一种回收干式除渣机热风降低炉膛底部无组织漏风的装置及其应用

摘要

本发明提供一种回收干式除渣机热风降低炉膛底部无组织漏风的装置，包括抽吸管道、旋风分离器、抽吸风机、控制装置、通风旁路、第一调节风门、第一隔绝门、第二调节风门、第二隔绝门、第三调节风门、第三隔绝门；抽吸管道自入口到出口依次设置旋风分离器、第一调节风门、第一隔绝门、抽吸风机、通风旁路、第二隔绝门、第二调节风门；通风旁路自入口到出口依次设置第三隔绝门、第三调节风门；旋风分离器底部设有炉渣闸箱。本发明装置将炉底无组织漏风变为有组织的送风，提高了锅炉热效率使其接近最佳值，控制炉膛火焰中心高度，降低过热器和再热器减温水量，减轻屏式过热器可能存在的结焦，降低NOx排放浓度，对机组具有明显的综合效益。

权利要求

1.一种回收干式除渣机热风降低炉膛底部无组织漏风的设备，其特征在于：包括锅炉炉膛(1)、干式除渣机(2)、烟道(3)、二次风风道(4)、燃烧器(5)、空气预热器(6)、抽吸管道(7)、旋风分离器(8)、抽吸风机(9)；所述干式除渣机(2)设于锅炉炉膛(1)底部，所述烟道(3)设于锅炉炉膛(1)顶部，所述二次风风道(4)通过空气预热器(6)、燃烧器(5)与锅炉炉膛(1)联通；所述燃烧器(5)分别与烟道(3)与二次风风道(4)连接；所述干式除渣机(2)与二次风风道(4)通过抽吸管道(7)连接，所述抽吸管道(7)上依次设有旋风分离器(8)、抽吸风机(9)，所述旋风分离器(8)底部设有炉渣闸箱(10)；

所述抽吸管道(7)在干式除渣机(2)两侧对称布置；

所述干式除渣机(2)和锅炉炉膛(1)之间设有落渣管(11)，所述抽吸管道(7)与落渣管(11)连接；

还包括控制装置(12)、通风旁路(13)、第一调节风门(14)、第一隔绝门(15)、第二调节风门(16)、第二隔绝门(17)、第三调节风门(18)、第三隔绝门(19)；所述抽吸管道(7)自入口到出口依次设置旋风分离器(8)、第一调节风门(14)、第一隔绝门(15)、抽吸风机(9)、通风旁路(13)、第二隔绝门(17)、第二调节风门(16)；所述通风旁路(13)自入口到出口依次设置第三隔绝门(19)、第三调节风门(18)；所述控制装置(12)分别与第一调节风门(14)、第一隔绝门(15)、第二调节风门(16)、第二隔绝门(17)、第三调节风门(18)、第三隔绝门(19)、抽吸风机(9)连接；

所述二次风风道(4)内、抽吸管道(7)出口上游、抽吸风机(9)的入口和出口处分别设有压力和温度检测装置，所述压力和温度检测装置与控制装置(12)连接；

所述抽吸管道(7)的入口处设有过滤装置。

2.根据权利要求1所述的一种回收干式除渣机热风降低炉膛底部无组织漏风的设备，其特征在于：还包括插板门(20)，所述插板门(20)设于旋风分离器(8)和炉渣闸箱(10)之间。

说明书

一种回收干式除渣机热风降低炉膛底部无组织漏风的装置及

其应用

技术领域

[0001] 本发明属于电力设备领域，特别涉及一种回收干式除渣机热风降低炉膛底部无组织漏风的装置，还涉及一种回收干式除渣机热风降低炉膛底部无组织漏风的设备。

背景技术

[0002] 干式除渣机以节能、节水、环保和综合效益好备受电力行业的重视，当前已有上百台机组投运了干式除渣机。干式除渣机工作流程：高温炉渣经炉底排渣门落到排渣机输送带上，利用炉膛的负压，通过吸入环境空气来冷却炉渣，冷风吸收热炉渣的物理显热和炉渣可燃物燃烧释放出来的热量后进人炉膛，排渣机在高温条件下连续运转。

[0003] 当前，从干式除渣机运行状况来看，通过冷却高温炉渣后的热风，其温度与空预器出口一、二次风风温相比较明显偏低，由于这部分炉底冷却风的存在，必将使通过空预器的二次风风量减少，导致空预器换热能力下降，影响排烟温度升高，这将影响锅炉热效率偏离其最佳锅炉热效率值；所述最佳锅炉热效率是指，既回收炉渣余热，又保证排烟温度不升高的条件下，带有干式除渣机的锅炉所能达到的最大锅炉热效率值。

[0004] 当前干式除渣机普遍存在漏风率偏高的问题，并且大幅偏离漏风率1％的设计值，部分机组炉底漏风率超过10％，甚至更高，较高的炉底漏风率，使通过空预器的二次风风量进一步减小，使锅炉热效率偏离最佳值更远，影响机组运行的经济性；炉底漏风率较高，使锅炉在高、中负荷工况下氮氧化物生成量增大，影响氮氧化物的排放控制，大大增加了运行成本；同时，由于大部分机组均掺烧经济煤种，燃用的煤质均偏离设计煤质，导致炉渣量偏离设计值，影响炉底漏风率控制人为增大，影响锅炉热效率降低。炉底漏风率的增大，不但影响锅炉热效率偏离最佳锅炉热效率值，而且会影响炉膛火焰中心上升，导致炉膛出口烟温增大，过热器和再热器减温水量增加，屏式过热器结焦的可能性增大，影响机组运行的安全性、经济性。因此，为保证锅炉的安全稳定运行，需降低和控制干式除渣机无组织漏风的漏风率。

[0005] 通过干式除渣机进入炉膛的这部分热风属于无组织漏风，影响炉膛内正常的组织燃烧，如果能够将这部分无组织漏风变为有组织的送风，那么将有利于炉内燃烧工况的正常运行。

发明内容

[0006] 发明目的：为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种回收干式除渣机热风降低炉膛底部无组织漏风的装置，本发明还提供了一种回收干式除渣机热风降低炉膛底部无组织漏风的设备。

[0007] 技术方案：本发明提供的一种回收干式除渣机热风降低炉膛底部无组织漏风的装置，包括抽吸管道、旋风分离器、抽吸风机、控制装置、通风旁路、第一调节风门、第一隔绝门、第二调节风门、第二隔绝门、第三调节风门、第三隔绝门；所述抽吸管道自入口到出口依次设置旋风分离器、第一调节风门、第一隔绝门、抽吸风机、通风旁路、第二隔绝门、第二调节风门；所述通风旁路自入口到出口依次设置第三隔绝门、第三调节风门；所述旋风分离器底部设有炉渣闸箱；所述控制装置分别与第一调节风门、第一隔绝门、第二调节风门、第二隔绝门、第三调节风门、第三隔绝门连接、抽吸风机连接。

[0008] 作为改进，还包括插板门，所述插板门设于旋风分离器和炉渣闸箱之间。

[0009] 本发明还提供了一种回收干式除渣机热风降低炉膛底部无组织漏风的设备，包括锅炉炉膛、干式除渣机、烟道、二次风风道、燃烧器、空气预热器、抽吸管道、旋风分离器、抽吸风机；所述干式除渣机设于锅炉炉膛底部，所述烟道设于锅炉炉膛顶部，所述二次风风道通过空气预热器、燃烧器与锅炉炉膛联通；所述燃烧器分别与烟道与二次风风道连接；所述干式除渣机与二次风风道通过抽吸管道连接，所述抽吸管道上依次设有旋风分离器、抽吸风机，所述旋风分离器底部设有炉渣闸箱。

[0010] 作为改进，所述干式除渣机和锅炉炉膛之间设有落渣管，所述抽吸管道与落渣管连接。

[0011] 作为另一种改进，还包括控制装置、通风旁路、第一调节风门、第一隔绝门、第二调节风门、第二隔绝门、第三调节风门、第三隔绝门；所述抽吸管道自入口到出口依次设置旋风分离器、第一调节风门、第一隔绝门、抽吸风机、通风旁路、第二隔绝门、第二调节风门；所述通风旁路自入口到出口依次设置第三隔绝门、第三调节风门；所述控制装置分别与第一调节风门、第一隔绝门、第二调节风门、第二隔绝门、第三调节风门、第三隔绝门、抽吸风机连接。

[0012] 作为另一种改进，所述二次风风道内、抽吸管道出口上游、抽吸风机的入口和出口处分别设有压力和温度检测装置，所述压力和温度检测装置与控制装置连接。

[0013] 作为另一种改进，还包括插板门，所述插板门设于旋风分离器和炉渣闸箱之间。

[0014] 作为另一种改进，所述抽吸管道的入口处设有过滤装置。

[0015] 有益效果：本发明提供回收干式除渣机热风降低炉膛底部无组织漏风的设备将炉底无组织漏风变为有组织的送风，提高了锅炉热效率，使其接近最佳值，降低过热器和再热器减温水量，减轻屏式过热器可能存在的结焦，降低NOx排放浓度，对机组具有明显的综合效益。

[0016] 本发明提供回收干式除渣机热风降低炉膛底部无组织漏风的设备是针对干式除渣机的运行而设计的技术方案，通过将炉膛冷却高温炉渣的热风，回收至空预器前二次风风道，将完全解决干式除渣机漏风率偏高的问题，通过充分回收炉渣余热，提高锅炉热效率；通过将炉底无组织漏风变为有组织的送风，将大大改善炉内的燃烧工况，降低火焰中心高度，减少过热器和再热器减温水量，减轻屏式过热器结焦的可能性，减少NOx的生成；通过将炉底热风送至空预器前二次风风道，能够提高二次风风温，提高空预器冷端综合温度，减轻低温腐蚀的发生，如果系统带有暖风器，能够减少暖风器蒸汽耗量，总体来看，回收干式除渣机热风降低炉膛底部漏风量的设备综合效益显著。

附图说明

[0017] 图1为本发明回收干式除渣机热风降低炉膛底部无组织漏风的设备的结构示意图。

[0018] 图2为本发明回收干式除渣机热风降低炉膛底部无组织漏风的设备的局部结构示意图。

具体实施方式

[0019] 回收干式除渣机热风降低炉膛底部无组织漏风的设备，见图1和图2，包括锅炉炉膛1、干式除渣机2、烟道3、二次风风道4、燃烧器5、空气预热器6、抽吸管道7、旋风分离器8、抽吸风机9、炉渣闸箱10、控制装置12、通风旁路13、第一调节风门14、第一隔绝门15、第二调节风门16、第二隔绝门17、第三调节风门18、第三隔绝门19、插板门20；干式除渣机2设于锅炉炉膛1底部且通过落渣管11连接，烟道3设于锅炉炉膛1顶部，二次风风道4通过空气预热器6、燃烧器5与锅炉炉膛1联通；燃烧器5分别与烟道3与二次风风道4连接；落渣管11与二次风风道4通过抽吸管道7连接，抽吸管道7自入口到出口依次设置旋风分离器8、第一调节风门14、第一隔绝门15、抽吸风机9、通风旁路13、第二隔绝门17、第二调节风门16；通风旁路13自入口到出口依次设置第三隔绝门19、第三调节风门18；旋风分离器8底部设有炉渣闸箱10，旋风分离器8和炉渣闸箱10之间设有插板门20；控制装置12分别与第一调节风门14、第一隔绝门15、第二调节风门16、第二隔绝门17、第三调节风门18、第三隔绝门19连接、抽吸风机9连接。二次风风道4内、抽吸管道7出口上游、抽吸风机9的入口和出口处分别设有压力和温度检测装置，压力和温度检测装置与控制装置12连接。抽吸管道7的入口处设有过滤装置。

[0020] 该设备的运行原理：

[0021] (1)通过抽吸风机9抽吸使冷却高温炉渣后的热风进入抽吸管道7，在入口处可设置炉渣颗粒过滤装置用以初步分离热风中携带的炉渣颗粒，减少热风中粉尘颗粒的携带量，防止大颗粒炉渣影响抽吸风机9安全运行；抽吸管道7在干式除渣机两侧对称布置，以平衡炉膛负压，在抽吸管道7入口处可设置压力和温度检测装置。

[0022] (2)进入抽吸管道7的热风先进入旋风分离器8，通过惯性分离后，热风从旋风分离器8上部出口进入抽吸风机9，而分离下来的炉渣颗粒，进入旋风分离器8下部的炉渣闸箱10。抽吸风机将热风升压后送入空气预热器6前的二次风风道4，为平衡抽吸风机9出口压力，在热风进入二次风风道4处的上游可设置压力测点，以避免二次风风道的风量倒灌入干式除渣机。通风旁路13用于启动时维持二次风风道和干式除渣机的压力平衡，避免影响炉膛负压的波动。隔绝门用于避免系统出现故障时二次风倒灌入干式除渣机。

[0023] 在系统启动过程中，先将第一隔绝门15打开，然后开启第三隔绝门19，同时启动抽吸风机9，并调整第一调节风门14和第三调节风门18；当抽吸风机出口压力高于二次风风道压力时，先开启进入二次风风道4的第二隔绝门17，接着再开启进入二次风风道4的第二调节风门16，同时关闭第三隔绝门19和第三调节风门18，这样建立起从干式除渣机2到二次风风道4的压力平衡，使系统能正常投入运行，避免在启动初期，由于二次风风道压力高，使风道里的冷风倒灌入干式除渣机2，并进入炉膛1，影响炉膛负压波动。

[0024] 在系统运行过程中，由于抽吸干式除渣机2的热风，有可能影响炉膛负压，为此，可设置相关测点来保证炉膛负压的稳定：将炉膛负压信号接入控制装置12，当炉膛负压发生较大波动，或者炉膛负压超过一定数值时，或者冷灰斗入口压力波动较大，压力超过一定数值，或者系统氧量测点偏离正常值较大时，降低抽吸风机9的转速，调整风机入口调节第一调节风门14的开度，减少热风抽吸量，维持炉膛负压；如果机组MFT动作，则抽吸风机9跳闸，隔绝门和调节风门均关闭；如果单侧抽吸风机9发生故障，引起跳闸，该侧隔绝门和调节风门迅速关闭，避免二次风反窜入干式除渣机2；同时另一侧运行系统适当降低抽吸风机9转速，避免影响炉内出现负压偏差；如果抽吸风机9变频发生故障，则迅速调整第一调节风门14，避免因为压力瞬间增大，影响炉膛负压。

[0025] 以国华徐州发电有限公司1000MW机组为研究对象，就干式除渣机漏风率对锅炉热效率的影响进行计算，当漏风率由1.79％上升至2.80％时，影响锅炉热效率下降约0.30个百分点；炉底液压关断门关闭时，在充分回收炉渣余热的条件下，其锅炉热效率较漏风率为1.79％时的锅炉热效率高约0.4个百分点，即通过充分回收干式除渣机的热风，尽量降低炉底的无组织漏风，有利于提高锅炉热效率，并且如果炉底无组织漏风量越大，则通过充分回收干式除渣机热风的经济性越好。

[0026] 通过回收干式除渣机的热风，能够减小炉底漏风量，控制火焰中心上升，减少过热器和再热器减温水量，其经济性的高低与机组的实际运行状况相关。以国电常州发电有限公司600MW机组为例，该机组在湿式除渣改干除渣后，再热蒸汽减温水量增加了约15t/h，如果投运此设备，能有效减少炉底漏风，以再热减温水量下降7.5t/h进行计算，能够降低供电煤耗约0.23g/kWh。

[0027] 在炉底液压关断门关闭时，将大幅降低炉底无组织漏风，能有效降低主燃烧器底层区域的运行氧量，减小氮氧化物的生成，以国电东胜热电公司330MW机组为例，在315MW负荷下，炉底液压关断门关闭时，氮氧化物从350mg/m3下降到280mg/m3，下降了约20％，而通过回收干式除渣机的热风，减小炉底无组织漏风，其作用与炉底液压关断门关闭的效果相似，同样能降低高、中负荷下氮氧化物的浓度，控制污染物排放，减小运行成本。

[0028] 通过回收干式除渣机的热风，能够提高空预器入口二次风风温，通过计算，对于600MW机组，在满负荷下，能够提高二次风风温约3-4℃，如果渣量较大的情况下，其温升幅度还有一定上升空间，这对于带有暖风器的机组，将有利于减小二次风风侧暖风器投运时高温蒸汽的消耗，降低机组热耗，提高机组运行的经济性。

[0029] 此设备需要投运两台抽吸风机，虽然这两台抽吸风机需要消耗一定电耗，但是与上述收益相比较，此系统能有效减小炉底无组织漏风，充分回收炉渣余热，使锅炉热效率逼近其最佳值，将炉底无组织漏风变为有组织漏风，控制火焰中心上升，优化炉膛燃烧工况，降低过热器和再热器减温水量，减轻屏式过热器可能存在的结焦，降低NOx排放浓度，具有显著的综合应用效益。