一种固态排渣燃煤锅炉的液态排渣改造方法

摘要

本发明涉及一种固态排渣燃煤锅炉的液态排渣改造方法，保留原锅炉燃烧方式，通过将燃烧器整体位置下移、缩小燃烧器喷口间距并在燃烧器区域上方设置缩口炉拱的方式，使火焰中心转移到下炉膛，在下炉膛形成高温烟气的强回流区，煤粉颗粒和助燃风充分混合，强化煤粉的稳燃、燃尽以及液态渣滴的甩壁效应，增加高温烟气在下炉膛的停留时间，有效提高下炉膛的温度，使下炉膛内壁面形成连续稳定的液态渣膜。同时，本发明在下炉膛、炉拱缩口及炉拱上方一定距离敷设耐火浇注料可以减少下炉膛受热面的吸热量，进一步提升下炉膛燃烧温度，减轻下炉膛水冷壁的磨损，更加有利于煤粉的充分燃烧和液态渣的连续形成。

说明书

技术领域

本发明涉及一种固态排渣燃煤锅炉液态排渣改造方法，属于电站锅炉燃烧技术领域。

背景技术

我国新疆高碱煤储量巨大，但由于煤中Na、K等碱金属及碱土金属含量高，由此导致的锅炉严重结渣、沾污问题影响了锅炉的长期、安全、可靠运行，从而限制了高碱煤作为动力用煤的开发与利用。液态排渣锅炉燃烧技术是一种燃烧强度高、捕渣率高、烟气含尘量少的燃烧技术，它可克服了固态排渣锅炉燃用易结渣煤种时炉膛水冷壁结渣、受热面沾污/积灰/结渣严重等缺点，特别是对于低挥发分、低灰熔点煤、灰量适中的煤种尤为适宜。采用液态排渣锅炉燃烧技术燃用新疆高碱煤，一方面可大幅度提高炉内捕渣率、降低炉膛出口烟气含尘浓度；另一方面通过煤在旋风燃烧器内高温燃烧，将煤灰中Na、K、Ca、Fe低熔融矿物熔融，从锅炉炉底排出，从而大幅减少了进入锅炉尾部受热面烟气飞灰中的低熔融矿物含量，是解决现有电站锅炉燃用高碱煤锅炉炉膛受热面发生严重结渣、沾污的一种有效途径。

目前国内投运的燃煤锅炉仍以固态排渣为主。为了高效燃用高碱煤而新建液态排渣锅炉将面临投资高、建设周期长等问题。

发明内容

本发明的目的是：基于已有锅炉提出一种简单可靠、经济实用的燃煤锅炉液态排渣改造方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种固态排渣燃煤锅炉的液态排渣改造方法，其特征在于，包括以下步骤：

在具有四角切圆燃烧器或旋流燃烧器的炉膛中部增设对称布置的两个炉拱，两个炉拱分别设置于炉膛的对侧墙上，炉膛内空间在炉拱所在位置处形成缩口；通过炉拱将炉膛分为上炉膛和下炉膛，其中，炉拱水平中间平面以上为上炉膛，炉拱水平中间平面以下为下炉膛，且下炉膛顶部标高高于四角切圆燃烧器或旋流燃烧器喷口最上沿标高；若炉膛内设置四角切圆燃烧器，则缩小四角切圆燃烧器一次风喷口间距，若炉膛内设置旋流燃旋流燃烧器，则缩小各个旋流燃烧器中心之间的距离；通过缩小四角切圆燃烧器一次风喷口间距或缩小各个旋流燃烧器中心之间的距离使火焰中心转移到下炉膛，在下炉膛形成高温烟气的强回流区，煤粉颗粒和助燃风在强回流区内充分混合，强化煤粉的稳燃、燃尽以及液态渣滴的甩壁效应，增加高温烟气在下炉膛的停留时间，提高下炉膛的温度，使下炉膛内壁面形成连续稳定的液态渣膜。

将炉膛底部的灰斗改为近似平面结构，使得位于灰斗侧面的斜面与水平面之间的夹角不超过15°，并在灰斗的底面设置液态排渣口。

优选地，所述对侧墙为所述炉膛的前墙与后墙，或为所述炉膛的左墙与右墙。

优选地，所述四角切圆燃煤锅炉为π型锅炉或塔式锅炉。

优选地，所述炉拱沿水平方向向炉膛内延伸，延伸长度为对侧墙之间距离的1/8～1/4。

优选地，所述四角切圆燃烧器最上层和最下层一次风喷口中心之间的垂直距离缩小不低于原固态排渣燃煤锅炉中布置的四角切圆燃烧器的最上层和最下层一次风喷口中心之间的垂直距离的10％。

优选地，所述旋流燃烧器各个燃烧器中心之间的距离缩小不低于原固态排渣燃煤锅炉中布置的所述旋流燃烧器各个燃烧器中心之间距离的10％。

优选地，所述炉膛底部的灰斗及所述炉拱由有介质通过的冷却管及将冷却管连接为整体的连接部件组成。

优选地，下炉膛区域除四角切圆燃烧器的喷口、所述液态排渣口和安全措施通孔外均敷设耐火材料；

所述上炉膛区域的下部敷设耐火材料，且上炉膛中敷设耐火材料的高度不超过上炉膛高度的1/3。

优选地，所述上炉膛布置燃烧器分级风喷口。

本发明所述的一种固态排渣燃煤锅炉的液态排渣改造方法，保留原锅炉的燃烧方式，通过将燃烧器整体位置下移、缩小四角切圆燃烧器的一次风喷口间距或各个旋流燃烧器中心之间的距离，并在燃烧器区域上方设置缩口炉拱的方式，使火焰中心转移到下炉膛，在下炉膛形成高温烟气的强回流区，煤粉颗粒和助燃风充分混合，强化煤粉的稳燃、燃尽以及液态渣滴的甩壁效应，增加高温烟气在下炉膛的停留时间，有效提高下炉膛的温度，使下炉膛内壁面形成连续稳定的液态渣膜。同时，本发明在下炉膛、炉拱缩口及炉拱上方一定距离敷设耐火浇注料可以减少下炉膛受热面的吸热量，进一步提升下炉膛燃烧温度，减轻下炉膛水冷壁的磨损，更加有利于煤粉的充分燃烧和液态渣的连续形成。本发明不仅可以实现高碱煤的高效利用，又可最大限度减少改造工作量和投资，提高电厂运行经济性。

附图说明

图1为原四角切圆燃煤锅炉示意图。

图2为采用本发明所述的方法改造后的锅炉示意图。

图中：1-四角切圆燃烧器(原锅炉)，2-SOFA风喷口，3-炉拱，4-四角切圆燃烧器(改造后)，5-上炉膛，6-下炉膛，7-液态排渣口。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明在最大程度利用原锅炉系统设备的基础上，通过改变原四角切圆燃烧器位置和炉底灰斗结构、在燃烧器区域上方增设缩口炉拱等方式，提高炉膛下部燃烧器区域燃烧温度，实现液态排渣，缩小改造范围，减少改造投资。

具体而言，结合图1及图2，本实施例以原锅炉为π型锅炉为例，对本发明提供的一种固态排渣燃煤锅炉的液态排渣改造方法做如下详细说明：

本发明在原锅炉的炉膛中部一定高度位置处新增两个炉拱3。两个炉拱3分别设置于炉膛对侧墙上，例如：分别设置于炉膛的前墙与后墙上，或分别设置于炉膛的左墙与右墙上。两个炉拱3的后端固定在炉膛的炉墙上，前端沿水平方向向炉膛内延伸，延伸长度为对侧墙之间距离的1/4。两个炉拱3在对侧墙上呈前后对称或左右对称布置。

通过两个炉拱3将原炉膛分为上炉膛5和下炉膛6两部分，其中，炉拱3水平中间平面以上为上炉膛5，炉拱3水平中间平面以下为下炉膛6。并且下炉膛6顶部标高高于四角切圆燃烧器4喷口最上沿标高。同时，四角切圆燃烧器4最上层和最下层一次风喷口中心之间的垂直距离缩小20％。

将炉膛底部灰斗由图1所示形状改为图2所示的近似平面结构，使得位于炉膛底部侧面的斜面与水平面之间的夹角为5°。在炉膛底部的底面设置有液态排渣口7。改造后，炉膛底部和所增设的炉拱3由有介质通过的冷却管及其连接部件组成。

下炉膛6区域除四角切圆燃烧器4喷口、液态排渣口7和必要的安全措施通孔外均敷设耐火材料。上炉膛5区域的下部敷设耐火材料，且上炉膛5中敷设耐火材料的高度为上炉膛5高度的1/5。

上炉膛5布置有SOFA风喷口2。

本实施例所述的一种固态排渣燃煤锅炉的液态排渣改造方法，保留原锅炉四角切圆的燃烧方式，通过将燃烧器整体位置下移、缩小四角切圆燃烧器的一次风喷口间距或各个旋流燃烧器中心之间的距离，并在燃烧器区域上方设置缩口炉拱的方式，使火焰中心转移到下炉膛，在下炉膛形成高温烟气的强回流区，煤粉颗粒和助燃风充分混合，强化煤粉的稳燃、燃尽以及液态渣滴的甩壁效应，增加高温烟气在下炉膛的停留时间，有效提高下炉膛的温度，使下炉膛内壁面形成连续稳定的液态渣膜。同时，在下炉膛、炉拱缩口及炉拱上方一定距离敷设耐火浇注料可以减少下炉膛受热面的吸热量，进一步提升下炉膛燃烧温度，减轻下炉膛水冷壁的磨损，更加有利于煤粉的充分燃烧和液态渣的连续形成。

本实施例所述的一种固态排渣燃煤锅炉的液态排渣改造方法，最大程度利用原锅炉系统设备达到液态排渣改造的目的，在常见的π型锅炉或塔式锅炉上均可以实施，适用范围广，改造效果好，可以大大减少改造工作量和投资，提高改造实施的经济性。