預防循環流化床鍋爐結焦裝置的製作方法

2023-05-11 03:52:31 2

專利名稱：預防循環流化床鍋爐結焦裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及到一種預防循環流化床鍋爐結焦的措施，用於循環流化床鍋爐， 降低循環流化床鍋爐高溫燃燒區的溫度，預防或阻止流化床鍋爐結焦。
背景技術：
循環流化床鍋爐燃料適應性廣，能燒劣質煤，具有燃燒效率高、氮氧化物排放低、 負荷調節快、加入石灰石直接脫硫等優點，自循環流化床燃燒技術出現以來，循環流化床鍋 爐已在世界範圍內得到廣泛的應用。實踐表明，爐內結焦已成為循環流化床鍋爐運行中較為常見現象，引起循環流化 床鍋爐結焦的原因有布風板設計和安裝質量方面的問題、鍋爐運行和操作方面的問題、煤 灰成分方面的問題、進爐燃料粒徑分布方面的問題等。在循環流化床鍋爐爐內爐料流化狀 況較差或爐膛爐料燃燒溫度較高時，爐膛內的密相區會出現局部或整體燃燒溫度超過煤灰 的軟化溫度，進而發展到爐膛內爐料局部或整體出現結焦現象，影響爐料的正常流化，並進 一步惡化，此時，鍋爐必須停止運行，並進行清理和維護。鍋爐爐膛內爐料結焦現象的出現， 直接影響到鍋爐的安全經濟運行。
發明內容本實用新型的目的在於克服上述不足之處，從而提供一種預防循環流化床鍋爐結 焦裝置，即在鍋爐爐膛的整體區域或局部區域的爐料燃燒溫度出現升高趨勢，超過設定的 操作溫度，有可能出現爐料結焦現象時，溫控執行機構及時打開調節蒸汽的電動蝶閥，向一 次風中加入蒸汽，通過水蒸汽直接吸收爐膛爐料的熱量、水蒸汽與高溫區爐膛爐料中的碳 發生水蒸汽分解吸熱反應來降低高溫區的溫度，從而預防或避免爐膛爐料發生結焦現象。按照本實用新型提供的技術方案，預防循環硫化床鍋爐燒焦裝置包括循環流化床 鍋爐的出口與氣固分離器相連接，氣固分離器的上端出口連接在鍋爐尾部煙道上，下端出 口連接在循環流化床鍋爐上，空氣預熱器設在鍋爐尾部煙道內，一次風風機與鍋爐尾部煙 道相連接，鍋爐風室設在循環流化床鍋爐下方，空氣預熱器與鍋爐風室相連，所述連接空氣 預熱器與鍋爐風室的管路上設有蒸汽集箱，在連接汽輪機與蒸汽集箱的蒸汽管上依次設有 汽輪機中間抽汽、蒸汽調節電動蝶閥，在循環流化床鍋爐內的爐膛密相區設置2 4個熱電 偶測溫裝置，在稀相區設置1 2個壓力傳感器，所述的熱電偶測溫裝置、壓力傳感器及蒸 汽調節電動蝶閥的執行機構形成聯鎖，由控制器控制。所述汽輪機中間抽汽和鍋爐風室內部的第二蒸汽集箱之間設有第二蒸汽管，第二 蒸汽管出口布置在爐膛中容易結焦位置的風帽進口的下端，離風帽進口一定距離，所述的 第二蒸汽管上設有第二蒸汽調節蝶閥，控制器控制第二蒸汽調節電動蝶閥。本實用新型在循環流化床鍋爐的空氣預熱器和風室之間的一次風風管上設置蒸 汽管，蒸汽來自汽輪機中間抽汽或其它過熱蒸汽，蒸汽管上設有調節蒸汽的電動蝶閥。當鍋 爐運行的相關參數波動大，爐膛內爐料燃燒狀況會發生變化，爐料溫度和床層壓降超過控制器設定的範圍時，可能出現爐料結焦現象，此時，及時打開蒸汽管上的電動蝶閥，向一次 風中加入蒸汽，通過蒸汽的吸熱、蒸汽與高溫燃燒區的碳發生水蒸汽分解的吸熱反應等，能 快速降低爐膛爐料的燃燒溫度，預防或避免循環流化床鍋爐在運行過程中爐膛爐料發生結 焦現象。本實用新型與已有技術相比具有以下優點結構簡單、合理，維護方便；採用蒸汽 吸熱升溫和蒸汽在高溫區發生的水蒸汽分解反應能快速降低爐膛爐料溫度；蒸汽剛進入爐 膛時，與爐料直接換熱，快速升溫，體積迅速增大，能改善爐料的流化狀態；蒸汽在高溫區發 生水蒸汽分解反應，產生可燃氣體H2和CO，H2和CO隨後與氧氣發生燃燒反應，改善了爐膛 爐料的燃燒狀態，有利於整個爐膛溫度的均勻。一次風參混蒸汽來降低鍋爐爐膛溫度，能從 根本上預防和避免循環流化床鍋爐爐膛爐料結焦問題，調溫速度快，調溫可靠性高，提高了 循環流化床鍋爐運行的安全性。

圖1為預防循環流化床鍋爐結焦裝置示意圖。圖2為預防循環流化床鍋爐局部結焦的措施示意圖。圖3為儀表控制原理圖。
具體實施方式
下面本實用新型將結合附圖中的實施例作進一步描述如圖1、圖2、圖3所示本實用新型由循環流化床鍋爐1、氣固分離器2、鍋爐尾部 煙道3、空氣預熱器4、一次風風機5、汽輪機6、蒸汽集箱7、汽輪機中間抽汽8、蒸汽管9、蒸 汽調節電動蝶閥10、第二蒸汽調節電動蝶閥11、第二蒸汽管12、第二蒸汽集箱13、鍋爐風室 14、第四熱電偶15、第三熱電偶16、第二熱電偶17、第一熱電偶18、第二壓力傳感器19、第一 壓力傳感器20、控制器21等組成。在空氣預熱器4和鍋爐風室14之間的一次風風道上增設一蒸汽管9，在蒸汽管9 上設有一個蒸汽調節電動蝶閥10和蒸汽集箱7，蒸汽來自汽輪機中間抽汽8或其它過熱蒸 汽，通過一次風風管外部的蒸汽集箱7，把蒸汽分成多路送入一次風中，便於蒸汽與一次風 的快速混合。在循環流化床鍋爐1下方的鍋爐風室14內設有第二蒸汽集箱13，第二蒸氣集 箱13通過第二蒸汽管12聯通汽輪機中間抽汽或其它過熱蒸汽，在第二蒸汽管12上設置第 二調節蒸汽的電動蝶閥11。在爐膛的密相區四周設置4個測溫點，設有第四熱電偶15、第 三熱電偶16、第二熱電偶17和第一熱電偶18，在爐膛的稀相區設置2個測壓點，並與風室 形成差壓，設有第二壓力傳感器19和第一壓力傳感器20。4個熱電偶的溫度檢測和2個壓 力傳感器的壓力檢測與電動蝶閥的執行機構形成聯鎖，由控制器21控制。對於在各種負荷運行情況下，爐膛爐料流化良好，極少出現局部結焦的鍋爐，取消 第二蒸汽管12、第二蒸汽調節蝶閥11和第二蒸氣集箱13。鍋爐正常運行時，蒸汽管9上的 蒸汽調節蝶閥10關閉；當爐膛密相區的4個測溫熱電偶中的某一個測量的溫度值達到設定 溫度上限T1時，執行機構將蒸汽管9上的蒸氣調節電動蝶閥10打開，蒸汽加入預熱的一次 風中，蒸汽在爐膛密相區內吸熱升溫和進行水蒸汽分解反應，爐膛溫度降低，當爐膛密相區 的4個測溫熱電偶中出現測量的溫度值低於設定溫度下限T2時，且有其它測溫熱電偶測量
4溫度低於設定溫度T1時，執行機構關閉電動蝶閥10 ；當爐膛稀相區的2個測壓點的第一壓 力傳感器19)和第二壓力傳感器20測定的爐膛壓力差波動超過設定值時，控制系統報警， 同時，執行機構打開蒸汽調節電動蝶閥10，維持一定時間後，執行機構關閉蒸汽調節電動蝶 閥10，如果傳感器測定的壓力差恢復正常，則破壞了結焦過程的進一步發展，如果傳感器測 定的壓力差不能恢復正常，則爐膛出現結焦，需要進一步處理。對於爐膛容易出現爐料局部結焦的鍋爐，除前面設置蒸汽管9和蒸汽調節蝶閥10 外，在鍋爐風室14內設置第二蒸汽集箱13，第二蒸汽集箱13通過第二蒸汽管12聯通汽輪 機中間抽汽8或其它過熱蒸汽，第二蒸汽管12上設有第二調節蒸汽的電動蝶閥11。根據鍋 爐經常出現爐料結焦的位置，在結焦位置對應的風帽進口處一定距離，設置蒸汽加入點，加 入點的蒸汽通過管道與第二蒸汽集箱13連接，加入點蒸汽經擴散能進入10 15個風帽。 鍋爐正常運行時，執行機構每隔一定時間打開第二蒸汽管12上的第二蒸氣電動蝶閥11， 蒸汽通過加入點進入爐膛局部區域，對爐料容易結焦的位置進行冷卻，並維持一段時間，然 後，執行機構關閉第二蒸氣電動蝶閥11，第二蒸氣電動蝶閥11周期開關。在蒸氣調節電動 蝶閥10打開時，第二蒸氣電動蝶閥11關閉。蒸汽降低爐膛爐料溫度的原因有兩個方面①進入鍋爐爐膛的蒸汽溫度遠 比爐膛爐料的溫度低，蒸汽藉助一次風均勻分散，與爐膛內流化的爐料顆粒直接接 觸換熱，換熱速度極快；②蒸汽與高溫區爐膛爐料中的碳發生水蒸汽分解反應，即 C+H20 — C0+H2-131. 5MJ/kmol, C+2H20 — C02+2H2_90. OMJ/kmol，水蒸汽分解反應為吸熱反 應，通過高溫區發生水蒸汽分解反應來降低爐膛溫度。對於水蒸汽分解反應，在100(TC以 上時，生成CO的反應速度遠高於生成co2的反應速度，水蒸汽分解反應的吸熱量大；而在 800°C以下，水蒸汽分解反應速度緩慢，爐膛冷卻靠水蒸汽的升溫。
權利要求一種預防循環流化床鍋爐結焦裝置，循環流化床鍋爐(1)的出口與氣固分離器(2)相連接，氣固分離器(2)的上端出口連接在鍋爐尾部煙道(3)上，氣固分離器(2)的下端出口連接在循環流化床鍋爐(1)上，空氣預熱器(4)設在鍋爐尾部煙道(3)內，一次風風機(5)與鍋爐尾部煙道(3)相連接，鍋爐風室(14)設在循環流化床鍋爐(1)的下方，空氣預熱器(4)與鍋爐風室(14)相連，其特徵在於，所述連接空氣預熱器(4)與鍋爐風室(14)的管路上設有蒸汽集箱(7)；在連接汽輪機(6)與蒸汽集箱(7)的蒸汽管(9)上依次設有汽輪機中間抽汽(8)與蒸汽調節電動蝶閥(10)；在循環流化床鍋爐(1)內的爐膛密相區設置2～4個熱電偶測溫裝置，在稀相區設置1～2個壓力傳感器；所述的熱電偶測溫裝置、壓力傳感器及蒸汽調節電動蝶閥的執行機構形成聯鎖，由控制器(21)控制。
2.根據權利要求1所述的預防循環流化床鍋爐結焦裝置，其特徵在於，所述汽輪機中 間抽汽(8)和鍋爐風室(14)內部的第二蒸汽集箱(13)之間設有第二蒸汽管(12)，第二蒸 汽管(12)的出口布置在爐膛中容易結焦位置的風帽進口的下端，並與風帽進口間有間距； 所述的第二蒸汽管(12)上設有第二蒸汽調節蝶閥(11)，控制器(21)控制第二蒸汽調節電 動蝶閥(11)。
專利摘要本實用新型涉及到一種預防循環流化床鍋爐結焦的裝置。按照本實用新型所提供的設計方案，在循環流化床鍋爐的空氣預熱器和風室之間的一次風風管上設置蒸汽管，蒸汽來自汽輪機中間抽汽或其它過熱蒸汽，蒸汽管上設有調節蒸汽的電動蝶閥。當鍋爐運行的相關參數波動大，爐膛內爐料燃燒狀況會發生變化，爐料溫度和床層壓降超過控制器設定的範圍時，可能出現爐料結焦現象，此時，及時打開蒸汽管上的電動蝶閥，向一次風中加入蒸汽，通過蒸汽的吸熱、蒸汽與高溫燃燒區的碳發生水蒸汽分解的吸熱反應等，能快速降低爐膛爐料的燃燒溫度，預防或避免循環流化床鍋爐在運行過程中爐膛爐料發生結焦現象。
文檔編號F23C10/28GK201582808SQ200920269659
公開日2010年9月15日 申請日期2009年10月31日 優先權日2009年10月31日
發明者柯慶海, 鄒嫻, 韓玕 申請人:無錫華光工業鍋爐有限公司