[发明专利]一种减缓燃用高碱煤锅炉结渣和沾污的燃烧系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃煤锅炉技术领域，尤其涉及一种减缓燃用高碱煤锅炉结渣和沾污的燃烧系统及方法。

背景技术

新疆是我国高挥发分优质煤储量最大最集中的地区之一，是我国重要的能源与电力建设基地。准东煤田又是近年来在新疆探明的特大型整装煤田，储量达到3900亿吨。由于新疆特殊的地理位置和交通条件，准东煤大规模外运的可能性不大，准东煤就地应用于电站发电的前景十分广阔。新疆地区的部分电厂巳经开始掺烧准东煤，有的甚至全部试烧准东煤，并做出相应的锅炉改造，但改造效果并不明显。准东煤田为海洋性沉积型煤田，煤的原生矿物中含有大量Na、Ca，其含量远高于现有已知动力用煤中相应元素的含量。高纳高钙含量造成了准东煤的高结渣性、严重沾污性，这极大地限制了其在电站锅炉中的大规模应用。

而且，当地附近的井工煤、碱沟煤和高灰煤等非高碱煤日益减少，今后高碱煤面临必须大比例掺烧甚至纯烧的要求；同时，准东五彩湾地区规划了20多台660MW机组，这批机组将于2017年发电，届时，非高碱煤的需求将越来越大，电厂考虑经济压力，基本不可能从很远的地方运输非高碱煤来掺烧。这些因素都导致研究高碱煤的大比例燃用甚至纯烧是必须面临的挑战。

大比例掺烧或全烧高钠、高钙煤时，炉内水冷壁、高过、低再区域会形成大面积枯结性较强的积灰，伴随着严重的高温腐蚀，造成大面积爆管，被迫停炉，严重影响机组的安全正常运行。主要危害包括以下几点：

(1)降低炉内受热面的传热能力。灰污沉积在受热面后，由于其导热系数很低，相当于在烟气和受热面之间增加了一绝热层，最终导致排烟温度升高，降低锅炉效率，严重影响运行的经济性。

(2)炉膛出口烟温升高，恶化高温区域的过热器结渣，引起过热器汽温偏高，危害过热器，长此以往可能导致爆管。

(3)引起高温腐蚀。高温下，枯结在受热面上的灰渣会与管壁发生复杂的化学反应，形成高温腐烛，削减管壁厚度。

(4)传热阻力增加，锅炉难以维持满负荷运行，增加投煤量会引起出口烟温的进一步升高，灰渣更易枯附于受热面，形成恶性循环。

(5)燃烧室上部大块渣掉落时，掉入炉底水封装置，在炽热焦渣的冲击下水封装置的内存水汽化，大量的蒸汽导致炉腔燃烧波动甚至灭火，还可能砸坏水冷壁管和冷灰斗，造成炉腔氢爆的严重后果。

这些问题普遍存在于新疆地区掺烧或全烧准东煤的各电厂中。锅炉结渣、沾污，尾部受热面堵灰，爆管、高温腐蚀，准东煤的掺烧比例越大，这些现象越严重。燃用准东煤的过程中，其高结渣沾污的煤质特性已经严重影响到锅炉的安全正常运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够减缓燃用高碱煤锅炉结渣和沾污的燃烧系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种减缓燃用高碱煤锅炉结渣和沾污的燃烧系统，包括依次连接的锅炉、脱硝设备、空气预热器、干式电除尘器、第一烟气-烟气再热器、湿法脱硫设备、第二烟气-烟气再热器、烟囱，干式电除尘器底部通过循环灰管路连接灰仓；

其特征在于：

所述干式电除尘器出口还连接再循环烟气管路，再循环烟气管路连接循环风机，循环风机后的管道与一次风管路均与再循环管道连接；灰仓连接输灰机，带循环灰的烟气、空气混合气管路一端连接再循环管道和输灰机，带循环灰的烟气、空气混合气管路另一端连接锅炉。

优选地，所述锅炉四角旁炉墙平行于水冷壁，并与水冷壁保持20～50cm；带循环灰的烟气、空气混合气从锅炉四角旁炉墙平行于水冷壁供入炉膛。

本发明还提供了一种减缓燃用高碱煤锅炉结渣和沾污的方法，其特征在于：将低温循环烟气、部分一次风空气和飞灰的混合气流分层从锅炉四角旁炉墙送入炉膛，并在炉壁附近形成附壁流的保护气膜，实现烟气和飞灰再循环。

优选地，并通过对再循环烟气循环倍率的调节来控制炉内温度和炉膛出口温度。

优选地，循环烟气的循环倍率控制在0.1～0.3之间。

优选地，引入的一次风空气量控制在总风量的5％以内。

优选地，除尘循环灰的循环倍率控制在0.15～0.3之间。

优选地，炉膛出口烟温控制在950～1000℃之间。

优选地，炉膛出口含氧浓度控制在3％～6％之间。

优选地，过量空气系数控制在1.1～1.3之间。