自熱流化床熱解燃燒解決煤粉爐燃用高鈉煤沾污的系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及自熱流化床熱解燃燒解決煤粉爐燃用高鈉煤沾污的系統(tǒng)，包括流化床熱解爐和燃燒爐，流化床熱解爐的側(cè)壁下端設(shè)有熱解煤焦出口，熱解煤焦出口連接至煤焦收集器，流化床熱解爐的側(cè)壁上端設(shè)有熱解煙氣出口，熱解煙氣出口連接至熱解分離器，熱解分離器的煤灰出口連接至煤焦收集器，熱解分離器的熱解氣出口連接至燃燒爐，煤焦收集器連接至燃燒爐給料器；燃燒爐頂部的煙氣出口連接至旋風(fēng)分離器，燃燒爐底部設(shè)有渣池；該系統(tǒng)大大減輕了現(xiàn)有電站鍋爐燃用高堿性煤時(shí)對(duì)流受熱面嚴(yán)重沾污、高溫腐蝕與磨損情況，穩(wěn)定鍋爐出力，保證鍋爐受熱面換熱效果，避免由于沾污所造成的對(duì)流受熱面超溫現(xiàn)象。
【專(zhuān)利說(shuō)明】自熱流化床熱解燃燒解決煤粉爐燃用高鈉煤沾污的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鍋爐受熱面沾污的相關(guān)技術(shù)，具體為一種自熱流化床熱解燃燒解決煤粉爐燃用高鈉煤沾污的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)火電動(dòng)力用煤多采用劣質(zhì)低品位煤，鍋爐爐膛水冷壁結(jié)渣、對(duì)流受熱面沾污問(wèn)題是長(zhǎng)期影響電站鍋爐正常運(yùn)行的重要問(wèn)題之一。結(jié)渣和沾污會(huì)降低鍋爐的傳熱效率，影響鍋爐出力，使得設(shè)備的運(yùn)行安全性嚴(yán)重降低，結(jié)渣嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致鍋爐熄火、爆管、非計(jì)劃停爐等重大事故。
[0003]國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)結(jié)渣與沾污的機(jī)理進(jìn)行了大量的研究。研究表明煤中礦物質(zhì)是引起鍋爐受熱面沾污、結(jié)渣、磨損及腐蝕的根本原因。高堿性煤在煤粉鍋爐燃燒過(guò)程中由于堿金屬元素的揮發(fā)，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Na2S04形式存在，上述成分在高溫下?lián)]發(fā)后，易凝結(jié)在受熱面上形成燒結(jié)或粘結(jié)的灰沉積，隨著附著物對(duì)飛灰的吸附作用，會(huì)使得受熱面出現(xiàn)不同程度的沾污現(xiàn)象，且無(wú)法使用吹灰器清除，從而導(dǎo)致受熱面?zhèn)鳠崮芰ο陆担斐慑仩t排煙溫度升高等問(wèn)題，最終使得爐膛出力大大降低造成停爐。另外一方面，沾污嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成煙道堵塞以及腐蝕爆管，堿金屬會(huì)與鐵相元素形成絡(luò)合物，對(duì)金屬管壁形成啃噬作用，使得金屬受熱面的耐壓強(qiáng)度降低，造成換熱面管束發(fā)生爆管，嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。
[0004]高堿性煤種約占我國(guó)煤炭資源保有量的20%。準(zhǔn)東煤田是近年在新疆探明的特大型煤田，煤炭資源預(yù)測(cè)儲(chǔ)量3900億噸，是高堿性煤田的代表。目前該部分煤種還未實(shí)現(xiàn)獨(dú)立應(yīng)用，只能通過(guò)摻燒的模式部分利用。由于新疆地區(qū)高堿性煤利用方式均為坑口電站，摻燒方式對(duì)外煤的需求量較大，這種方式往往受到運(yùn)輸條件的限制，極大增加了運(yùn)行成本。由于目前不能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)東煤的純燒利用和發(fā)揮準(zhǔn)東煤儲(chǔ)量達(dá)、價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致對(duì)于我國(guó)大量高堿金屬含量煤的大規(guī)模利用受到限制，從而制約了我國(guó)煤炭資源利用的效率。因此，高堿性煤的沾污問(wèn)題是亟待解決的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供自熱流化床熱解燃燒解決煤粉爐燃用高鈉煤沾污的系統(tǒng)，大大減輕了現(xiàn)有電站鍋爐燃用高堿性煤時(shí)對(duì)流受熱面嚴(yán)重沾污、高溫腐蝕與磨損情況，穩(wěn)定鍋爐出力，保證鍋爐受熱面換熱效果，避免了由于沾污所造成的對(duì)流受熱面超溫現(xiàn)象，大大降低爆管事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了高堿性煤的大規(guī)模純燒利用。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]自熱流化床熱解燃燒解決煤粉爐燃用高鈉煤沾污的系統(tǒng)，其特征在于:包括流化床熱解爐和燃燒爐，流化床熱解爐的側(cè)壁下端設(shè)有熱解煤焦出口，熱解煤焦出口連接至煤焦收集器，流化床熱解爐的側(cè)壁上端設(shè)有熱解煙氣出口，熱解煙氣出口連接至熱解分離器，熱解分離器的煤灰出口連接至煤焦收集器，熱解分離器的熱解氣出口連接至燃燒爐，煤焦收集器連接至燃燒爐給料器；燃燒爐頂部的煙氣出口連接至旋風(fēng)分離器，燃燒爐底部設(shè)有渣池。
[0008]所述熱解分離器的熱解煙氣出口與燃燒爐之間的連接管線(xiàn)上還設(shè)有凈化裝置，用于除鈉處理。
[0009]所述流化床熱解爐的側(cè)壁下端通過(guò)煤斗、熱解爐給料器輸送高鈉煤。
[0010]所述流化床熱解爐底部連接有熱解爐鼓風(fēng)機(jī)。
[0011 ] 所述燃燒爐給料器與燃燒爐的連接管線(xiàn)上連接燃燒爐鼓風(fēng)機(jī)，用于輸送空氣進(jìn)入燃燒爐進(jìn)行燃燒。
[0012]所述旋風(fēng)分離器的熱解氣出口通過(guò)引風(fēng)機(jī)連接至煙囪。
[0013]所述旋風(fēng)分離器的粉塵出口連接至燃燒爐灰池。
[0014]本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0015]高鈉煤經(jīng)煤斗由熱解爐給料器送入流化床熱解爐，與來(lái)自熱解爐鼓風(fēng)機(jī)的空氣發(fā)生燃燒反應(yīng)。熱解爐鼓風(fēng)機(jī)送入的空氣量只可使部分原煤發(fā)生氧化燃燒反應(yīng)，以提供熱量使剩下的原煤發(fā)生熱解反應(yīng)，流化床熱解爐的溫度維持在1000°c以上。熱解煤焦由煤焦收集器進(jìn)行收集。熱解氣與煤灰在熱解分離器中進(jìn)行分離。分離出的熱解氣經(jīng)凈化裝置除鈉后送入燃燒爐中燃燒。分離出的煤灰進(jìn)入煤焦收集器，與收集的煤焦混合后經(jīng)燃燒爐給料器與來(lái)自燃燒爐鼓風(fēng)機(jī)的空氣一并送入燃燒爐中燃燒。燃燒后的煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離器除塵后由引風(fēng)機(jī)送至煙囪排出。旋風(fēng)分離器分離出的粉塵進(jìn)入燃燒爐灰池。鍋爐灰渣從燃燒爐底部排至燃燒爐渣池。高堿性煤在流化床熱解爐中進(jìn)行熱解后，可揮發(fā)性鈉被大量去除，煤焦中的鈉含量下降，在燃燒爐的爐膛燃燒時(shí)生成的煙氣中活性鈉的含量已經(jīng)大大降低，在經(jīng)過(guò)后續(xù)受熱面時(shí)由于煙氣中活性鈉含量極少，基本不發(fā)生沾污。
[0016]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0017](1)從根本上減少了進(jìn)入鍋爐的堿金屬含量，防止在鍋爐對(duì)流受熱面上因堿金屬過(guò)多而形成的沾污，保護(hù)對(duì)流受熱面的安全，提高了鍋爐出力。
[0018](2)高鈉煤在流化床熱解床中發(fā)生部分氧化燃燒反應(yīng)，依靠燃燒放熱可維持流化床熱解床中熱解溫度在1000°c以上。熱解氣經(jīng)除鈉后重新利用，提高了效率。
[0019](3)系統(tǒng)改造簡(jiǎn)單，改造成本低。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]其中，附圖標(biāo)記為:1煤斗，2熱解爐給料器，3熱解爐鼓風(fēng)機(jī)，4流化床熱解爐，5熱解分離器，6凈化裝置，7煤焦收集器，8燃燒爐給料器，9燃燒爐鼓風(fēng)機(jī)，10燃燒爐，11渣池，12旋風(fēng)分離器，13燃燒爐灰池，14引風(fēng)機(jī)，15煙囪。

【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，自熱流化床熱解燃燒解決煤粉爐燃用高鈉煤沾污的系統(tǒng)包括流化床熱解爐4和燃燒爐10。
[0023]流化床熱解爐4的側(cè)壁下端設(shè)有熱解煤焦出口，熱解煤焦出口連接至煤焦收集器7，流化床熱解爐4的側(cè)壁上端設(shè)有熱解煙氣出口，熱解煙氣出口連接至熱解分離器5，熱解分離器5的煤灰出口連接至煤焦收集器7，熱解分離器5的熱解氣出口連接至燃燒爐10，煤焦收集器7連接至燃燒爐給料器8 ;燃燒爐10頂部的煙氣出口連接至旋風(fēng)分離器12，燃燒爐10底部設(shè)有渣池11。
[0024]所述熱解分離器5的熱解煙氣出口與燃燒爐10之間的連接管線(xiàn)上還設(shè)有凈化裝置6，用于除鈉處理。
[0025]所述流化床熱解爐4的側(cè)壁下端通過(guò)煤斗1、熱解爐給料器2輸送高鈉煤。
[0026]所述流化床熱解爐4底部連接有熱解爐鼓風(fēng)機(jī)3。
[0027]所述燃燒爐給料器8與燃燒爐10的連接管線(xiàn)上連接燃燒爐鼓風(fēng)機(jī)9，用于輸送空氣進(jìn)入燃燒爐10進(jìn)行燃燒。
[0028]所述旋風(fēng)分離器12的熱解氣出口通過(guò)引風(fēng)機(jī)14連接至煙囪15。
[0029]所述旋風(fēng)分離器12的粉塵出口連接至燃燒爐灰池13。
[0030]本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0031 ] 高鈉煤經(jīng)煤斗1由熱解爐給料器2送入流化床熱解爐4，與來(lái)自熱解爐鼓風(fēng)機(jī)3的空氣發(fā)生燃燒反應(yīng)。熱解爐鼓風(fēng)機(jī)3送入的空氣量只可使部分原煤發(fā)生氧化燃燒反應(yīng)，以提供熱量使剩下的原煤發(fā)生熱解反應(yīng)，流化床熱解爐4的溫度維持在1000°C以上。熱解煤焦由煤焦收集器7進(jìn)行收集。熱解氣與煤灰在熱解分離器5中進(jìn)行分離。分離出的熱解氣經(jīng)凈化裝置6除鈉后送入燃燒爐10中燃燒。分離出的煤灰進(jìn)入煤焦收集器7，與收集的煤焦混合后經(jīng)燃燒爐給料器8與來(lái)自燃燒爐鼓風(fēng)機(jī)9的空氣一并送入燃燒爐10中燃燒。燃燒后的煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離器12除塵后由引風(fēng)機(jī)14送至煙囪15排出。旋風(fēng)分離器12分離出的粉塵進(jìn)入燃燒爐灰池13。鍋爐灰渣從燃燒爐10底部排至燃燒爐渣池11。
[0032]高堿性煤在流化床熱解爐4中進(jìn)行熱解后，可揮發(fā)性鈉被大量去除，煤焦中的鈉含量下降，在燃燒爐10的爐膛燃燒時(shí)生成的煙氣中活性鈉的含量已經(jīng)大大降低，在經(jīng)過(guò)后續(xù)受熱面時(shí)由于煙氣中活性鈉含量極少，基本不發(fā)生沾污。
【權(quán)利要求】
1.自熱流化床熱解燃燒解決煤粉爐燃用高鈉煤沾污的系統(tǒng)，其特征在于:包括流化床熱解爐(4)和燃燒爐(10)，流化床熱解爐(4)的側(cè)壁下端設(shè)有熱解煤焦出口，熱解煤焦出口連接至煤焦收集器(7)，流化床熱解爐(4)的側(cè)壁上端設(shè)有熱解煙氣出口，熱解煙氣出口連接至熱解分離器(5)，熱解分離器(5)的煤灰出口連接至煤焦收集器(7)，熱解分離器(5)的熱解氣出口連接至燃燒爐(10 )，煤焦收集器(7 )連接至燃燒爐給料器(8 );燃燒爐(10 )頂部的煙氣出口連接至旋風(fēng)分離器(12 )，燃燒爐(10 )底部設(shè)有渣池(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自熱流化床熱解燃燒解決煤粉爐燃用高鈉煤沾污的系統(tǒng)，其特征在于:所述熱解分離器(5)的熱解煙氣出口與燃燒爐(10)之間的連接管線(xiàn)上還設(shè)有凈化裝置(6)，用于除鈉處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自熱流化床熱解燃燒解決煤粉爐燃用高鈉煤沾污的系統(tǒng)，其特征在于:所述流化床熱解爐(4)的側(cè)壁下端通過(guò)煤斗(I)、熱解爐給料器(2)輸送高鈉煤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自熱流化床熱解燃燒解決煤粉爐燃用高鈉煤沾污的系統(tǒng)，其特征在于:所述流化床熱解爐(4)底部連接有熱解爐鼓風(fēng)機(jī)(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自熱流化床熱解燃燒解決煤粉爐燃用高鈉煤沾污的系統(tǒng)，其特征在于:所述燃燒爐給料器(8 )與燃燒爐(10 )的連接管線(xiàn)上連接燃燒爐鼓風(fēng)機(jī)(9 )，用于輸送空氣進(jìn)入燃燒爐(10)進(jìn)行燃燒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自熱流化床熱解燃燒解決煤粉爐燃用高鈉煤沾污的系統(tǒng)，其特征在于:所述旋風(fēng)分離器(12)的熱解氣出口通過(guò)引風(fēng)機(jī)(14)連接至煙囪(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自熱流化床熱解燃燒解決煤粉爐燃用高鈉煤沾污的系統(tǒng)，其特征在于:所述旋風(fēng)分離器(12)的粉塵出口連接至燃燒爐灰池(13)。
【文檔編號(hào)】C10B53/04GK204063004SQ201420461584
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】樊偉, 曹立勇, 杜奇, 劉江, 張?chǎng)? 銀燕, 李甜 申請(qǐng)人:中國(guó)東方電氣集團(tuán)有限公司