一種用於防止垃圾焚燒鍋爐水冷壁高溫腐蝕的貼壁風裝置的製作方法
2023-06-05 04:43:41
專利名稱：一種用於防止垃圾焚燒鍋爐水冷壁高溫腐蝕的貼壁風裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於電站鍋爐技術領域，特別涉及一種用於防止垃圾焚燒鍋爐水冷壁高溫腐蝕的貼壁風裝置。
背景技術：
與燃煤鍋爐相比，垃圾焚燒鍋爐內的煙氣具有水分和飛灰含量高的特點，而且煙氣中含有較高濃度的HCl和CO，以及S02、N0x等酸性氣體，加之飛灰中重金屬含量較高。惡劣的爐內煙氣環境使得垃圾焚燒鍋爐較之燃煤鍋爐，水冷壁管高溫腐蝕的機理更為複雜，高溫腐蝕更容易發生。水冷壁發生高溫腐蝕後，會引起水冷壁壁厚減薄。據統計，一般每年壁厚減薄量約為1mm，嚴重時其減薄速度可達數倍，容易造成突發性的水冷壁爆管事件，增加了電廠的臨時性檢修和大修的工作量，形成安全運行的嚴重隱患，給電廠造成很大的經濟損失。由此可見，垃圾焚燒過程中嚴重的水冷壁高溫腐蝕已經成為限制垃圾焚燒爐高效運行的關鍵問題之一，這也逐漸引起了國內外各垃圾焚燒鍋爐運行生產產商和研究學者們的關注和重視。對於防止垃圾焚燒鍋爐水冷壁高溫腐蝕，工程上一般從以下方面考慮降低水冷壁表面溫度,使其偏離高溫腐蝕的高速率溫度區；破壞爐內局部的還原性氣氛；改善水冷壁表面的積灰情況等。目前國內較多採用金屬表面防護，或者採用耐腐蝕高合金鋼、滲鋁管等來減緩高溫腐蝕速率，但這些畢竟都是消極防護方式，被腐蝕磨損一定程度後得重新敷設和更換，工程造價較高。採用貼壁風方法，可以在水冷壁表面形成一層低溫的空氣膜，有效降低水冷壁表面溫度，形成的氧化性氣氛可以破壞高溫腐蝕所需的還原性氣氛。貼壁風還可有效地吹掃水冷壁表面，防止大量積灰的產生，減少結渣的可能性，從而減少重金屬鹽在壁面的沉積。從經濟性上考慮，貼壁風裝置結構簡單，投資較小，效果明顯，收益與投資比高；從技術層面上考慮，貼壁風技術成熟可靠，貼壁風風量佔總風量的比例小，裝置僅布置於容易發生高溫腐蝕區域，對爐內的燃燒和傳熱影響較小。權衡利弊，採用貼壁風裝置防止水冷壁高溫腐蝕具有良好的可行性。然而，貼壁風裝置畢竟是原設計鍋爐以外的附加裝置，對鍋爐內部的燃燒、傳熱和流動的影響在所難免。優化設計出一種更為高效的貼壁風裝置，能夠最大程度上減少對其對鍋爐效率的影響，並達到防止水冷壁的高溫腐蝕的效果，在日趨注重電廠效益和安全的今天顯得尤為重要。
發明內容
本發明的目的是為了解決垃圾焚燒鍋爐水冷壁高溫腐蝕的問題，並儘量減少對原鍋爐運行的影響，提供了一種用於防止垃圾焚燒鍋爐水冷壁高溫腐蝕的貼壁風裝置，其具有投資小、結構簡單、運行高效的優點。本發明解決現有技術問題的技術方案是一種用於防止垃圾焚燒鍋爐水冷壁高溫腐蝕的貼壁風裝置，包括風管、二次風道，所述貼壁風裝置包括貼壁風風箱、貼壁風噴嘴，所述貼壁風風箱的一端與貼壁風噴嘴相連接，所述貼壁風風箱的另一端與風管相連接；所述貼壁風噴嘴包括噴嘴鰭片、前部擋板和底部擋板、水冷壁管和水冷壁鰭片；前部擋板由入口檔板、漸縮擋板、出口擋板構成，在出口擋板上開設有吹掃狹縫；取下對應相鄰兩根水冷壁管間的水冷壁鰭片，形成水冷壁狹縫。所述風管內設置流量計。所述貼壁風噴嘴的前部擋板的總長度為水冷壁狹縫的長度的兩倍，其中入口擋板的長度與水冷壁狹縫的長度相同；漸縮擋板、出口擋板、噴嘴鰭片、對應相鄰兩根水冷壁管和水冷壁鰭片包圍而成的空間，為貼壁風的引射區。所述的貼壁風裝置還包括風管、二次風道，風管與二次風道相連接，在風管與二次風道之間設置有風門。本發明與現有技術相比，有益效果在於I.將本發明所述的貼壁風裝置布置於垃圾焚燒鍋爐內高溫腐蝕區的底部位置，貼壁風噴嘴底部通過底部擋板封閉，僅在順著爐內主煙氣流動方向一側噴出，流動阻力小，能夠獲得更遠的輸送距離。2.貼壁風噴嘴前部擋板採用漸縮設計，用於提高貼壁風的噴出速度，增長貼壁風沿水冷壁管壁面的輸送距離。3.漸縮擋板、出口擋板、噴嘴鰭片、對應相鄰兩根水冷壁管和水冷壁鰭片形成的引射區有助於貼壁風的穩定形成，並保證其效果。4.貼壁風風向與水冷壁管軸向相同，沿相鄰兩根水冷壁管和水冷壁鰭片形成的溝槽輸送，進一步減小其流動阻力，本貼壁風裝置無須多層布置，系統結構簡單，防護範圍大。5.貼壁風噴嘴噴出的貼壁風採用冷風射流的方式噴出，一方面有利於降低水冷壁管表面溫度，一方面貼壁風射流可以對流程上的水冷壁管表面進行吹掃，防止飛灰在水冷壁管表面的沉積，一定程度上防止壁面結渣。本發明技術手段簡便易行，投資小，收益明顯，形成的貼壁風流動阻力小，輸送距離遠，運行經濟高效，有效防止水冷壁高溫腐蝕的發生。
圖I為本發明與焚燒鍋爐的應用實例示意圖。圖2為圖I中A-A剖視結構示意圖。圖3為本發明的貼壁風噴嘴4的俯視結構示意圖。圖4為圖3中B-B剖視結構示意圖。
具體實施例方式下面對本發明的具體實施方式
作進一步詳細的說明，但本發明的實施方式不限於此。如圖I所示，本發明用於防止垃圾焚燒鍋爐水冷壁高溫腐蝕的貼壁風裝置，包括風管9、二次風道10 ；如圖2所示，所述貼壁風裝置包括貼壁風風箱2、貼壁風噴嘴4，所述貼壁風風箱2的一端與貼壁風噴嘴4相連接，所述貼壁風風箱2的另一端與風管9相連接；如圖3、圖4所示，所述貼壁風噴嘴4包括噴嘴鰭片4-1、前部擋板4_2、底部擋板4-3、水冷壁管6、水冷壁鰭片7 ;前部擋板4-2由入口檔板4-2-1、漸縮擋板4-2-2、出口擋板4-2-3構成，在出口擋板4-2-3上開設有吹掃狹縫4-2-4 ;取下對應相鄰兩根水冷壁管6間的水冷壁鰭片7，形成水冷壁狹縫3。由貼壁風風箱2供給的空氣通過各個水冷壁狹縫3進入各個單元的貼壁風噴嘴4中。如圖3、圖4所示，所述貼壁風噴嘴4的前部擋板4-2的總長度為水冷壁狹縫3的長度的兩倍，其中入口擋板4-2-1的長度與水冷壁狹縫3的長度相同；漸縮擋板4-2-2、出口擋板4-2-3、噴嘴鰭片4-1、對應相鄰兩根水冷壁管6和水冷壁鰭片7包圍而成的空間，為貼壁風的引射區，有助於貼壁風的穩定形成，並保證其效果。如圖2所示，所述的貼壁風裝置還包括風管9、二次風道10，風管9與二次風道10相連接，在風管9與二次風道10之間設置有風門13。所述風管9內設置流量計(圖中未示出)。通過流量計監測進入貼壁風風箱2內的風量，同時保證總貼壁風風量小於總風量的5%。將本發明所述的貼壁風裝置設置在爐膛的牆壁上，在貼壁風裝置上方和下方牆壁安放在線煙氣分析裝置8，在線煙氣分析裝置8沿爐膛I寬度方向均勻分布。在線煙氣分析裝置8用於實時監測貼壁風裝置的上下方的煙氣組分含量，重點監測HClXOjP O2濃度，以協助防止腐蝕性氣體濃度過高和局部還原性氣氛的出現。如圖2所示，流量計(圖中未示出)和在線煙氣分析裝置8的監測結果，由風門13實現對貼壁風風量的控制。當爐膛I內局部HCl和CO濃度過高，或者02濃度過低時，在貼壁風總風量不超過總風量5%的情況下，可適量增大貼壁風風量。如圖3、圖4所示，前部擋板4-2的漸縮擋板4_2_2，用於提高貼壁風的噴出速度，增長貼壁風沿水冷壁管6壁面的輸送距離。如圖4所示，吹掃狹縫4-2-4的設置是主要是為了防止飛灰在漸縮擋板4_2_2上沉積。運行時，貼壁風噴嘴4內少量空氣通過吹掃狹縫4-2-4對漸縮擋板4-2-2的外表面進行吹掃，同時也對其起到冷卻保護作用。如圖2所示。貼壁風噴嘴4的底部通過底部擋板4-3封閉，貼壁風僅在順著爐膛I內主煙氣流動方向一側噴出，流動阻力小，保證貼壁風具有較大的輸送距離。如圖3所示，貼壁風風向與水冷壁管6軸向相同，沿相鄰兩根水冷壁管6和水冷壁鰭片7形成的溝槽輸送，進一步減小流動阻力。貼壁風裝置無須多層布置，系統結構簡單，防護範圍大。貼壁風米用冷風射流的方式噴出，一方面有利於降低水冷壁管6表面溫度,一方面貼壁風射流可以對水冷壁管6表面進行吹掃，防止飛灰在水冷壁管6表面的沉積，一定程度上防止貼壁風效果範圍內的水冷壁管6壁面結渣的發生。貼壁風裝置僅布置於餘熱鍋爐第一煙道尾部的前牆、頂棚和後牆上(即爐膛出口下邊界到其下方數米範圍)等高溫腐蝕較為嚴重區域的底部位置。爐膛I橫截面呈I :2的長方形狀，溫度和煙氣分布情況使得兩側牆產生高溫腐蝕的情況較少。在實際運行中，可以根據需要，在其它高溫腐蝕嚴重的區域底部布置貼壁風裝置。如上所述便可較好的實現本發明。本發明的實施方式並不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種用於防止垃圾焚燒鍋爐水冷壁高溫腐蝕的貼壁風裝置，其特徵在於貼壁風裝置包括貼壁風風箱、貼壁風噴嘴，貼壁風風箱的一端與貼壁風噴嘴相連接，貼壁風風箱的另一端與風管相連接； 所述貼壁風噴嘴包括噴嘴鰭片、前部擋板和底部擋板、水冷壁管和水冷壁鰭片；前部擋板由入口檔板、漸縮擋板、出口擋板構成，在出口擋板上開設有吹掃狹縫；取下對應相鄰兩根水冷壁管間的水冷壁鰭片，形成水冷壁狹縫。
2.根據權利要求I所述的用於防止垃圾焚燒鍋爐水冷壁高溫腐蝕的貼壁風裝置，其特徵在於，所述貼壁風噴嘴的前部擋板的總長度為水冷壁狹縫的長度的兩倍，其中入口擋板的長度與水冷壁狹縫的長度相同；漸縮擋板、出口擋板、噴嘴鰭片、對應相鄰兩根水冷壁管和水冷壁鰭片包圍而成的空間，為貼壁風的引射區。
3.根據權利要求I所述的用於防止垃圾焚燒鍋爐水冷壁高溫腐蝕的貼壁風裝置，其特徵在於，貼壁風裝置還包括風管、二次風道，風管與二次風道相連接，在風管與二次風道之間設置有風門。
4.根據權利要求2所述的用於防止垃圾焚燒鍋爐水冷壁高溫腐蝕的貼壁風裝置，其特徵在於，所述風管內設置流量計。
全文摘要
本發明公開了一種用於防止垃圾焚燒鍋爐水冷壁高溫腐蝕的貼壁風裝置，貼壁風裝置包括貼壁風風箱、貼壁風噴嘴，貼壁風風箱的一端與貼壁風噴嘴相連接，貼壁風風箱的另一端與風管相連接；貼壁風噴嘴包括噴嘴鰭片、前部擋板和底部擋板、水冷壁管和水冷壁鰭片；前部擋板由入口檔板、漸縮擋板、出口擋板構成，在出口擋板上開設有吹掃狹縫；取下對應相鄰兩根水冷壁管間的水冷壁鰭片，形成水冷壁狹縫。貼壁風噴嘴採用漸縮設計，煙氣順著主煙氣方向一側噴出，貼壁風風向與水冷壁管軸向相同，具有引射區，形成穩定可靠、流阻小、輸送距離遠，防護範圍大。本裝置無須多層布置，對原鍋爐的燃燒傳熱影響小，有效地解決了垃圾焚燒鍋爐水冷壁高溫腐蝕問題。
文檔編號F23L9/00GK102980176SQ201210501808
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月29日 優先權日2012年11月29日
發明者馬曉茜, 林海 申請人:華南理工大學