[实用新型]一种防止锅炉沾污的流化床半焦热载体系统

说明书

技术领域

    本实用新型涉及流化床技术领域，具体为一种防止锅炉沾污的流化床半焦热载体系统。

背景技术

我国发电行业以火力发电为主，火电装机容量超过70%以上。循环流化床燃烧技术具有控制污染成本低廉、燃料适用性广、负荷调节范围大等优点，当燃用高碱性煤种时，存在于煤中的碱性化合物，在燃烧过程中会挥发出来，易凝结在锅炉受热面上形成烧结或粘结的灰沉积，造成锅炉受热面的设备的腐蚀、结渣与沾污问题。结渣和沾污会降低锅炉的传热效率，影响锅炉出力，使得设备的运行安全性严重降低，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，是长期影响电站锅炉正常运行的重要问题之一。

为了防止由于结渣与沾污所带来的各种问题，国内外学者对结渣与沾污的机理进行了大量的研究，研究表明结渣与沾污是复杂的物理化学反应过程，炉内结渣既是一个复杂的物理化学过程，又是一个动力学过程，既与燃料特性有关，也与锅炉的结构和运行条件有关。学者提出了多个结渣判定指数，但这些结渣判定指数在实际应用过程中有着很大的局限性，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。对于高碱性煤，由于煤中碱金属元素的挥发，容易在锅炉受热面冷凝形成一层打底附着物，打底物主要以氯化钠或硫酸钠形式存在。上述成分在高温环境下挥发后，易凝结在对流受热面上形成烧结或粘结的灰沉积，随着附着物对飞灰的吸附作用，会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，最终使炉膛出力大大降低造成停炉。

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，目前没有有效的利用办法。通过优化锅炉燃烧方式，控制炉膛内的温度和燃烧来减缓锅炉的结渣问题，在实际中并不便于操作也未得到推广。只有通过外煤掺烧的方式来减轻沾污问题，利用准东煤与其它煤种混合后进行掺烧，锅炉掺烧高碱性煤的比例不应超过30%，掺烧比例增大时，锅炉的对流受热面沾污积灰严重，同时碱金属对锅炉的本体材料腐蚀也非常严重。由于新疆地区高碱性煤利用方式多为坑口电站，掺烧时对外煤的需求量较大，这样对准东煤使用量非常有限，同时又要从其它地方购买优质燃煤，增加了发电企业的发电成本。对准东煤田的开发和电源基地的建设带来了困难，难于将准东煤的优势得以充分发挥，同时对煤粉锅炉的设计与运行带来很大困难。因此，锅炉纯烧高碱性煤时，对流受热面的沾污是亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种防止锅炉沾污的流化床半焦热载体系统，可有效解决现有电站锅炉对流受热面的沾污问题，降低锅炉受热面布置难度，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，同时不影响锅炉燃烧效率。

本实用新型的技术方案如下：

一种防止锅炉沾污的流化床半焦热载体系统，其特征在于：包括流化床、加热提升管、热半焦槽、热解反应器、分离器二，流化床的烟气出口分别连接至加热提升管和尾部烟道装置，加热提升管的出口连接至热半焦槽；热半焦槽的高温半焦出口连接至热解反应器，热解反应器的煤灰出口分别连接至流化床的进料端和加热提升管；

热半焦槽的烟气出口连接至分离器二，分离器二的煤灰出口连接至热解反应器，分离器二的烟气出口连接至尾部烟道装置；

热解反应器的烟气出口通过分离器三连接至流化床；

热解反应器还设置有高碱性煤入口。

所述分离器三的烟气出口连接至流化床的管道上设置有净化装置。

所述热解反应器的煤灰出口连接至换热器，换热器的煤灰出口连接至流化床的进料端，流化床进料端包括煤斗和给料器。

所述尾部烟道装置包括分离器一、引风机和返料器，分离器一用于分离来自流化床的高温煤灰，分离器一顶部的烟气出口连接至引风机，分离器一底部的煤灰出口连接至返料器，返料器的煤灰出口连接至流化床侧壁下端的煤灰入口，返料器底部还设置有灰渣出口。