燒效率提高。
【主權(quán)項】
1. 一種防止對沖燃燒鍋爐側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕的方法，所述對沖燃燒鍋爐包括爐體和 燃燒器，所述爐體由前墻、后墻以及兩側(cè)墻水冷壁組成，在前墻和后墻上各裝有若干層燃燒 器，每層設(shè)有至少三個燃燒器，其特征在于，各層燃燒器中，靠近側(cè)墻水冷壁的燃燒器和中 部的燃燒器的一次風(fēng)管道分別連接獨立控制的供風(fēng)管，在鍋爐熱態(tài)運行時，各燃燒器通過 對應(yīng)的供風(fēng)管進行一次風(fēng)送風(fēng)，控制供風(fēng)管的送風(fēng)速度使靠近側(cè)墻水冷壁的燃燒器一次風(fēng) 速小于中部的燃燒器一次風(fēng)速。
2. 如權(quán)利要求1所述的防止對沖燃燒鍋爐側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕的方法，其特征在于， 靠近側(cè)墻的燃燒器一次風(fēng)速比位于中部的燃燒器低5%~10%。
3. 如權(quán)利要求2所述的防止對沖燃燒鍋爐側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕的方法，其特征在于， 在前、后墻各設(shè)有陣列布置的3層燃燒器，每層布置有6~8個。
4. 如權(quán)利要求1所述的防止對沖燃燒鍋爐側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕的方法，其特征在于， 靠近側(cè)墻的燃燒器的總風(fēng)煤比控制在3. 8~4. 0。
5. 如權(quán)利要求1所述的防止對沖燃燒鍋爐側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕的方法，其特征在于， 控制各燃燒器的一次風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速不低于18m/s，噴口風(fēng)速不低于22m/s。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防止對沖燃燒鍋爐側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕的方法，所述對沖燃燒鍋爐包括爐體和燃燒器，所述爐體由前墻、后墻以及兩側(cè)墻水冷壁組成，在前墻和后墻上各裝有若干層燃燒器，每層設(shè)有至少三個燃燒器，各層燃燒器中，靠近側(cè)墻水冷壁的燃燒器和中部的燃燒器的一次風(fēng)管道分別連接獨立控制的供風(fēng)管，在鍋爐熱態(tài)運行時，各燃燒器通過對應(yīng)的供風(fēng)管進行一次風(fēng)送風(fēng)，控制供風(fēng)管的送風(fēng)速度使靠近側(cè)墻水冷壁的燃燒器一次風(fēng)速小于中部的燃燒器一次風(fēng)速。本發(fā)明有效的延長了鍋爐水冷壁側(cè)墻的使用壽命，操作簡單，運行管理方便，靠近側(cè)墻的燃燒器的燃燒狀況得到改善，對鍋爐燃燒效率及燃燒穩(wěn)定性都具有一定的增益效果。
【IPC分類】F23C7-00, F23N1-02
【公開號】CN104676582
【申請?zhí)枴緾N201510058440
【發(fā)明人】周永剛, 李培, 趙虹
【申請人】浙江大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月4日