CN213178308U - 一种超超临界煤粉锅炉防结渣*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及超超临界煤粉锅炉防结渣***，包括结渣监测***、吹灰***和入炉煤粉***；所述结渣监测***包括红外传感器，红外传感器安装于炉膛出口处；所述吹灰***包括高温过热器、汽轮机、调压阀、吹灰器、冷凝器、管路及阀门；炉膛出口处的高温过热器出口分别连接至汽轮机入口和蒸汽管路上的调压阀入口，汽轮机乏气出口分别连接至调压阀入口和冷凝器入口，调压阀出口连接至吹灰器，冷凝器依次通过除氧器和给水泵连接至省煤器。本实用新型的有益效果是：本实用新型通过乏气与高温过热蒸汽混合的方式获得吹灰气源，解决了高温过热蒸汽作为吹灰气源压力过高问题，减少了过热蒸汽能耗，且将乏气二次利用，大大提高了资源利用。

Description

一种超超临界煤粉锅炉防结渣***

技术领域

本实用新型涉及超超临界煤粉锅炉领域，具体涉及一种超超临界煤粉锅炉防结渣***。

背景技术

近10多年来，电力行业为提高能源转化率、降低供电煤耗，大规模发展超超临界机组，其发展趋势向高参数大容量方向靠拢。据统计，目前已有400多台600MW和1000MW超超临界机组投入运行，随着研究的不断深入和市场需求的逐步扩大，超超临界机组已经成为世界各国的重点研究对象。

预计今后相当长一段时间内，煤炭仍然是主要的一次能源，超超临界煤粉锅炉也将在今后较长时间在电力行业占据主导地位。与此同时，我国煤种品味高低不等，变化范围宽，含灰量、含硫量较高，实际燃煤又经常偏离设计用煤，导致锅炉受热面存在不同程度的结渣问题。

锅炉炉膛结渣常使得炉内水冷壁传热能力降低，炉内火焰中心向后推移从而进一步导致炉膛出口烟温升高。炉膛烟温升高使得过热气温偏高，不仅危害过热器，还会导致汽轮机事故。传热阻力增大，使得锅炉无法维持满负荷运行，只得增加投煤量，引起炉膛出口烟温进一步升高，使得灰渣更易粘附在受热面上，形成恶性循环并引发一系列恶性循环事故。大块的渣掉落也会砸坏水冷壁和灰斗使灰斗发生堵塞，导致炉膛熄火，甚至造成人身身亡。因此，如何缓解锅炉炉膛结渣问题就显得尤为重要。

目前，针对结渣炉膛结渣问题，主要依赖两种方法：一种是利用预测方法对其结渣严重程度提前进行预测，调整运行方式；另一种是定期吹灰。相关文献有一种煤炭结渣倾向快速监测仪(CN 1975382A)，利用激光感生击穿光谱法对入炉煤种Si、Al、Fe、Ga等元素进行定量分析，然后采用模糊神经网络方法进行综合分析，得到煤炭结渣倾向。但是由于炉膛结渣不仅仅与煤质有关，还与锅炉结构、炉内空气动力工况有关，单一根据煤种中元素进行结渣预测，将导致预测准确性有限。目前，电厂大多采用蒸汽吹灰方式，并且将高温过热器蒸汽作为吹灰气源，但由于蒸汽压力较高须通过降压才可用于吹灰，这一操作造成资源浪费问题。

实用新型内容

针对现有超超临界煤粉锅炉存在的炉膛结渣问题及现有结渣预测***存在预测准确性不高、吹灰技术存在资源浪费等一些问题，本实用新型提供一种超超临界煤粉锅炉防结渣***。

这种超超临界煤粉锅炉防结渣***，包括结渣监测***、吹灰***和入炉煤粉***；

所述结渣监测***包括红外传感器，红外传感器安装于炉膛出口处；

所述吹灰***包括高温过热器、汽轮机、调压阀、吹灰器、冷凝器、管路及阀门；炉膛出口处的高温过热器出口分别连接至汽轮机入口和蒸汽管路上的调压阀入口，汽轮机乏气出口分别连接至调压阀入口和冷凝器入口，调压阀出口连接至吹灰器，冷凝器依次通过除氧器和给水泵连接至省煤器；

所述入炉煤粉***包括给煤机、煤粉计量器、磨煤机、轴流风机、汽轮机、管路及阀门；给煤机依次通过煤粉计量器和磨煤机连接至炉膛煤粉入口，轴流风机的风管和调压阀出口管路汇合并连接至煤粉管路。

作为优选：所述红外传感器位于炉膛出口左右墙各自1/3观火孔处。

作为优选：所述吹灰器分布于炉膛内部、水平烟道顶部及折焰角。

进一步优选：位于炉膛内部的吹灰器安装在前后墙位置处，且垂直位置错位分布；位于水平烟道顶部的吹灰器安装在每个水平烟道受热面的上方后侧；位于折焰角部位的吹灰器分别在折焰角上坡和下坡处各安装一个。

本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型通过乏气与高温过热蒸汽混合的方式获得吹灰气源，解决了高温过热蒸汽作为吹灰气源压力过高问题，减少了过热蒸汽能耗，且将乏气二次利用，大大提高了资源利用。

2)本实用新型将乏气与高温过热蒸汽气体与轴流风机出口风混合共同作为煤粉一次风，将煤粉送入炉膛，提高了煤粉浓度及湿度，有利于煤粉的充分燃烧，有效解决超超临界煤粉锅炉结渣问题，具有重大的工程应用价值。

附图说明

图1为超超临界煤粉锅炉防结渣***示意图；

图2为红外传感器测温分布图。

附图标记说明：红外传感器1、高温过热器2、蒸汽管路3、调压阀4、轴流风机5、风管6、给煤机7、煤粉计量计8、磨煤机9、煤粉管路10、阀门11、吹灰器12、汽轮机13、发电机14、冷凝器15、除氧器16、给水泵17、省煤器18、观火孔19。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

所述超超临界煤粉锅炉防结渣***，将实时运行参数考虑在结渣预测***里，并采用全新的吹灰***，预测准确性更高，且达到了节约资源的作用。具体包括结渣监测***、吹灰***和入炉煤粉***。

所述结渣监测***包括红外传感器1，红外传感器1安装于炉膛出口处。所述结渣监测***，利用炉膛出口处安装的红外传感器1获得炉膛出口烟温T，利用DCS数据库获取水冷壁内工质压力P以及水冷壁内工质流量Q，并获取煤灰特性参数，包括软化温度t₂、硅铝比SiO₂/Al₂O₃、碱酸比B/A以及综合指数R。

所述吹灰***包括高温过热器2、汽轮机13、调压阀4、吹灰器12、冷凝器15、管路及阀门；炉膛出口处的高温过热器2出口分别连接至汽轮机13入口和蒸汽管路3上的调压阀4入口，汽轮机13乏气出口分别连接至调压阀4入口和冷凝器15入口，调压阀4出口连接至吹灰器12，冷凝器15依次通过除氧器16和给水泵17连接至省煤器18。高温过热器2出口蒸汽分为两路：一路进入汽轮机13，带动发电机14发电；另一路与汽轮机13出口部分乏气混合，经调压阀4进入吹灰器12用于吹灰，汽轮机13出口其余乏气经冷凝器15、除氧器16和给水泵17进入省煤器18。所述吹灰***，根据结渣监测***获得数据，利用算法对获取数据进行数据分析处理，并判断结渣严重程度；当监测结果为结渣时，启动吹灰***；当监测结果为不结渣时，不启动吹灰***。

所述入炉煤粉***包括给煤机7、煤粉计量器8、磨煤机9、轴流风机5、汽轮机13、管路及阀门；给煤机7依次通过煤粉计量器8和磨煤机9连接至炉膛煤粉入口，轴流风机5出口管路和调压阀4出口管路汇合并连接至煤粉管路10。轴流风机5部分出口风与高温过热器2出口部分蒸汽和汽轮机13出口部分乏气的混合气体作为煤粉一次风，将经给煤机7、煤粉计量器8和磨煤机9输出的煤粉送入炉膛用于燃烧(通过一次风将煤粉吹入燃烧器)。

所述红外传感器1位于炉膛出口左右墙各自1/3观火孔19处，每台红外传感器1发射出11条测量路线，每隔5°测量一个温度值，每台红外传感器1共摆动50°以其平均值作为***输入值。

所述吹灰器12分布于炉膛内部、水平烟道顶部及折焰角；其中位于炉膛内部的吹灰器12安装在前后墙位置处，且垂直位置错位分布；位于水平烟道处的吹灰器12安装在每个水平烟道受热面的上方后侧；位于折焰角部位的吹灰器12分别在折焰角上坡和下坡处各安装一个。

所述数据分析处理，分为三个步骤：

第一步：将t₂、SiO₂/Al₂O₃、B/A以及R四个参数通过各自隶属函数进行模糊化处理，炉膛出口烟温T、水冷壁内工质压力P以及水冷壁内工质流量Q不做模糊化处理；

所述隶属函数根据结渣倾向评判指标确定，结渣倾向评判指标如下表所示：

表1结渣倾向评判指标表

影响因素	轻微	中等	严重
				t<sub>2</sub>	＞1390	1260～1390	＜1260
SiO<sub>2</sub>/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	＜1.87	1.87～2.65	＞2.65
				B/A	＜0.206	0.206～0.4	＞0.4
R	＜1.5	1.5～2.5	＞2.5

进一步而言，所述隶属函数以软化温度t₂为例，隶属度函数为：

轻微：

中等：

严重：

其余影响因素的隶属度函数的确定同上。

第二步：将模糊化后的输出值作为神经网络的输入值，通过第一隐层与第二隐层、第二隐层与输出值之间权值、阈值的调整，对该网络进行训练，直至网络训练完成，获得训练完成的网络。

第三步：以训练后的神经网络为基础，将实际运行下的各个参数作为***输入值输入，得到炉膛热有效性系数输出值，并给出结渣严重程度评判结果。

将电站DCS数据库中已有大量运行参数数据、煤灰特性参数以及炉膛出口处红外传感器测得的炉膛出口烟温作为结渣监测***数据，提高了结渣判断的准确性。

Claims (4)

1.一种超超临界煤粉锅炉防结渣***，其特征在于：包括结渣监测***、吹灰***和入炉煤粉***；

所述结渣监测***包括红外传感器(1)，红外传感器(1)安装于炉膛出口处；

所述吹灰***包括高温过热器(2)、汽轮机(13)、调压阀(4)、吹灰器(12)和冷凝器(15)；炉膛出口处的高温过热器(2)出口分别连接至汽轮机(13)入口和蒸汽管路(3)上的调压阀(4)入口，汽轮机(13)乏气出口分别连接至调压阀(4)入口和冷凝器(15)入口，调压阀(4)出口连接至吹灰器(12)，冷凝器(15)依次通过除氧器(16)和给水泵(17)连接至省煤器(18)；

所述入炉煤粉***包括给煤机(7)、煤粉计量器(8)、磨煤机(9)、轴流风机(5)、汽轮机(13)、管路及阀门；给煤机(7)依次通过煤粉计量器(8)和磨煤机(9)连接至炉膛煤粉入口，轴流风机(5)的风管(6)和调压阀(4)出口管路汇合并连接至煤粉管路(10)。

2.根据权利要求1所述的超超临界煤粉锅炉防结渣***，其特征在于：所述红外传感器(1)位于炉膛出口左右墙各自1/3观火孔处。

3.根据权利要求1所述的超超临界煤粉锅炉防结渣***，其特征在于：所述吹灰器(12)分布于炉膛内部、水平烟道顶部及折焰角。

4.根据权利要求3所述的超超临界煤粉锅炉防结渣***，其特征在于：位于炉膛内部的吹灰器(12)安装在前后墙位置处，且垂直位置错位分布；位于水平烟道顶部的吹灰器(12)安装在每个水平烟道受热面的上方后侧；位于折焰角的吹灰器(12)分别在折焰角上坡和下坡处各安装一个。

Images