一种减轻切圆燃烧锅炉水冷壁结焦的方法

技术领域

本发明属于低灰熔点煤种在电站锅炉应用技术领域，具体涉及一种减轻切圆燃烧锅炉水冷壁结焦的方法。

背景技术

随着经济的快速增长，煤炭的消耗量将越来越大，而烟煤、褐煤在储量大，应用广泛，属于着火温度较低、燃尽率较高的煤种，但其中的大部分煤种属于低灰熔点煤，如设计、运行控制不当，容易产生炉内结焦严重，发生炉膛出口烟温升高和受热面超温、排烟温度升高、锅炉效率下降、大焦掉落砸坏冷灰斗甚至引起锅炉灭火等一系列问题。

燃用低灰熔点煤的切圆锅炉在设计过程中，一般采用选用较低的炉膛热负荷、选用防结焦能力强的低氮燃烧器、燃烧器小切圆和风包粉布置、布置较多炉膛吹灰器等措施；在运行过程中，一般注意对运行氧量、煤粉细度、配风方式、吹灰频率、磨运行方式、锅炉负荷和燃尽风门等的控制。这些措施，在很大程度上缓解了锅炉结焦，保证了锅炉的安全运行。

然而大量锅炉运行实践表明，由于煤种多变，当燃煤灰熔点下降、碱金属含量增加或者燃煤灰分升高时，在热负荷最高的燃烧器区和还原区的水冷壁结焦无法得到有效控制，最终仍会导致锅炉因结焦而无法正常运行。这种情况，在具有严重结焦特性的准东煤、神华煤锅炉上表现的尤为突出。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种减轻切圆燃烧锅炉水冷壁结焦的方法，有效控制中上层燃烧器和还原区水冷壁的结焦，提高低灰熔点煤种在电站锅炉燃烧的安全性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种减轻切圆燃烧锅炉水冷壁结焦的方法，包括以下步骤：

1)在锅炉中上层燃烧器区和还原区范围内的炉墙上安装吹灰器，通过吹灰器吹扫锅炉水冷壁上的结渣和积灰，清除燃烧器区域水冷壁的结焦；

2)根据数值模拟计算结果，确定一、二次风燃烧器假想切圆直径，通过调整燃烧器喷口水平角度将燃烧器切圆直径调整至目标值；

燃烧器假想切圆直径d

其中A、B分别为炉膛的宽度和深度；k为确定假想切圆大小d

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，在锅炉中上层燃烧器区和还原区的四面炉墙上开孔安装吹灰器，并辅以燃烧器切圆直径调整。

本发明进一步的改进在于，在锅炉还原区和中上层燃烧器区域前、后墙布置吹灰器，在中上层燃烧器区域左、右墙所安装的吹灰器穿越锅炉左右侧二次风箱。

本发明进一步的改进在于，在锅炉中上层燃烧器区域炉墙所安装的吹灰器布置在两层一次风燃烧器中间的二次风喷口中心线高度上。

本发明进一步的改进在于，在锅炉中上层燃烧器区域炉墙所安装的吹灰器间距为3～4m，距离喷口不低于2m。

本发明进一步的改进在于，在锅炉中上层燃烧器区域两侧墙上布置的吹灰器为加长型，加长枪杆外套的是不锈钢套管。

本发明进一步的改进在于，所述的吹灰器为墙式蒸汽吹灰器。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中，所述的燃烧器调整角度需要通过数值模拟来确定，调整时一次风喷口直接调整，二次风喷口以调整喷口内导流板角度的方式进行。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益的技术效果：

本发明提供的减轻切圆燃烧锅炉水冷壁结焦的方法，在采用常规设计减轻锅炉燃烧器区水冷壁结焦方法的基础上，突破了现有锅炉吹灰器在设计过程中存在的盲区(受影响燃烧稳定和避开二次风箱的思维局限，即在热负荷最高的燃烧器区和还原区并不布置吹灰器，频繁吹扫原安装吹灰器效果不佳，徒增磨损，从而导致锅炉运行安全无法保证)，在锅炉中上层燃烧器区和还原区范围内的炉墙上安装吹灰器，增加吹灰器的有效作用范围，消除了原有吹灰器布置的缺陷。

本发明提供的减轻切圆燃烧锅炉水冷壁结焦的方法，通过在中上层燃烧器区和还原区水冷壁增加吹灰器的方法来减轻锅炉燃烧器区域水冷壁的结焦，其系统较简单可靠，运行成本较低，对炉内燃烧没有影响，且可降低炉膛出口烟温，降低减温水，减轻炉膛出口水平烟道受热面结焦和沾污，提高机组运行安全性和经济性。当锅炉进行了相应的改进后，在锅炉燃用易结焦的低灰熔点煤时，可以投运锅炉燃烧器区域水冷壁的吹灰器，当锅炉燃用不易结焦的煤时，可不投运锅炉燃烧器区域水冷壁的吹灰器，因此，应用本发明后锅炉对煤种的适应性较强。

本发明提供的减轻切圆燃烧锅炉水冷壁结焦的方法，在采用安全锅炉燃烧器区和还原区水冷壁吹灰器防止结焦的基础上，利用数值模拟的方法确定燃烧器假想切圆直径，科学合理，对一、二次风燃烧器喷口假想切圆直径进行调整，在保证燃烧效果的基础上，可进一步减轻水冷壁结焦，还可以起到减轻水冷壁高温腐蚀的作用。

本发明提供的减轻切圆燃烧锅炉水冷壁结焦的方法，在实施上方便易行，易于对现有锅炉进行改造，不受地区限制；既可以应用在新建锅炉的设计和建造上，也可用于已有锅炉的改造，是一种符合我国国情的先进的防结焦技术，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明燃烧锅炉的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提供的一种减轻切圆燃烧锅炉水冷壁结焦的方法，包括以下步骤：

1)在锅炉中上层燃烧器区和还原区范围内的炉墙上安装蒸汽吹灰器，通过吹灰器吹扫锅炉燃烧器区炉墙上的结渣和积灰，控制燃烧器区域水冷壁的结焦。吹灰器安装在锅炉中上层燃烧器和还原区的四面炉墙上，其中在锅炉中上层燃烧器区域前、后墙按照常规方法布置吹灰器，左、右墙所安装的吹灰器需穿越锅炉左右侧二次风箱，左、右墙所安装的吹灰器为加长型，外加不锈钢防磨套管。在锅炉中上层燃烧器区域炉墙所安装的吹灰器布置在两层一次风燃烧器中间的二次风喷口中心线高度上，吹灰器间距3～4m，距离喷口不低于2m。安装在锅炉水冷壁上的吹灰器，通过支路蒸汽管道与蒸汽主管道连接，并通过安装在就地的控制系统和DCS远程控制吹灰器的吹灰动作。

2)通过数值模拟的方法，结合煤质特性，参考炉内温度场、流场和颗粒运动的轨迹，确定合适的燃烧器切圆直径。

3)根据步骤2)确定燃烧器假想切圆直径，调整一、二次风燃烧器喷口角度至目标值。其中，一次风喷口角度调整采用直接法，二次风喷口角度调整通过调整喷口内的导流板角度实现；

燃烧器假想切圆直径d

其中A、B分别为炉膛的宽度和深度；k为确定假想切圆大小d

实施例

对国网能源阜康电厂150MW锅炉实施了改烧具有准东煤的改造，由于准东煤灰熔点较低、碱金属含量较高，属于易结焦、沾污的煤种，因此在该改造过程中，除了采用传统的低氮燃烧器改造以外，还在锅炉燃烧器区和还原区水冷壁上安装了墙式蒸汽吹灰器，具体为在还原区安装一层、每面墙三只，在前墙和后墙位置分别安装两层，每层三只，在左墙和右墙分别安装两层，每层三只，其中，前后墙燃烧器区域吹灰器按照常规方法布置，左右墙燃烧器区域的吹灰器需穿越锅炉左右侧墙二次风箱布置，同时为了避免干扰一次风气流着火和燃烧，燃烧器区域水冷壁吹灰器需布置在两层一次风燃烧器中间的二次风喷口中心线高度上，同时应距炉墙中心线1.5-2m，距离喷口不低于2m。

根据数值模拟计算结果，将一、二次风燃烧器假想切圆直径由750mm调整至650mm，煤粉气流偏转贴墙结焦减轻。

国网能源阜康电厂150MW锅炉实施改烧准东煤的改造后，燃烧器区域水冷壁乃至炉内结焦均得到有效控制，锅炉汽水参数正常，在低氮燃烧(NOx排放浓度为200～240mg/Nm

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。