[发明专利]膜式水冷壁锅炉防高温腐蚀结焦方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉燃烧技术领域，具体地指一种膜式水冷壁锅炉防高温腐蚀结焦方法及其装置。

背景技术

在燃煤锅炉的运行过程中，避免水冷壁的高温腐蚀是电厂锅炉安全经济稳定运行的前提。在前后墙对冲燃烧的锅炉中，由于大量煤粉颗粒对冲进入炉膛燃烧，容易在炉膛的两侧墙附近出现大量的煤粉贴壁燃烧，致使锅炉两侧墙水冷壁壁面附近形成严重的还原性气氛，从而导致锅炉水冷壁大面积高温腐蚀和结焦。特别是随着火电厂环保要求的日益严格，煤粉低氮欠氧燃烧逐渐成为了电厂锅炉燃烧的主要手段，这种现象更是日趋严重，此种情况的发生对锅炉的安全稳定运行带来了极大的隐患，同时也造成每年维修费用的大幅增加。

目前，针对上述情况，减小锅炉两侧墙水冷壁高温腐蚀的技术方式主要有以下三种：

其一，设置边界风。方式是从二次风中抽取5%左右的风量作为边界风，从炉膛的底部两侧墙逐渐向上爬升。但这种形式的边界风在底部爬升的过程中已逐渐耗散殆尽，爬升到需要保护的主燃烧区域及以上时已寥寥无几，这样无法在水冷壁壁面上实现氧化性保护气氛。

其二，在锅炉前后墙燃烧区域布置多个侧下燃尽风喷嘴。这种方式为达到喷嘴射流的穿透性，通常占用的总风量在10%以上，极大地影响了燃烧用风量，容易导致锅炉飞灰含碳量升高，锅炉燃烧效率下降。同时该种方式不能实现水冷壁壁面的均匀保护，影响了低氮效果。

其三，水冷壁开孔漏风。在水冷壁两侧墙上直接开孔，利用炉膛负压将炉外冷空气从水冷壁开孔中直接吸入炉膛。但该方式经过多年的实际应用，发现这种漏风均是直接垂直水冷壁进入炉膛，根本无法在水冷壁壁面形成风膜。同时，漏风的风量也无法控制，导致锅炉燃烧效率下降，影响锅炉运行的经济性。

近20年来，在前后墙对冲的炉型中，各种防止侧墙水冷壁高温腐蚀措施都无一成功。特别是近年来含有大量的钠钾碱金属的准东煤被大量利用，锅炉燃烧更容易导致严重的水冷壁高温腐蚀和结焦的发生。因此，需要一种在不影响锅炉燃烧效率的情况下，避免侧墙水冷壁的高温腐蚀和结焦的解决办法。

发明内容

本发明的目的就是要根除现有燃煤锅炉在运行过程中煤粉贴壁燃烧导致的缺陷，提供一种膜式水冷壁锅炉防高温腐蚀结焦方法及其装置。

为实现上述目的，本发明所设计的膜式水冷壁锅炉防高温腐蚀结焦方法，其特殊之处在于，它包括以下步骤：

1）在锅炉水冷壁侧墙上与炉膛主燃烧区相对应的区域内均匀布置若干个风帽式喷嘴，每个风帽式喷嘴伸入到锅炉水冷壁侧墙内壁的一端沿周向均匀设计若干个射流方向与锅炉水冷壁侧墙内壁平行的喷射口；

2）在锅炉水冷壁侧墙外壁上设置能罩住所有风帽式喷嘴并为其提供风源的侧墙风箱，侧墙风箱的进气口通过连接风道与锅炉主风道相连；

3）开启连接风道上的调节风门，从锅炉主风道中引出一部分二次风进入到侧墙风箱中，并通过若干个风帽式喷嘴紧贴锅炉水冷壁侧墙内壁平行喷出，使其在锅炉水冷壁侧墙内壁形成向四周均匀流动扩散的贴壁风保护膜，从而保证主燃烧区附近的锅炉水冷壁侧墙内壁表面处于氧化性气氛中，避免锅炉高温腐蚀和结焦。

优选地，所述步骤1）中，锅炉水冷壁侧墙上的风帽式喷嘴呈矩阵分布状态，相邻风帽式喷嘴之间的距离为200～600mm，最佳水平方向相邻风帽式喷嘴之间的距离为380～420mm，竖直方向相邻风帽式喷嘴之间的距离为330～370mm。这样，可以使贴壁风均匀地分布在水冷壁侧墙表面。

优选地，所述步骤3）中，侧墙风箱内的风速控制在0.5～2.0m/s之间，最佳为0.5～1.0m/s，以保证侧墙风箱内的所有风帽式喷嘴射流流速均匀；风帽式喷嘴出口处的射流控制在5～20m/s之间，最佳为6～10m/s，以保证每个风帽式喷嘴出口处的射流紧靠水冷壁表面稳定流动。

优选地，所述步骤3）中，风帽式喷嘴喷出的贴壁风总量占进入锅炉炉膛总风量的0.5～4%，最佳为0.5～1%。这样，可以在不影响锅炉燃烧的情况下，使贴壁风在水冷壁侧墙表面形成保护风膜，实现水冷壁表面附近的氧化性气氛。