[发明专利]一种燃用高碱煤的锅炉系统及方法

说明书

本发明提供了一种燃用高碱煤的锅炉系统及方法，其中，燃用高碱煤的锅炉系统包括炉膛、保温层、水冷壁、屏式受热面以及燃烧器。此外，该锅炉系统还包括喷枪孔和喷枪，其中喷枪孔位于屏式受热面底端下方并位于燃烧器的上方，且喷枪孔贯穿保温层和水冷壁。喷枪，其喷头从保温层外侧穿过喷枪孔并伸入至炉膛内。喷头喷出的减温液体与燃烧器燃烧高碱煤产生的高温烟气混合，使屏式受热面底端下方的混合后的烟气温度达到指定温度以下。由此，本发明实施例通过使容置在喷枪孔中的喷枪向炉膛中喷出减温液体，进而将屏式受热面下方的热烟气的温度降到碱金属及其氧化物或盐的气化点以下，从而能够有效地避免锅炉受热面沾污、结渣及腐蚀等问题。

技术领域

本发明涉及热力设备技术领域，特别是涉及一种燃用高碱煤的锅炉系统及方法。

背景技术

我国是一个煤炭消费大国，同时在我国也蕴藏丰富的高碱煤，如本世纪初在我国新疆地区发现的准东煤田，探明储备达到3900亿吨。高碱煤一般具有灰分少、挥发分高、反应活性高等特点，适合做动力煤，供燃烧发电使用。煤在锅炉燃烧后，炉膛温度通常在1000℃以上，煤中含有的大部分钠、钾组分会气化，被烟气携带到下游，遇到温度较低的表面(如水冷壁、对流受热面等)会凝结，造成严重的锅炉积灰、沾污、结渣和腐蚀等问题。

目前解决这些问题的方法主要有掺烧高灰低碱煤或高岭土、燃烧前洗煤、炉内受热面防腐喷涂、增加吹灰器个数和吹灰频率等。然而很多高碱煤田所处的地理位置和交通条件使掺烧高灰低碱煤或高岭土的运输成本很高，大规模实施不够经济。燃烧前洗煤的能耗很大，并且洗煤的工艺目前尚不成熟。炉内防腐喷涂和增加吹灰器个数都是被动的措施，并不能高效、经济地解决严重的受热面积灰、沾污、结渣和腐蚀等问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种燃用高碱煤的锅炉系统及方法。

依据本发明的一方面，提供了一种燃用高碱煤的锅炉系统，包括由锅炉炉墙围设形成的炉膛、位于所述炉墙外侧的保温层、位于所述炉墙内侧的水冷壁、设置在所述炉膛上部的屏式受热面、以及燃烧器，该燃烧器位于所述屏式受热面下方且安装在所述锅炉的侧壁处，该系统还包括：

喷枪孔，用于容置喷枪，位于所述屏式受热面底端下方并位于所述燃烧器的上方，所述喷枪孔的两端分别向所述保温层和所述水冷壁的方向延伸，以贯穿所述保温层和所述水冷壁；以及

喷枪，用于喷射减温液体，具有喷头，所述喷头从所述保温层外侧穿过所述喷枪孔并伸入至所述炉膛内；

所述喷头喷出的减温液体与所述燃烧器燃烧高碱煤产生的高温烟气混合，使所述屏式受热面底端下方的混合后的烟气温度达到指定温度以下。

可选地，所述喷枪孔的中心与所述屏式受热面底端的垂直距离为0.5米～8米。

可选地，所述喷枪孔的中心距所述屏式受热面底端的垂直距离为所述燃烧器距所述屏式受热面底端垂直距离的三分之一。

可选地，所述喷枪孔的数量为多个，则与所述多个喷枪孔对应的所述喷枪的数量为多个，所述多个喷枪孔均匀排布在所述炉墙处，所述多个喷枪孔中任意两水平相邻的喷枪孔的水平间距范围为0.4米～5米，所述多个喷枪孔中任意两竖直相邻的喷枪孔的竖直间距范围为0.4米～8米。

可选地，控制喷入所述炉膛中的减温液体的流量和/或温度，使所述屏式受热面底端下方的混合后的烟气温度达到900℃以下。

可选地，所述减温液体包括减温水。

可选地，该系统还包括：

低低温省煤器，用于收集经所述锅炉尾部排出的混合后的烟气，将收集到的混合烟气的温度控制在预设温度以下，并对预设温度以下的混合烟气中的汽化潜热和部分焓值进行回收，具有烟气入口，所述烟气入口与所述锅炉的尾部的烟气出口连接。