本發明專利技術公開了一種減輕高堿性煤種沾污的CFB輻射混合型鍋爐，包括流化床爐膛、旋風分離器、水平煙道、輻射鍋爐和對流煙道，流化床爐膛連接旋風分離器，旋風分離器通過水平煙道連接輻射鍋爐，輻射鍋爐的底部連接水平的對流煙道；輻射鍋爐內設置有輻射水冷壁和輻射換熱屏，輻射水冷壁為具有空腔的長方形結構，輻射換熱屏位于空腔內；輻射換熱屏包括多個豎直平面輻射子屏，每個輻射子屏均是由多個豎直的立管拼接形成，輻射子屏以輻射水冷壁的中心軸線為圓心發散布置；本發明專利技術采用CFB鍋爐爐膛與輻射鍋爐配合，采用避免700℃—1100℃區間出現對流換熱面，利用煤灰的循環，大大減輕了高堿金屬煤種燃燒發生的沾污問題。
【技術實現步驟摘要】
一種減輕高堿性煤種沾污的CFB輻射混合型鍋爐
本專利技術涉及高堿性煤的防沾污
，特別是一種減輕高堿性煤種沾污的CFB輻射混合型鍋爐。
技術介紹
我國發電行業以火力發電為主，火電裝機容量超過70%以上?；痣妱恿τ妹憾嗖捎昧淤|低品位煤，鍋爐爐膛水冷壁結渣、對流受熱面沾污問題是長期影響電站鍋爐正常運行的重要問題之一。結渣和沾污會降低鍋爐的傳熱效率，影響鍋爐出力，使得設備的運行安全性嚴重降低，結渣沾污嚴重時可能導致鍋爐熄火、爆管、非計劃停爐等重大事故。 為了預防由于結渣與沾污所帶來的各種問題，國內外學者對結渣與沾污的機理進行了大量的研究。研究表明結渣與沾污是復雜的物理化學反應過程，與煤自身特性、鍋爐設計、運行狀況等眾多因素有關，提出了多個結渣與沾污判定指數。但由于煤在鍋爐中燃燒是一個極其復雜的過程，這些結渣判定指數在實際應用過程中有著很大的局限性，只能作為初步判斷并不能從根本上解決結渣與沾污對鍋爐的危害問題。 準東煤田是近年在新疆探明的特大型煤田，煤炭資源預測儲量3900億t，其煤中富含堿金屬元素，在電廠燃用過程中出現高溫過熱器(高過)、高溫再熱器(高再)沾污堵塞問題，而其他高堿金屬煤種在燃燒過程中也會出現嚴重沾污現象。 高堿性煤在煤粉鍋爐燃燒過程中由于堿金屬元素的揮發，容易在鍋爐受熱面冷凝形成一層打底附著物。打底物主要以NaCl或Na2SO4形式存在，上述成分在高溫下揮發后，易凝結在對流受熱面上形成燒結或粘結的灰沉積，隨著附著物對飛灰的吸附作用，會使得對流受熱面出現不同程度的沾污現象，且無法使用吹灰器清除，從而導致受熱面傳熱能力下降，造成鍋爐排煙溫度升高等問題，最終使得爐膛出力大大降低造成停爐。 國內對于燃燒高堿性煤利用還缺乏工程運行經驗，僅新疆地區個別電廠在研究高堿性煤的燃燒沾污問題，目前并沒有高效的利用辦法，只通過外煤摻燒的方式來減輕沾污問題，外煤摻燒問題實際上是通過添加其他低堿性金屬煤，降低了原煤中堿金屬的相對含量。鍋爐摻燒高堿性煤的比例不應超過30%，摻燒比例增大時，對流受熱面沾污積灰嚴重，形成煙氣走廊，煙氣沖刷造成高溫再熱器、高溫過熱器泄漏。由于新疆地區高堿性煤利用方式多為坑口電站，摻燒方式對外煤的需求量較大，這種方式往往受到運輸條件的限制，極大增加了運行成本。 對于傳統電站鍋爐而言，在燃用高堿性煤種時，由于煤種富含的堿金屬元素容易在對流受熱面上沉積，因此在對流受熱面上發生嚴重的沾污現象，導致鍋爐出力不足，管壁溫度過高導致爆管等現象。研究表明，煙氣溫度處于700°C — 1100°C區間屬于沾污發生嚴重區域。因此，高堿性煤的沾污問題是亟待解決的問題。
技術實現思路
本專利技術針對傳統電站鍋爐燃用高堿性煤種產生的沾污問題，提出了一種減輕高堿性煤種沾污的CFB輻射混合型鍋爐，基于傳統CFB鍋爐爐膛，取消其對流受熱面，布置下行的輻射鍋爐和橫向的對流受熱段，產生過熱蒸汽，通過CFB鍋爐的循環設置及輻射鍋爐，避免受熱面出現沾污，實現高堿性煤種的純燒利用。 本專利技術的技術方案如下:一種減輕高堿性煤種沾污的CFB輻射混合型鍋爐，其特征在于:包括流化床爐膛、旋風分離器、水平煙道、輻射鍋爐和對流煙道，流化床爐膛連接旋風分離器，旋風分離器通過水平煙道連接輻射鍋爐，輻射鍋爐的底部連接水平的對流煙道；所述輻射鍋爐內設置有輻射水冷壁和輻射換熱屏，所述輻射水冷壁是由多個豎直的立管拼接形成的長方形結構，長方形結構內為空腔；所述輻射換熱屏位于輻射水冷壁的空腔內，輻射換熱屏包括多個豎直平面輻射子屏，每一個輻射子屏均是由多個豎直的立管拼接形成，輻射子屏以輻射水冷壁豎直方向的中心軸線為圓心發散布置；所述輻射水冷壁和輻射換熱屏的每相鄰兩個立管均是通過焊接方式連接。 所述輻射鍋爐包括四個側壁、一頂壁和漏斗型底壁，側壁、頂壁均有由外層耐火保溫材料和內層膜式水冷壁構成，漏斗型底壁為耐火材料結構；漏斗型底壁的下方為出渣口，形成輻射段除灰斗；所述出渣口為耐火材料結構。 輻射水冷壁和輻射換熱屏的每個立管的上端均與上集箱連通，每個立管的下端與下集箱連通。 輻射水冷壁還在輻射鍋爐內頂部設置有頂壁水冷壁。 所述下行的輻射鍋爐代替CFB燃燒鍋爐原有的對流受熱面。利用輻射鍋爐輻射受熱面的特殊布置，減輕了煙氣通過時對受熱面的沖刷，且由于煙氣流動速度較小，不容易發生灰沉積，可減輕由于燃用高堿性煤種所發生的沾污。在輻射受熱段底部，煙氣溫度降低至7000C以下，此時，煙氣中的高堿性物質已凝結沉積，煙氣折流橫向進入對流段中，大大減小了煤灰在對流段的沉積。 所述對流煙道橫向水平布置，與輻射鍋爐相連，設置有對流傳熱部件。所述對流傳熱部件包括二級省煤器、一級省煤器及空氣預熱器部件；所述對流傳熱部件為多組對流管束，對流管束的壁面為耐火保溫材料。 對流煙道的后端連接有排煙煙道；煙氣經過二級省煤器、一級省煤器及空氣預熱器對流換熱，可使得煙氣出口溫度達到規定標準。 所述流化床爐膛為帶水冷壁面的常規流化床爐膛，其上設置有煤倉，流化床爐膛的底部設置有流化風口。 本專利技術的工作過程為:經過破碎等預處理的高堿性煤粉與添加劑通過煤倉進入流化床爐膛，與從流化風口進入經空氣預熱器加熱的熱空氣進行燃燒后，產生高溫煙氣，高溫煙氣經過流化床爐膛上部的爐膛出口進入旋風分離器，經過旋風分離器除去高溫煙氣中絕大多數的飛灰顆粒；飛灰顆粒作為燃燒熱載體返回到流化床爐膛循環利用；從旋風分離器中分離出來的高溫煙氣通過水平煙道進入下行的輻射鍋爐，高溫煙氣與輻射鍋爐內的輻射水冷壁屏和輻射換熱屏換熱后，高溫煙氣的溫度將大幅下降，通常高溫煙氣溫度降至700°C，高溫煙氣的體積和流速都將大幅減小，得到冷凝后的灰渣顆粒；灰渣顆粒沉降在出渣口中，而煙氣折流進入橫向水平的對流煙道，經二級省煤器、一級省煤器及空氣預熱器換熱，通過排煙煙道排出。 本專利技術也可通過受熱面及水蒸氣的流動路徑得到汽輪機發電所需過熱蒸汽，具體的水汽流程為:鍋爐給水進入一級省煤器中，一級省煤器采用逆流布置以得到最大熱量利用，給水經過加熱后進入二級省煤器中，加熱后的給水從二級省煤器送出并進入爐膛水冷壁加熱，爐膛水冷壁出口蒸汽通過汽水分離得到的合格蒸汽送入輻射換熱屏中進行過熱，過熱蒸汽進入汽輪機中發電；空氣可通過空氣預熱器進行預熱；輔助蒸汽發生器產生的蒸汽可用作減溫水以調節輻射換熱屏出口蒸汽參數避免管壁溫度超溫。 該鍋爐采用傳統CFB鍋爐爐膛，煤粉進入流化床燃燒后，煙氣和煤灰從流化床爐膛上部進入旋風分離器中，經旋風分離器的分離作用，煤灰從底部進入流化床中，作為流化床的熱載體循環使用。由于煤灰的摻入，有效降低流化床中堿金屬物質的相對含量，避免了流化床燃燒沾污的問題。 本專利技術的有益效果如下:(I)本專利技術提供的一種減輕高堿性煤種沾污的CFB-輻射混合型鍋爐，采用CFB鍋爐爐膛，利用煤灰的循環避免了流化床的燃燒沾污問題。 (2)本專利技術提供的一種減輕高堿性煤種沾污的CFB-輻射混合型鍋爐，采用CFB鍋爐爐膛與下行的輻射鍋爐配合，避免700°C—1100°C區間出現對流換熱面，大大減輕了高堿金屬煤種燃燒發生的沾污問題。 (3)本專利技術提供的一種減輕高堿性煤種沾污的CFB-輻射混合型鍋爐，輻射鍋爐出口煙本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種減輕高堿性煤種沾污的CFB輻射混合型鍋爐，其特征在于：包括流化床爐膛（2）、旋風分離器（3）、水平煙道（4）、輻射鍋爐（7）和對流煙道（16），流化床爐膛（2）連接旋風分離器（3），旋風分離器（3）通過水平煙道（4）連接輻射鍋爐（7），輻射鍋爐（7）的底部連接水平的對流煙道（16）；所述輻射鍋爐（7）內設置有輻射水冷壁（9）和輻射換熱屏（8），所述輻射水冷壁（9）是由多個豎直的立管拼接形成的長方形結構，長方形結構內為空腔；所述輻射換熱屏（8）位于輻射水冷壁（9）的空腔內，輻射換熱屏（8）包括多個豎直平面輻射子屏，每一個輻射子屏均是由多個豎直的立管拼接形成，輻射子屏以輻射水冷壁（9）豎直方向的中心軸線為圓心發散布置；所述輻射水冷壁（9）和輻射換熱屏（8）的每相鄰兩個立管均是通過焊接方式連接。
【技術特征摘要】
1.一種減輕高堿性煤種沾污的CFB輻射混合型鍋爐，其特征在于:包括流化床爐膛(2)、旋風分離器(3)、水平煙道(4)、輻射鍋爐(7)和對流煙道(16)，流化床爐膛(2)連接旋風分離器(3)，旋風分離器(3)通過水平煙道(4)連接輻射鍋爐(7)，輻射鍋爐(7)的底部連接水平的對流煙道(16);所述輻射鍋爐(7)內設置有輻射水冷壁(9)和輻射換熱屏(8)，所述輻射水冷壁(9)是由多個豎直的立管拼接形成的長方形結構，長方形結構內為空腔；所述輻射換熱屏(8)位于輻射水冷壁(9)的空腔內，輻射換熱屏(8)包括多個豎直平面輻射子屏，每一個輻射子屏均是由多個豎直的立管拼接形成，輻射子屏以輻射水冷壁(9 )豎直方向的中心軸線為圓心發散布置；所述輻射水冷壁(9)和輻射換熱屏(8)的每相鄰兩個立管均是通過焊接方式連接。2.根據權利要求1所述的一種減輕高堿性煤種沾污的CFB輻射混合型鍋爐，其特征在于:所述輻射鍋爐(7)包括四個側壁(17)、一頂壁(18)和漏斗型底壁(19)，側壁(17)、頂壁(18)均有由外層耐火保溫材料和內層膜式水冷壁構成，漏斗型底壁(19)為耐火材料結構。3.根據權利要求2所述的一種減輕高堿性煤種沾污的CFB輻射混合型鍋爐，其特征在于:所述漏斗型底壁(19)的下方為出渣口(11)，形成輻射段除灰斗；所述出渣口(11)為耐火材料結構。4.根據權利要求1所述的一種減輕高堿性煤種沾污的CFB輻射混合型鍋爐，其特征在于:輻射水冷壁(9)和輻射換熱屏(8)的每個立管的上端均與上集箱(5)連通，每個立管的下端與下集箱(10)連通。5.根據權利要求4所述的一種減輕高堿性煤種沾污的CFB輻射混合型鍋爐，其特征在于:輻射水冷壁(9)還在輻射鍋爐(7)內頂部設置有頂壁水冷壁(6)。6.根據權利要求1所述的一種減輕高堿性煤種...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曹立勇，張媛，張春飛，郭盼，劉正寧，李陽，張鑫，樊偉，杜奇，胡春云，雷宇，
申請(專利權)人：中國東方電氣集團有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51
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