一種減緩旋流對(duì)沖燃燒鍋爐水冷壁高溫腐蝕的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及電力、煤炭等技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種減緩旋流對(duì)沖燃燒鍋爐水冷 壁高溫腐蝕的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力工業(yè)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障，隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，超臨界和超超 臨界機(jī)組的應(yīng)用日益增多，電站鍋爐向大容量高參數(shù)發(fā)展，鍋爐水冷壁溫度相應(yīng)提高，水 冷壁管高溫腐蝕現(xiàn)象更加嚴(yán)重，由此引起的鍋爐水冷壁爆管等事故的可能性顯著增加，給 電廠和電網(wǎng)的安全運(yùn)行構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。在近期投產(chǎn)的大容量的超臨界、超超臨界鍋爐 中相當(dāng)一部分采用旋流對(duì)沖燃燒方式。隨著運(yùn)行時(shí)間的不斷積累，一部分鍋爐已經(jīng)開始出 現(xiàn)高溫腐蝕的跡象，有的已經(jīng)發(fā)生較為嚴(yán)重的受熱面腐蝕。華電山東分公司某電廠1000MW 機(jī)組超超臨界鍋爐、國(guó)電山東分公司某電廠600MW超臨界鍋爐都不同程度的出現(xiàn)了高溫腐 蝕的情況。因此，研究旋流對(duì)沖燃燒鍋爐的高溫腐蝕特性與防治技術(shù)對(duì)保障發(fā)電機(jī)組安全 穩(wěn)定運(yùn)行有重要的意義。
[0003] 對(duì)沖燃燒鍋爐高溫腐蝕機(jī)理：
[0004] 鍋爐水冷壁向火側(cè)腐蝕有時(shí)稱為"還原氣氛腐蝕"，水冷壁向火側(cè)的腐蝕不可能發(fā) 生在充分燃燒區(qū)的氧化性氣氛中，而是發(fā)生在不完全燃燒區(qū)的還原氣氛中，此時(shí)未經(jīng)燃燒 的炭粒飛向爐管表面時(shí)，同時(shí)釋放出揮發(fā)硫和氯化物，對(duì)金屬產(chǎn)生硫化物作用，加速腐蝕。 當(dāng)持續(xù)燃燒不良或脈動(dòng)火焰沖擊爐墻時(shí)，形成高溫和燃料過剩的腐蝕環(huán)境，在此環(huán)境中有 利于產(chǎn)生鋼和磯的硫酸鹽，其烙點(diǎn)只有427°C。水冷壁溫度越高，各種腐蝕物越容易形成， 有資料表明，在300?500°C范圍內(nèi)，管壁外表溫度每升高50°C，煙氣側(cè)的腐蝕程度將增加 1倍。
[0005] 引起硫化物型高溫腐蝕主要是由煤中的黃鐵礦硫造成的，其腐蝕過程如下：
[0006] (1)黃鐵礦粉末隨未燃盡煤粉到達(dá)水冷壁附近，受熱分解放出自由原子硫及硫化 亞鐵，反應(yīng)式如下：
[0007] I^eSg--化5+8
[000引當(dāng)管子附近有一定濃度的&S和s02時(shí)，也可能生成自由的原子硫，反應(yīng)式如下：
[0009] 2H2S+SO2--- 2H20+3S
[0010] (2)在還原性氣氛中，單獨(dú)的原子硫在管壁溫度達(dá)到623K時(shí)，發(fā)生硫化作用，反應(yīng) 式如下：
[0011] 化+S--^化S
[001引 做還可透過疏松的Pe203直接與較致密的磁性氧化鐵層Fe 304巧6203斗eO)中 復(fù)合的化0作用，反應(yīng)式如下：
[0013] FeO+HaS--^化 5+&0
[0014] (4)硫化亞鐵FeS緩慢氧化而生成黑色的磁性氧化鐵，反應(yīng)式如下：
[0015] 3FeS巧〇2--Fg3〇4+3S〇2
[0016] 一般說來，影響高溫腐蝕的因素可歸納為四點(diǎn)：1)煤質(zhì)中含有較多的S元素；2) 水冷壁溫度較高；3)燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)；4)壁面附近存在還原性煙氣成分。對(duì)發(fā)電企業(yè)來 說，前=項(xiàng)在實(shí)際情況下很難改變，唯一可W做工作即采取措施改變第四項(xiàng)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0017] 本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種減緩旋流對(duì)沖燃燒鍋爐水冷 壁高溫腐蝕的裝置，具體包括壁面氣氛實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，貼壁風(fēng)系統(tǒng)，反饋控制系統(tǒng)。其中， 貼壁風(fēng)系統(tǒng)即在二次風(fēng)大風(fēng)箱中引出部分熱二次風(fēng)，經(jīng)過管道及變頻增壓風(fēng)機(jī)后從每層燃 燒器與側(cè)墻之間位置吹向水冷壁，該股氣流可在水冷壁壁面附近形成一層氣膜，有效破壞 了產(chǎn)生高溫腐蝕的條件；壁面氣氛實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)即實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)側(cè)墻水冷壁附近區(qū)域的煙氣成 分，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過WIFI時(shí)時(shí)傳送到DCS系統(tǒng)，為調(diào)整貼壁風(fēng)量提供數(shù)據(jù)支持；而反饋控 制系統(tǒng)則根據(jù)壁面氣氛的檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)調(diào)整變頻增壓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，W有效控制貼壁風(fēng)量的 大小，使壁面附近的煙氣成分（氧量、CO等）維持在較安全的數(shù)值，如此可W有效減緩旋流 對(duì)沖燃燒鍋爐水冷壁壁面高溫腐蝕，保證發(fā)電機(jī)組及相關(guān)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為了使控 制程序結(jié)構(gòu)清晰且高效準(zhǔn)確，本實(shí)用新型將壁面氣氛的CO測(cè)量值作為調(diào)整的唯一基礎(chǔ)變 量。
[001引為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0019] 一種減緩旋流對(duì)沖燃燒鍋爐水冷壁高溫腐蝕的裝置，包括壁面氣氛實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 和貼壁風(fēng)系統(tǒng)，所述壁面氣氛實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括設(shè)置在鍋爐的水冷壁罐片上的不同位置的 采樣點(diǎn)，所述貼壁風(fēng)系統(tǒng)包括變頻增壓風(fēng)機(jī)和風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，所述不同位置的采樣點(diǎn)通過 各自的過濾器與閥組連接，閥組將不同位置采樣點(diǎn)的煙氣采集后依次送入煙氣分析儀，所 述煙氣分析儀將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)送入DCS系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，向貼壁風(fēng)增 壓風(fēng)機(jī)變頻器發(fā)出指令，所述貼壁風(fēng)增壓風(fēng)機(jī)變頻器與貼壁風(fēng)系統(tǒng)的變頻增壓風(fēng)機(jī)連接， 變頻增壓風(fēng)機(jī)從二次風(fēng)箱中引出熱二次風(fēng)，該熱二次風(fēng)依次通過變頻增壓風(fēng)機(jī)和風(fēng)量調(diào)節(jié) 裝置的調(diào)節(jié)后從鍋爐的每層燃燒器與鍋爐側(cè)墻之間位置吹向水冷壁，從而在水冷壁壁面附 近形成一層氣膜，所述氣膜使水冷壁壁面附近的煙氣成分維持在設(shè)定數(shù)值范圍內(nèi)，從而減 緩旋流對(duì)沖燃燒鍋爐水冷壁壁面高溫腐蝕。
[0020] 所述燃燒器設(shè)置在鍋爐本體的兩個(gè)對(duì)立面上，均勻分層布置，所述鍋爐的側(cè)墻是 指鍋爐本體的兩個(gè)未設(shè)置燃燒器的對(duì)立面。
[0021] 所述變頻增壓風(fēng)機(jī)與風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置連接，所述變頻增壓風(fēng)機(jī)通過貼壁風(fēng)管道與二 次風(fēng)箱連接，所述電動(dòng)擋板設(shè)置在貼壁風(fēng)管道內(nèi)，變頻增壓風(fēng)機(jī)與電動(dòng)擋板之間的貼壁風(fēng) 管道還與壓縮空氣管道連接，所述壓縮空氣管道與壓縮空氣連接，所述壓縮空氣管道中設(shè) 置有電動(dòng)閥口。
[0022] 所述電動(dòng)閥口用于控制壓縮空氣進(jìn)入貼壁風(fēng)管道的風(fēng)量。
[0023] 所述煙氣分析儀將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過WIFI將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)送入DCS系統(tǒng)。
[0024] 所述壓縮空氣用于引入冷風(fēng)降低進(jìn)入變頻增壓風(fēng)機(jī)的二次風(fēng)溫，防止二次風(fēng)溫過 高而毀壞變頻增壓風(fēng)機(jī)。
[0025] 在二次風(fēng)箱與變頻增壓風(fēng)機(jī)之間設(shè)有貼壁風(fēng)管道，所述貼壁風(fēng)管道的一端設(shè)有貼 壁風(fēng)管道爐內(nèi)噴口，貼壁風(fēng)管道爐內(nèi)噴口為扁平（尺寸500mm*160mm)，能夠左右調(diào)節(jié)，角度 定為向側(cè)墻方向傾斜30度，W使熱風(fēng)能夠較容易達(dá)到側(cè)墻表面，起到有效減緩高溫腐蝕的 目的。
[0026] 變頻增壓風(fēng)機(jī)與貼壁風(fēng)管道爐內(nèi)噴口之間設(shè)有膨脹節(jié)。膨脹節(jié)就是在管道熱脹冷 縮時(shí)起緩沖作用，防止管道變形或被破壞。
[0027] 貼壁風(fēng)管道就是將貼壁風(fēng)從二次風(fēng)大風(fēng)箱引向爐內(nèi)的通道。
[002引貼壁風(fēng)管道爐內(nèi)噴口與水冷壁平齊，防止高溫?zé)龤А?br>[0029] 貼壁風(fēng)管道爐內(nèi)噴口設(shè)置在每層旋流燃燒器與側(cè)墻之間，水平高度與燃燒器相 同，位置距離側(cè)墻1. 2m。
[0030] 閥組設(shè)置在過濾器與煙氣分析儀之間，所述閥組的一端設(shè)有若干個(gè)煙氣入口，所 述閥組的另一端設(shè)有一個(gè)煙氣出口，所述煙氣入口與各自的過濾器連接，若干個(gè)煙氣入口 通過各自對(duì)應(yīng)的煙氣管道與抽氣累連接，所述抽氣累與煙氣出口連接，每個(gè)煙氣管道上均 設(shè)有電磁閥，所述電磁閥的開閉均由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來控制。
[0031] 閥組內(nèi)置抽氣累、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及若干個(gè)電磁閥。
[0032] 電磁閥設(shè)置在閥組內(nèi)，每個(gè)采樣點(diǎn)的煙氣管道上均設(shè)置一電磁閥，由計(jì)算機(jī)控制， 保證各采樣點(diǎn)的煙氣樣本依次順序輸送到煙氣分析儀。
[0033] 所述采樣點(diǎn)設(shè)置在鍋爐的水冷壁罐片上，分上、中、下=層。
[0034] 所述采樣點(diǎn)所在的水冷罐