一種電站鍋爐新型貼壁風布置方法與流程
2023-05-14 01:42:11
本發明屬於電站鍋爐技術領域，具體涉及一種電站四角切圓鍋爐新型貼壁風布置方法。
背景技術：
隨著環保要求的提高，nox的排放量必須保持較低水平，大型鍋爐大多採用了低氮燃燒技術以控制nox的生成。低氮燃燒方法可以分為空氣分級燃燒、燃料分級燃燒、濃淡偏差燃燒、煙氣再循環等。其中空氣分級燃燒技術目前國內應用較多，實踐證明空氣分級燃燒技術對於燃煤電廠而言是一種較為經濟合理的nox控制方式。
空氣分級燃燒技術的基本原理是將燃料燃燒所需要的空氣量分為兩級送入，在第一級燃燒區內保持過量空氣係數在0.8左右，使得燃料處於貧氧富燃的氣氛，從而降低了燃料的燃燒速度和燃燒區的溫度，抑制了熱力型nox的生成。並且，燃料在燃燒時生成大量的co，與燃料中的氮分解生成的hn、hcn、cn、nh3、nh2等相互複合生成n2，或將己生成的nox分解還原，從而控制了燃料型nox的生成量。剩餘的空氣被送入至二級燃燒區，使得燃料燃盡。在二次燃燒區，雖然氧濃度較高，但爐內的火焰溫度己經降低，因而nox的生成量不大。
低氮燃燒技術雖然能夠明顯的降低nox的排放，但是也導致了燃燒器區域比過去的小容量鍋爐更易生成還原性氣氛，因而在大型鍋爐上水冷壁高溫腐蝕的問題日益普遍。
為此，研究者們提出了幾種解決水冷壁高溫腐蝕問題的方法，其中，貼壁風技術以其簡單可靠的優點在工程實際中受到廣泛應用。加裝貼壁風可以提高水冷壁高溫腐蝕區域的局部含氧量，從根本上破壞發生腐蝕反應所必需的還原性氣氛。
但是，現有技術中大部分是針對前後牆對衝鍋爐加裝貼壁風，其對於四角切圓鍋爐不適用。對四角切圓鍋爐加裝貼壁風的技術的研究較少，效果不明顯。因此，需要開發一種電站四角切圓鍋爐新型貼壁風布置方法。
技術實現要素：
針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種四角切圓鍋爐新型貼壁風布置方法，目的在於，提高貼壁風射流動量，增強貼壁風射流的穿透力，提升對水冷壁近壁區域的補氧效果，從而有效地消除低氮燃燒技術下鍋爐水冷壁的高溫腐蝕。隨著水冷壁近壁區域還原性氣氛減弱，還能有效防止水冷壁結渣的發生。
為了實現上述目的，本發明提供了一種四角切圓鍋爐新型貼壁風布置方法，其用於電站四角切圓鍋爐中貼壁風布置，其從風壓比二次風箱高的一次風箱中引出設定量的一次風作為貼壁風，並保證爐膛總風量不變，以此方式增加提高貼壁風射流動量，增強貼壁風射流的穿透力。
以上發明構思中，貼壁風動量的增加使得貼壁風射流穿透力增強，能夠有效地削弱水冷壁近壁區域的還原性氣氛，緩解部分水冷壁的高溫腐蝕。隨著貼壁風動量的增加，水冷壁近壁區域氧化性氣氛增強，可以大大緩解水冷壁結渣的發生。
本發明構思中，不同於現有的從二次風箱中引出貼壁風的方法，新型四角切圓鍋爐貼壁風布置方法從風壓相對較高的一次風箱中引出部分一次風作為貼壁風，並保證爐膛總風量不變。由於一次風風壓比二次風風壓高，從一次風箱中引出貼壁風後，貼壁風能夠獲得較高的速度。相對於現有貼壁風布置方法，相同貼壁風風率下，新型貼壁風布置方法可以較大幅度提升貼壁風動量，增強貼壁風射流的穿透力，有效地削弱水冷壁近壁區域的還原性氣氛，緩解部分區域水冷壁的高溫腐蝕。隨著水冷壁近壁區域還原性氣氛減弱，還能有效防止水冷壁結渣的發生。
本發明與現有方法相比，其有益技術效果體現在：
(1)從一次風箱中引出貼壁風後，貼壁風動量進一步提升。貼壁風沿平行於水冷壁方向流動的距離變遠，能夠更加有效地消除水冷壁近壁區域的還原性氣氛，防止高溫腐蝕的發生。
(2)貼壁風動量的提升使得水冷壁近壁區域的氧化性氣氛增強，可以大大緩解水冷壁結渣的發生。
附圖說明
圖1為現有技術中貼壁風原理圖。
圖2為本發明中新型貼壁風原理圖。
圖3為二次風噴口和貼壁風噴口布置的位置示意圖。
在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中：
其中，1為一次風機，2為二次風機，3為空氣預熱器，4為燃盡風噴口，5為二次風噴口，6為貼壁風噴口，7為一次風噴口，8為二次風箱，9為一次風箱，10為水冷壁，11為軸承，12為連杆。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互組合。
為了更滲入了解本發明的構思，下面先介紹下做出本明構思前，在實際工程實踐中，遇到的技術問題：長期的研究發現，對於四角切圓鍋爐，通常在二次風燃燒器噴口兩側加裝射流方向平行於水冷壁的貼壁風，貼壁風從二次風箱引出。二次風的風壓有限，所以貼壁風速度的大小被限制在一定的範圍內。鍋爐運行時，主氣流在爐膛內劇烈旋轉，射流方向與主氣流旋轉方向相反的貼壁風在壁面阻力和上遊主氣流衝擊的雙重作用下，對水冷壁壁面附近的補氧效果並不明顯；此外，與主氣流方向一致的貼壁風射流也會受到壁面阻力的作用，對水冷壁壁面附近的補氧效果受到一定的限制。由於二次風的風壓的限制，很難繼續通過提升貼壁風速度以及增強貼壁風射流穿透力來有效地提升貼壁風削弱高溫腐蝕的效果。因此，現有四角切圓鍋爐貼壁風對水冷壁近壁區域還原性氣氛消除不明顯。
在以上的背景技術下，作出了本發明申請。為了更詳細的說明本發明的改進之處，下面對比現有技術中貼壁風原理圖和本發明中新型貼壁風原理圖，以進一步詳細說明。
圖1為現有技術中貼壁風原理圖，圖2為本發明中新型貼壁風原理圖，其中，1為一次風機，2為二次風機，3為空氣預熱器，4為燃盡風噴口，5為二次風噴口，6為貼壁風噴口，7為一次風噴口，8為二次風箱，9為一次風箱。
對比兩圖可知：圖1中方法中貼壁風從二次風箱8引出，二次風通過二次風噴口5噴出。二次風由二次風機2產生，經空氣預熱器3預熱，輸入至二次風噴口5和貼壁風噴口6噴出。通常二次風箱風壓較低，貼壁風速度被限制在一定的範圍內。當貼壁風動量不能對水冷壁近壁區域還原性氣氛的消除產生較為明顯的效果時，想通過提高貼壁風速度的方法來提升貼壁風動量，其提升空間非常小，產生的效果不明顯。
圖2為新型貼壁風布置方法，該方法從一次風箱9中引出部分一次風作為貼壁風，一次風由一次風機1產生，經空氣預熱器3預熱，輸入至一次風噴口7和貼壁風噴口6噴出。一次風通過一次風噴口7和貼壁風噴口6噴出。由於一次風箱風壓較大，貼壁風速度能夠得到較大的提升。相對於現有貼壁風布置方法，相同貼壁風風率下，新型貼壁風布置方法可以較大幅度提升貼壁風動量，使貼壁風沿平行於水冷壁方向的流動距離變遠，貼壁風氣流覆蓋的水冷壁面積變大，從而有效地消除水冷壁近壁區域的還原性氣氛。隨著水冷壁近壁區域氧化性氣氛的增強，水冷壁的高溫腐蝕能夠被有效緩解，同時，還能大大降低水冷壁結渣的發生。
圖3為二次風噴口和貼壁風噴口布置的位置示意圖，由圖可知，連杆12和軸承11均連接至二次噴風口5。二次風室通過噴嘴軸承與風箱風道兩側的大角鋼相連，噴嘴可繞軸擺動。噴嘴通過內連杆與擺動裝置連接，實現噴嘴上下擺動。貼壁風噴風口具有平行於水冷壁10壁面的噴口，這樣的設計能夠保證貼壁風沿平行於水冷壁方向流動。
本發明看似簡單，實則巧妙的利用了一次風，僅僅是一個看似簡單的改進，卻給實際工程實踐帶來了顯著的效果，解決了四角切圓鍋爐的高溫腐蝕問題。
本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。