对冲燃烧锅炉及运用该锅炉的烟气再循环燃烧系统

摘要

本发明涉及锅炉领域，公开了一种对冲燃烧锅炉，所述锅炉包括炉膛（1），炉膛（1）由前后墙（2、3）和两个侧墙（4、5）围成，所述的前后墙（2、3）设有燃烧器喷口（6），所述的炉膛（1）由低到高包括主燃区、还原区和燃尽区，炉膛（1）的底部具有冷灰斗（7），所述的冷灰斗（7）设置有烟气入口（8），该烟气入口（8）用于引入贴近所述侧墙（4、5）内壁向上流动的烟气。本发明通过在侧墙内壁引入自下而上流动的烟气形成保护层，改善了对冲锅炉侧墙区域的气氛，这是通过其他现有的贴壁风手段无法达到的，其有效地隔绝了强还原性气氛与水冷壁的接触，从而可预防侧墙的高温腐蚀。

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉技术领域，尤其涉及预防侧墙高温腐蚀的对冲燃烧锅炉以及运用该对冲燃烧锅炉的烟气再循环燃烧系统。

背景技术

前后墙对冲燃烧锅炉随着空气分级燃烧技术的应用，在降低NOx的同时也带来了很多负面影响，其中高温腐蚀便是其中之一。由于沿炉膛宽度方向的烟气混合较弱，靠近侧墙表面补风困难，特别是靠近侧墙中部（沿炉膛深度方向）位置缺风尤为明显，导致前后墙对冲燃烧锅炉靠近侧墙表面烟气中的氧量很低，一氧化碳含量很高，高温烟气呈强还原性气氛，再加上目前锅炉的参数越来越高，炉膛水冷壁温也越来越高，侧墙水冷壁很容易出现高温腐蚀，高温腐蚀造成水冷壁管壁减薄，给锅炉的安全经济运行带来很大的危害。因此，如何预防水冷壁管高温腐蚀成为锅炉厂家和电厂共同关注的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能预防侧墙高温腐蚀的对冲燃烧锅炉，以显著改善侧墙的气氛，预防水冷壁高温腐蚀。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：对冲燃烧锅炉，所述锅炉包括炉膛，炉膛由前后墙和两个侧墙围成，所述的前后墙设有燃烧器喷口，所述的炉膛由低到高包括主燃区、还原区和燃尽区，炉膛的底部具有冷灰斗，所述的冷灰斗设置有烟气入口，该烟气入口用于引入贴近所述侧墙内壁向上流动的烟气。

上述技术方案的有益效果是：通过在侧墙内壁引入自下而上流动的烟气形成保护层，改善了对冲锅炉侧墙区域的气氛，这是通过其他现有的贴壁风手段无法达到的，其有效地隔绝了强还原性气氛与水冷壁的接触，从而可预防侧墙的高温腐蚀。

进一步的，所述的烟气入口为两个，分别对应设置在两个侧墙下方冷灰斗的底部。

进一步的，在冷灰斗的内部，所述烟气入口背离侧墙的一侧设有挡灰折角。该挡灰折角能防止煤粉燃烧形成的灰渣掉入烟气入口造成堵塞。

进一步的，在还原区的前墙和/或后墙上靠近两个侧墙的区域布置有烟气喷口。所述的“靠近”，是指通过调整前墙和/或后墙上烟气喷口位置与侧墙距离，使其从功能上能沿所述侧墙的内壁横向喷入烟气。由于还原区缺风尤为明显，一氧化碳含量很高，还原性气氛最强，该烟气喷口作为底部烟气注入措施的补充，能配合冷灰斗底部注入的烟气进一步防止还原区水冷壁的高温腐蚀。

进一步的，所述的前墙和后墙均设置有所述烟气喷口，烟气喷口喷出的烟气流速大于等于50m/s，以保证前后墙喷入的烟气拥有足够的动量以到达侧墙中间。

进一步的，所述的烟气喷口为圆形或矩形。

本发明还提供了一种烟气再循环燃烧系统，包括依次设置的锅炉、除尘器、引风机和烟囱，所述的锅炉为上述技术方案所述的对冲燃烧锅炉，其冷灰斗底部设置有所述的烟气入口，所述的再循环燃烧系统还包括再循环烟气风机，其沿再循环烟气流向布置在除尘器之后将再循环烟气引入所述的烟气入口。

本发明还提供了一种烟气再循环燃烧系统，包括依次设置的锅炉、除尘器、引风机和烟囱，所述的锅炉为上述技术方案所述的对冲燃烧锅炉，其冷灰斗底部设置有所述的烟气入口、前墙和/或后墙设置有所述的烟气喷口，所述的再循环燃烧系统还包括再循环烟气风机，其沿再循环烟气流向布置在除尘器之后将再循环烟气引入所述的烟气入口和烟气喷口。

上述方案中，再循环烟气引自除尘器之后，保证了烟气纯净，可防止管道的磨损和堵塞。

上述烟气再循环燃烧系统的有益效果是：与常规引入二次风作为贴壁风来预防高温腐蚀的措施相比，有以下优点：1）常规的贴壁风无论从主燃区的二次风或者燃尽风引入，都会造成炉膛中部区域风量减少，造成屏过底部O₂分布不均，形成炉膛中部区域还原性气氛、侧墙附近氧化性气氛，从而造成屏过结渣等危害，而注入再循环烟气不会与燃烧器抢风，从而避免这一现象；2）同样，通过从冷灰斗底部注入烟气，可在侧墙自下往上形成均匀的烟气保护层，这是通过其他的贴壁风手段无法达到的；3）同样，由于主燃区和燃尽区之间的还原区的还原性气氛最强，因此作为一种补充，在此区域的前后墙靠近侧墙区域布置所述的烟气喷口，以弥补底部注入的烟气在此区域保护层效果欠佳的可能性。

附图说明

图1是本发明的对冲燃烧锅炉的示意图；

图2是本发明的烟气再循环燃烧系统的示意图；

图3是按本发明布置烟气入口和烟气喷口后炉膛水冷壁强还原性气氛区域的对比图（左图为布置后，右图为布置前）；

图中标记为：1-炉膛，2-前墙，3-后墙，4-左侧墙，5-右侧墙，6-燃烧器喷口，7-冷灰斗，8-烟气入口，9-挡灰折角，10-烟气喷口，11-除尘器，12-引风机，13-烟囱，14-燃尽风喷口，15-再循环烟气风机。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细介绍，但本发明的实施方式不限于此。

如图1和图2所示，本发明的对冲燃烧锅炉，所述锅炉包括炉膛1，炉膛1由前墙2、后墙3、左侧墙4和右侧墙5围成。所述的炉膛1由低到高包括主燃区、还原区和燃尽区。所述的前墙2和后墙3均设有燃烧器喷口6（位于主燃区）及燃尽风喷口14（位于燃尽区）。所述炉膛1的底部具有冷灰斗7，冷灰斗7底部设置有两个烟气入口8，分别对应设置在左侧墙4、右侧墙5下方冷灰斗7的底部，两个烟气入口8分别用于引入贴近所述左侧墙4和右侧墙5内壁向上流动的烟气。另外，为了防止煤粉燃烧形成的灰渣掉入该烟气入口8，在各烟气入口8背离侧墙的一侧还设有挡灰折角9。

由于还原区的还原性气氛最强，因此为了进一步防止此区域的水冷壁管高温腐蚀，在还原区的前墙2和后墙3上靠近两个侧墙的区域各布置有一个烟气喷口10，即一共四个烟气喷口10，每个烟气喷口10喷出的烟气流速需大于等于50m/s，以保证烟气拥有足够的动量以到达侧墙中间，该烟气喷口10可以为圆形或矩形。

如图2所示，将本发明的对冲燃烧锅炉运用到烟气再循环燃烧系统。该再循环燃烧系统包括依次设置的对冲燃烧锅炉（即本实施方式上述所述的对冲燃烧锅炉）、除尘器11、引风机12和烟囱13，所述对冲燃烧锅炉的烟气入口8和烟气喷口10的烟气均通过管道引自该再循环燃烧系统引风机12之后的再循环烟气，并在该管道上设置有再循环烟气风机15，以保证再循环烟气量。

如图3所示，左图为对冲燃烧锅炉布置本发明的烟气入口8和烟气喷口10后炉膛水冷壁的强还原性气氛区域分布图，右图为布置前。可见本发明通过在侧墙内壁引入自下而上流动的烟气形成保护层，隔绝了强还原性气氛与水冷壁的接触，有效地预防了侧墙的高温腐蚀。