[实用新型]一种自热热解燃烧双床解决高钠煤燃烧沾污的系统

说明书

技术领域

    本实用新型涉及锅炉受热面沾污的相关技术，具体为一种自热热解燃烧双床解决高钠煤燃烧沾污的系统。

背景技术

燃煤电站锅炉普遍出现的问题包括锅炉炉膛水冷壁结渣、对流受热面沾污与结渣等，严重影响了电站锅炉的稳定安全运行。沾污和结渣会导致锅炉的传热效率下降，影响锅炉出力和设备运行的安全性，结渣严重时可能导致炉膛熄火、爆管、非计划停炉等重大事故。

为解决沾污和结渣造成的各种问题，国内外学者从煤种特性、锅炉运行方式等方面进行研究。通过对煤种特性研究提出多个结渣判定指数，对煤种的沾污与结渣倾向进行预判，为锅炉设计人员提供参考和依据。但这些结渣判定指数在实际应用过程存在局限性，只能作为初步判断并不能从根本上解决沾污对锅炉的危害问题。对于现有的电站锅炉，在燃用某些沾污与结渣倾向严重的煤种时，学者们提出通过调整锅炉的运行方式，比如通过调节锅炉燃烧以控制炉膛内的温度来减缓锅炉的结渣问题，但是在实际中并不便于操作也未得到推广。

研究表明，煤中的碱金属是引起沾污与结渣的主要因素。对于高碱性煤，由于煤中碱金属元素的挥发，容易在锅炉对流受热面上冷凝形成一层以NaCl或Na₂SO₄形式存在的打底附着物。该附着物具有较强的黏结性而吸附飞灰，使得对流受热面出现不同程度的沾污现象，且沾污物无法使用吹灰器清除，从而导致受热面传热能力下降，造成锅炉排烟温度升高等问题，最终使得炉膛出力大大降低造成停炉。因此，如果能够降低煤中或挥发到烟气中的碱金属化合物份额，则能从根源上解决或减轻锅炉对流受热面的沾污问题。

国内对于燃烧利用高碱性煤还缺乏工程运行经验，仅新疆地区个别电厂在研究高碱性煤的燃烧沾污问题，目前只是通过外煤掺烧的方式来减轻沾污问题。外煤掺烧方法实际上是通过添加其他低碱性金属煤，降低了原煤中碱金属的相对含量。目前锅炉可实现的高碱性煤的掺烧比例较低。掺烧比例增大时，对流受热面沾污积灰严重，形成烟气走廊，烟气冲刷造成高温再热器、高温过热器泄漏。由于新疆地区高碱性煤利用方式多为坑口电站，掺烧方式对外煤的需求量较大，这种方式往往受到运输条件的限制，极大增加了运行成本。现代大型电站的煤粉炉锅炉通过布置屏式过热器来降低炉膛出口温度并减少熔融结渣，但由于烟气中某些碱金属盐熔点较低，经过对流受热面时仍然会产生结渣，尤其在燃烧高碱金属的准东煤时结渣现象尤为严重。循环流化床锅炉具有燃料适应性广、燃烧效率高、污染排放少等优点，在近十几年得到迅速发展，在电站锅炉领域得到广泛的商业应用。而在循环流化床锅炉中使用高碱性煤作为动力煤时，对流受热面的沾污问题同样严重。由于结渣和沾污的存在，导致我国高碱性煤的大规模高效利用受到限制，从而制约了我国能源利用的效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种自热热解燃烧双床解决高钠煤燃烧沾污的系统，可以解决现有电站锅炉对流受热面沾污问题，保证锅炉受热面充分换热，稳定锅炉出力，避免由于沾污所造成的对流受热面超温现象，大大降低爆管事故的发生，实现高碱性煤的大规模纯烧利用。

本实用新型的技术方案如下：

一种自热热解燃烧双床解决高钠煤燃烧沾污的系统，其特征在于：包括下行床和流化床，下行床的顶端设有原煤入口，下行床的侧面上端设有热解气出口，热解气出口连接至流化床，下行床的下端设有热解煤焦出口，热解煤焦出口连接至煤焦收集器，煤焦收集器通过外置床连接至返料器；流化床顶部的煤灰和烟气的混合物出口连接至旋风分离器，所述旋风分离器的顶部的烟气出口由烟囱排出，旋风分离器底部的煤灰出口连接至煤灰分配器，煤灰分配器的一路高温煤灰出口连接至外置床，另一路煤灰出口连接至返料器；所述返料器连接至流化床。

所述下行床的热解气出口经净化装置连接至流化床，净化装置主要用于除钠处理。

所述下行床的顶部设置有煤斗、给料器和输送氧气的氧气罐，煤斗连接至给料器，给料器连接至下行床的原煤入口，给料器和下行床之间的送入路线上连接氧气罐；通过输送的氧气，发生部分氧化燃烧反应，会提供热量对经过煤斗、给料送入的未参与燃烧的原煤进行热解。

所述流化床底部设置有鼓风机。

所述旋风分离器顶部的烟气出口与烟囱之间还设置有换热器和引风机，换热器用于降低烟气的温度，通过引风机有效将降温后的烟气排送到烟囱。

本实用新型的工作过程为：