自热流化床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及自热流化床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，包括流化床热解炉和燃烧炉，流化床热解炉的侧壁下端设有热解煤焦出口，热解煤焦出口连接至煤焦收集器，流化床热解炉的侧壁上端设有热解烟气出口，热解烟气出口连接至热解分离器，热解分离器的煤灰出口连接至煤焦收集器，热解分离器的热解气出口连接至燃烧炉，煤焦收集器连接至燃烧炉给料器；燃烧炉顶部的烟气出口连接至旋风分离器，燃烧炉底部设有渣池；该系统大大减轻了现有电站锅炉燃用高碱性煤时对流受热面严重沾污、高温腐蚀与磨损情况，稳定锅炉出力，保证锅炉受热面换热效果，避免由于沾污所造成的对流受热面超温现象。
【专利说明】自热流化床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及锅炉受热面沾污的相关技术，具体为一种自热流化床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统。
【背景技术】
[0002]我国火电动力用煤多采用劣质低品位煤，锅炉炉膛水冷壁结渣、对流受热面沾污问题是长期影响电站锅炉正常运行的重要问题之一。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锅炉熄火、爆管、非计划停炉等重大事故。
[0003]国内外学者对结渣与沾污的机理进行了大量的研究。研究表明煤中矿物质是引起锅炉受热面沾污、结渣、磨损及腐蚀的根本原因。高碱性煤在煤粉锅炉燃烧过程中由于碱金属元素的挥发，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NaCl或Na2S04形式存在，上述成分在高温下挥发后，易凝结在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，会使得受热面出现不同程度的沾污现象，且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。另外一方面，沾污严重时会造成烟道堵塞以及腐蚀爆管，碱金属会与铁相元素形成络合物，对金属管壁形成啃噬作用，使得金属受热面的耐压强度降低，造成换热面管束发生爆管，严重影响设备运行的稳定性和可靠性。
[0004]高碱性煤种约占我国煤炭资源保有量的20%。准东煤田是近年在新疆探明的特大型煤田，煤炭资源预测储量3900亿吨，是高碱性煤田的代表。目前该部分煤种还未实现独立应用，只能通过掺烧的模式部分利用。由于新疆地区高碱性煤利用方式均为坑口电站，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。由于目前不能实现准东煤的纯烧利用和发挥准东煤储量达、价格低等优势，导致对于我国大量高碱金属含量煤的大规模利用受到限制，从而制约了我国煤炭资源利用的效率。因此，高碱性煤的沾污问题是亟待解决的问题。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供自热流化床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，大大减轻了现有电站锅炉燃用高碱性煤时对流受热面严重沾污、高温腐蚀与磨损情况，稳定锅炉出力，保证锅炉受热面换热效果，避免了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，实现了高碱性煤的大规模纯烧利用。
[0006]本实用新型的技术方案如下:
[0007]自热流化床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于:包括流化床热解炉和燃烧炉，流化床热解炉的侧壁下端设有热解煤焦出口，热解煤焦出口连接至煤焦收集器，流化床热解炉的侧壁上端设有热解烟气出口，热解烟气出口连接至热解分离器，热解分离器的煤灰出口连接至煤焦收集器，热解分离器的热解气出口连接至燃烧炉，煤焦收集器连接至燃烧炉给料器；燃烧炉顶部的烟气出口连接至旋风分离器，燃烧炉底部设有渣池。
[0008]所述热解分离器的热解烟气出口与燃烧炉之间的连接管线上还设有净化装置，用于除钠处理。
[0009]所述流化床热解炉的侧壁下端通过煤斗、热解炉给料器输送高钠煤。
[0010]所述流化床热解炉底部连接有热解炉鼓风机。
[0011 ] 所述燃烧炉给料器与燃烧炉的连接管线上连接燃烧炉鼓风机，用于输送空气进入燃烧炉进行燃烧。
[0012]所述旋风分离器的热解气出口通过引风机连接至烟囱。
[0013]所述旋风分离器的粉尘出口连接至燃烧炉灰池。
[0014]本实用新型的工作原理如下:
[0015]高钠煤经煤斗由热解炉给料器送入流化床热解炉，与来自热解炉鼓风机的空气发生燃烧反应。热解炉鼓风机送入的空气量只可使部分原煤发生氧化燃烧反应，以提供热量使剩下的原煤发生热解反应，流化床热解炉的温度维持在1000°c以上。热解煤焦由煤焦收集器进行收集。热解气与煤灰在热解分离器中进行分离。分离出的热解气经净化装置除钠后送入燃烧炉中燃烧。分离出的煤灰进入煤焦收集器，与收集的煤焦混合后经燃烧炉给料器与来自燃烧炉鼓风机的空气一并送入燃烧炉中燃烧。燃烧后的烟气经旋风分离器除尘后由引风机送至烟囱排出。旋风分离器分离出的粉尘进入燃烧炉灰池。锅炉灰渣从燃烧炉底部排至燃烧炉渣池。高碱性煤在流化床热解炉中进行热解后，可挥发性钠被大量去除，煤焦中的钠含量下降，在燃烧炉的炉膛燃烧时生成的烟气中活性钠的含量已经大大降低，在经过后续受热面时由于烟气中活性钠含量极少，基本不发生沾污。
[0016]本实用新型具有以下有益效果:
[0017](1)从根本上减少了进入锅炉的碱金属含量，防止在锅炉对流受热面上因碱金属过多而形成的沾污，保护对流受热面的安全，提高了锅炉出力。
[0018](2)高钠煤在流化床热解床中发生部分氧化燃烧反应，依靠燃烧放热可维持流化床热解床中热解温度在1000°c以上。热解气经除钠后重新利用，提高了效率。
[0019](3)系统改造简单，改造成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的结构示意图。
[0021]其中，附图标记为:1煤斗，2热解炉给料器，3热解炉鼓风机，4流化床热解炉，5热解分离器，6净化装置，7煤焦收集器，8燃烧炉给料器，9燃烧炉鼓风机，10燃烧炉，11渣池，12旋风分离器，13燃烧炉灰池，14引风机，15烟囱。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，自热流化床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统包括流化床热解炉4和燃烧炉10。
[0023]流化床热解炉4的侧壁下端设有热解煤焦出口，热解煤焦出口连接至煤焦收集器7，流化床热解炉4的侧壁上端设有热解烟气出口，热解烟气出口连接至热解分离器5，热解分离器5的煤灰出口连接至煤焦收集器7，热解分离器5的热解气出口连接至燃烧炉10，煤焦收集器7连接至燃烧炉给料器8 ;燃烧炉10顶部的烟气出口连接至旋风分离器12，燃烧炉10底部设有渣池11。
[0024]所述热解分离器5的热解烟气出口与燃烧炉10之间的连接管线上还设有净化装置6，用于除钠处理。
[0025]所述流化床热解炉4的侧壁下端通过煤斗1、热解炉给料器2输送高钠煤。
[0026]所述流化床热解炉4底部连接有热解炉鼓风机3。
[0027]所述燃烧炉给料器8与燃烧炉10的连接管线上连接燃烧炉鼓风机9，用于输送空气进入燃烧炉10进行燃烧。
[0028]所述旋风分离器12的热解气出口通过引风机14连接至烟囱15。
[0029]所述旋风分离器12的粉尘出口连接至燃烧炉灰池13。
[0030]本实用新型的工作原理如下:
[0031 ] 高钠煤经煤斗1由热解炉给料器2送入流化床热解炉4，与来自热解炉鼓风机3的空气发生燃烧反应。热解炉鼓风机3送入的空气量只可使部分原煤发生氧化燃烧反应，以提供热量使剩下的原煤发生热解反应，流化床热解炉4的温度维持在1000°C以上。热解煤焦由煤焦收集器7进行收集。热解气与煤灰在热解分离器5中进行分离。分离出的热解气经净化装置6除钠后送入燃烧炉10中燃烧。分离出的煤灰进入煤焦收集器7，与收集的煤焦混合后经燃烧炉给料器8与来自燃烧炉鼓风机9的空气一并送入燃烧炉10中燃烧。燃烧后的烟气经旋风分离器12除尘后由引风机14送至烟囱15排出。旋风分离器12分离出的粉尘进入燃烧炉灰池13。锅炉灰渣从燃烧炉10底部排至燃烧炉渣池11。
[0032]高碱性煤在流化床热解炉4中进行热解后，可挥发性钠被大量去除，煤焦中的钠含量下降，在燃烧炉10的炉膛燃烧时生成的烟气中活性钠的含量已经大大降低，在经过后续受热面时由于烟气中活性钠含量极少，基本不发生沾污。
【权利要求】
1.自热流化床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于:包括流化床热解炉(4)和燃烧炉(10)，流化床热解炉(4)的侧壁下端设有热解煤焦出口，热解煤焦出口连接至煤焦收集器(7)，流化床热解炉(4)的侧壁上端设有热解烟气出口，热解烟气出口连接至热解分离器(5)，热解分离器(5)的煤灰出口连接至煤焦收集器(7)，热解分离器(5)的热解气出口连接至燃烧炉(10 )，煤焦收集器(7 )连接至燃烧炉给料器(8 );燃烧炉(10 )顶部的烟气出口连接至旋风分离器(12 )，燃烧炉(10 )底部设有渣池(11)。
2.根据权利要求1所述的自热流化床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于:所述热解分离器(5)的热解烟气出口与燃烧炉(10)之间的连接管线上还设有净化装置(6)，用于除钠处理。
3.根据权利要求1所述的自热流化床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于:所述流化床热解炉(4)的侧壁下端通过煤斗(I)、热解炉给料器(2)输送高钠煤。
4.根据权利要求1所述的自热流化床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于:所述流化床热解炉(4)底部连接有热解炉鼓风机(3)。
5.根据权利要求1所述的自热流化床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于:所述燃烧炉给料器(8 )与燃烧炉(10 )的连接管线上连接燃烧炉鼓风机(9 )，用于输送空气进入燃烧炉(10)进行燃烧。
6.根据权利要求1所述的自热流化床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于:所述旋风分离器(12)的热解气出口通过引风机(14)连接至烟囱(15)。
7.根据权利要求1所述的自热流化床热解燃烧解决煤粉炉燃用高钠煤沾污的系统，其特征在于:所述旋风分离器(12)的粉尘出口连接至燃烧炉灰池(13)。
【文档编号】C10B53/04GK204063004SQ201420461584
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】樊伟, 曹立勇, 杜奇, 刘江, 张鑫, 银燕, 李甜 申请人:中国东方电气集团有限公司