一种直流锅炉固态排渣改为液态排渣的方法与流程

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1.本发明涉及液态排渣锅炉技术领域，具体涉及一种直流锅炉固态排渣改为液态排渣的方法。

背景技术：

2.准东煤碱金属含量高、存在严重的结渣、沾污问题，目前锅炉改为燃用准东煤后，均发生了不同程度的结渣和沾污，频繁发生冷灰斗水冷壁砸伤及除渣系统运行故障、烟道堵塞情况，严重时被迫停炉。专利文献cn112944331a，涉及一种固态排渣燃煤锅炉的液态排渣改造方法，该专利文献是不改变原有锅炉主体结构基础上，通过将燃烧器整体位置下移、缩小四角切圆燃烧器的一次风喷口间距或各个旋流燃烧器中心之间的距离，并在燃烧器区域上方设置缩口炉拱的方式实现液态排渣改造，依然保留原有的燃烧模式，改造不彻底。

技术实现要素：

3.本发明是为克服现有技术不足，提供一种直流锅炉固态排渣改为液态排渣的方法。该方法将固态排渣锅炉改造成双u型液态排渣锅炉，可燃用结焦性极强的准东煤或其他灰熔点低的煤种，防止了炉膛和其他受热面结渣和沾污。
4.一种直流锅炉固态排渣改为液态排渣的方法的具体步骤为：取消原直流锅炉的燃烧器、下部水冷壁及冷灰斗、水冷壁下集箱和捞渣机，在原直流锅炉的下部增设双u型液态排渣锅炉，包含：下部冷却室、燃烧器、两个燃烧室和两组捕渣管束，两个燃烧室对称布置，每个燃烧室与下部冷却室的一半形成u字型，燃烧器倒置于燃烧室顶部设置，在燃烧室的下部设置渣斗和排渣口，在下部冷却室的底部设置马鞍拱；
5.将原直流锅炉的炉膛改造成液态排渣锅炉的上部冷却室，水冷壁的前后墙或两个侧墙均向内收缩，与下部冷却室对接，捕渣管束由马鞍拱上的水冷壁管拉出而形成，捕渣管束横穿燃烧室出口烟道，作为燃烧室和下部冷却室的分界，在燃烧室出口形成一道屏障，捕捉烟气中携带的液态渣；
6.煤粉通过燃烧器在燃烧室内燃烧，形成的灰渣为熔化的液态渣，燃烧产生的高温烟气经过捕渣管束后进入下部冷却室和上部冷却室，液态渣经过渣斗和排渣口排出。
7.本发明相比现有技术的有益效果是：
8.本发明克服了现有技术燃用准东煤等强结焦煤种存在严重结焦和沾污问题的不足，将固态排渣锅炉改造成双u型液态排渣锅炉，u型液态排渣锅炉的燃烧室采用立式倒置燃烧方式，增加了液态渣的分离效果，提高了捕渣率，减少炉膛出口烟气含尘量，防止炉膛和其他受热面结渣和沾污；改造后得到的双u型液态排渣锅炉可燃用结焦性极强的准东煤或其他灰熔点低的煤种，有利于充分利用丰富的准东煤资源，降低燃料成本，提高运行经济性。
9.液态排渣锅炉捕渣率高，将大部分低熔点碱金属组分捕集到熔渣中，减少烟气中含灰量，特别是减少碱金属物质的含量，防止炉膛和受热面结焦和沾污，液态排渣方式是解
决锅炉燃用准东煤等强结焦煤种时结焦和沾污问题的一种有效途经。
10.下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：
附图说明
11.图1为原直流锅炉示意图；
12.图2为改造后得到的液态排渣锅炉的结构示意图；
13.图3为改造后的双u型液态排渣锅炉的水冷壁结构布置示意图；
14.图4为改造后的双u型水冷壁结构展开示意图；
15.图5为改造后的液态排渣锅炉的水冷壁给水流程示意图。
具体实施方式
16.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
17.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
18.本实施方式的一种直流锅炉固态排渣改为液态排渣的方法是将原直流锅炉通过改造，由固态排渣锅炉改为双u型液态排渣锅炉；
19.具体步骤为：取消原直流锅炉的燃烧器14、下部水冷壁及冷灰斗16、水冷壁下集箱11和捞渣机17，在原直流锅炉的下部增设双u型液态排渣锅炉，包含：下部冷却室8、燃烧器2、两个燃烧室1和两组捕渣管束3，两个燃烧室1对称布置，每个燃烧室1与下部冷却室8的一半形成u字型，燃烧器2倒置于燃烧室1顶部设置，在燃烧室1的下部设置渣斗4和排渣口5，在下部冷却室8的底部设置马鞍拱6；
20.将原直流锅炉的炉膛15改造成液态排渣锅炉的上部冷却室7，水冷壁10前后墙或两个侧墙均向内收缩，与下部冷却室8对接，捕渣管束3由马鞍拱6上的水冷壁管拉出而形成，捕渣管束3横穿燃烧室1出口烟道，作为燃烧室1和下部冷却室8的分界，在燃烧室1出口形成一道屏障，捕捉烟气中携带的液态渣；
21.煤粉通过燃烧器2在燃烧室1内燃烧，形成的灰渣为熔化的液态渣，燃烧产生的高温烟气经过捕渣管束3后进入下部冷却室8和上部冷却室7，液态渣经过渣斗4和排渣口5排出。本实施方式中煤粉通过燃烧器2在燃烧室1内燃烧，燃烧室1的热负荷比正常固态排渣锅炉的热负荷高很多，提高了燃烧室1内的温度，灰渣变为熔化的液态渣，液态渣流入渣斗4，通过排渣口5进入渣井，燃烧产生的高温烟气经过捕渣管束3后进入下部冷却室8和上部冷却室7。
22.本实施方式的一种直流锅炉固态排渣改为液态排渣的方法,取消原锅炉的所有燃烧器，将炉膛改造成液态排渣锅炉的上部冷却室，在炉膛下设计增加双u型液态排渣锅炉主体结构，包含燃烧室、马鞍拱、捕渣管束及下部冷却室覆盖耐火浇注料，提高燃烧室和下部冷却室内的温度，使灰渣熔化，实现液态排渣，采用旋流燃烧器增加液态渣甩壁效果，燃烧室采用立式倒置燃烧方式，增加了液态渣的分离效果，提高了捕渣率，减少炉膛出口烟气含尘量，防止炉膛和其他受热面结渣和沾污。改造后的双u型液态排渣锅炉可燃用结焦性极强
的准东煤或其他灰熔点低的煤种，有利于充分利用丰富的准东煤资源，降低燃料成本，提高运行经济性。
23.作为一种可能的实施方式，如图2-图3所示，烟气在燃烧室1内向下流动，燃烧室1的横截面为矩形，燃烧室1、下部冷却室8、渣斗4及马鞍拱6均由膜式水冷壁围绕，膜式水冷壁向火侧覆盖有耐火浇注料，捕渣管束3外表面覆盖有耐火浇注料。水冷壁向火侧焊有销钉并覆盖耐火浇注料，捕渣管束3的外表面也焊有销钉并覆盖耐火浇注料，耐火浇注料减少燃烧室1内的吸热，减少燃烧室1、捕渣管束3和下部冷却室8的吸热，提高这些区域的烟气温度，使灰渣熔化，保证灰渣在这些区域内处于自由流动的液态，有利于捕集液态渣和顺利流出。
24.可选地，所述的原直流锅炉采用π型布置或塔式布置、燃烧方式采用切圆燃烧或对冲燃烧方式，将原锅炉省煤器由省煤器出口连接管18连接至锅炉水冷壁入口集箱11改为由连接管12连接至燃烧室1的燃烧水冷壁入口集箱19，将燃烧室1的出口集箱20通过出口连接管13连接至上部冷却室7的入口集箱21，上部冷却室7的水冷壁10为垂直水冷壁或者螺旋水冷壁与垂直水冷壁组合，将上下水冷壁串联组成直流水冷壁系统。
25.作为一种可能的实施方式，如图3-图5所示，以两个燃烧室1为前墙和后墙布置为例，双u型液态排渣锅炉的水冷壁为直流方式，流程为给水经过省煤器后，通过连接管12进入燃烧室1的燃烧水冷壁入口集箱19，经渣斗4和马鞍拱6的水冷壁以及捕渣管束3进入燃烧室1前墙和后墙水冷壁，燃烧室1前墙和后墙水冷壁为螺旋管屏，两侧墙水冷壁为水平管屏，螺旋管屏和水平管屏首尾相接旋转阶梯上升，围绕双u型液态排渣锅炉的炉膛一圈至两圈后经顶棚进入燃烧室1的出口集箱20，通过出口连接管13进入上部冷却室7的入口集箱21，经水冷壁10进入启动分离器9，上述方式中所述两侧墙也为左墙和右墙(如图4所示)。
26.当燃烧室1在原锅炉两侧布置时，也即在侧墙(左墙和右墙)布置，螺旋管屏布置在侧墙，水平管屏布置在前墙和后墙，此时可将两侧墙布置理解为前墙和后墙布置，对应的前墙和后墙理解为侧墙。该实施方式的改造方法实现了串联双直流的水循环模式。
27.作为一种可能的实施方式，所述的燃烧室1下部前后墙或两侧墙向内倾斜形成缩口，前后墙或两侧墙向内倾斜面与竖直方向的角度范围为15
°‑
40
°
。缩口有利于液态渣的排放。
28.进一步地，所述渣斗4为锥形渣斗，渣斗4最低位置有排渣口5，渣斗4为倾斜底部，底部倾斜面与水平方向的夹角范围为0
°‑
25
°
。如此设置，便于液态渣的排出
29.如图2所示，捕渣管束3采用错列布置或顺列布置方式。可选地，捕渣管束3的纵向排数不少于2排，不超过6排。
30.可选地，所述的渣斗4和马鞍拱6的水冷壁以及捕渣管束3为组合在一起的独立流程，采用直流或往复流。冷却水的入口和出口均在渣斗4上沿处。
31.作为一种可能的实施方式，所述燃烧器2为旋流燃烧器，进一步提高燃烧室1内烟气温度，在燃烧室1内壁面形成稳定的液态渣膜。燃烧器2在燃烧室1的顶棚上采用矩阵式布置，每个燃烧室1上有n只燃烧器2。可选地，每个燃烧室1有8只燃烧器2，燃烧器2的数量可根据需要而改变。
32.如图2和图3所示，液态渣沿着马鞍拱6向下流入渣斗4，马鞍拱6的高度为燃烧室1高度的1/5-3/5。马鞍拱6为两个燃烧室1的分水岭，防止烟气发生对冲，使烟气形成u型转
弯，在燃烧室1底部，烟气发生近180
°
的转弯，烟气中携带的液态渣在惯性作用下被甩到渣斗4和马鞍拱6上，提高液态渣分离效果。
33.取消原锅炉的所有燃烧器14，将炉膛15改造成液态排渣锅炉的上部冷却室7，在炉膛下设计增加双u型液态排渣锅炉结构，燃烧室1、马鞍拱6、捕渣管束3及下部冷却室8覆盖耐火浇注料，提高燃烧室1和下部冷却室8内的温度，使灰渣熔化，实现液态排渣，采用旋流燃烧器2增加液态渣甩壁效果，燃烧室1采用立式倒置燃烧方式，增加了液态渣的分离效果，提高了捕渣率，减少炉膛出口烟气含尘量，防止炉膛和其他受热面结渣、沾污。改造后的双u型液态排渣锅炉可燃用结焦性极强的准东煤或其他灰熔点低的煤种，有利于充分利用丰富的准东煤资源，降低燃料成本，提高运行经济性。
34.上部冷却室7不设入口集箱21，燃烧室出口集箱20直接连接上部冷却室7的水冷壁10入口。
35.本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，均仍属本发明技术方案范围。

技术特征：

1.一种直流锅炉固态排渣改为液态排渣的方法，其特征在于，所述方法步骤为：取消原直流锅炉的燃烧器(14)、下部水冷壁及冷灰斗(16)、水冷壁下集箱(11)和捞渣机(17)，在原直流锅炉的下部增设双u型液态排渣锅炉，包含：下部冷却室(8)、燃烧器(2)、两个燃烧室(1)和两组捕渣管束(3)，两个燃烧室(1)对称布置，每个燃烧室(1)与下部冷却室(8)的一半形成u字型，燃烧器(2)倒置于燃烧室(1)顶部设置，在燃烧室(1)的下部设置渣斗(4)和排渣口(5)，在下部冷却室(8)的底部设置马鞍拱(6)；将原直流锅炉的炉膛(15)改造成液态排渣锅炉的上部冷却室(7)，水冷壁(10)的前后墙或两个侧墙均向内收缩，与下部冷却室(8)对接，捕渣管束(3)由马鞍拱(6)上的水冷壁管拉出而形成，捕渣管束(3)横穿燃烧室(1)出口烟道，作为燃烧室(1)和下部冷却室(8)的分界，在燃烧室(1)出口形成一道屏障，捕捉烟气中携带的液态渣；煤粉通过燃烧器(2)在燃烧室(1)内燃烧，形成的灰渣为熔化的液态渣，燃烧产生的高温烟气经过捕渣管束(3)后进入下部冷却室(8)和上部冷却室(7)，液态渣经过渣斗(4)和排渣口(5)排出。2.根据权利要求1所述的一种直流锅炉固态排渣改为液态排渣的方法，其特征在于：烟气在燃烧室(1)内向下流动，燃烧室(1)的横截面为矩形，燃烧室(1)、下部冷却室(8)、渣斗(4)及马鞍拱(6)均由膜式水冷壁围绕，膜式水冷壁向火侧覆盖有耐火浇注料，捕渣管束(3)外表面覆盖有耐火浇注料。3.根据权利要求1所述的一种直流锅炉固态排渣改为液态排渣的方法，其特征在于：所述的原直流锅炉采用π型布置或塔式布置、燃烧方式采用切圆燃烧或对冲燃烧方式，将原锅炉省煤器由省煤器出口连接管(18)连接至锅炉水冷壁入口集箱(11)改为由连接管(12)连接至燃烧室(1)的燃烧水冷壁入口集箱(19)，将燃烧室(1)的出口集箱(20)通过出口连接管(13)连接至上部冷却室(7)的入口集箱(21)，上部冷却室(7)的水冷壁(10)为垂直水冷壁或者螺旋水冷壁与垂直水冷壁组合，将上下水冷壁串联组成直流水冷壁系统。4.根据权利要求1和3所述的一种直流锅炉固态排渣改为液态排渣的方法，其特征在于：所述的双u型液态排渣锅炉的水冷壁为直流方式，流程为给水经过省煤器后，通过连接管(12)进入燃烧室(1)的燃烧水冷壁入口集箱(19)，经渣斗(4)和马鞍拱(6)的水冷壁以及捕渣管束(3)进入燃烧室(1)前墙和后墙水冷壁，燃烧室(1)前墙和后墙水冷壁为螺旋管屏，两侧墙水冷壁为水平管屏，螺旋管屏和水平管屏首尾相接旋转阶梯上升，围绕双u型液态排渣锅炉的炉膛一圈至两圈后经顶棚进入燃烧室(1)的出口集箱(20)，通过出口连接管(13)进入上部冷却室(7)的入口集箱(21)，经水冷壁(10)进入启动分离器(9)。5.根据权利要求1所述的一种直流锅炉固态排渣改为液态排渣的方法，其特征在于：所述的燃烧室(1)下部前后墙或两侧墙向内倾斜形成缩口，前后墙或两侧墙向内倾斜面与竖直方向的角度范围为15
°‑
40
°
。6.根据权利要求1所述的一种直流锅炉固态排渣改为液态排渣的方法，其特征在于：所述渣斗(4)为锥形渣斗，渣斗(4)为倾斜底部，底部倾斜面与水平方向的夹角范围为0
°‑
25
°
。7.根据权利要求1所述的一种直流锅炉固态排渣改为液态排渣的方法，其特征在于：所述的捕渣管束(3)采用错列布置或顺列布置方式。8.根据权利要求1所述的一种直流锅炉固态排渣改为液态排渣的方法，其特征在于：所述的渣斗(4)和马鞍拱(6)的水冷壁以及捕渣管束(3)为组合在一起的独立流程，采用直流
或往复流。9.根据权利要求1所述的一种直流锅炉固态排渣改为液态排渣的方法，其特征在于：所述燃烧器(2)为旋流燃烧器，燃烧器(2)在燃烧室(1)的顶棚上采用矩阵式布置，每个燃烧室(1)上有n只燃烧器(2)。10.根据权利要求1和8所述的一种直流锅炉固态排渣改为液态排渣的方法，其特征在于：液态渣沿着马鞍拱(6)向下流入渣斗(4)，马鞍拱(6)的高度为燃烧室(1)高度的1/5-3/5。

技术总结

一种直流锅炉固态排渣改为液态排渣的方法，具体步骤为：取消原直流锅炉的燃烧器、下部水冷壁及冷灰斗、水冷壁下集箱和捞渣机，在原直流锅炉的下部增设双液态排渣锅炉，在下部冷却室的底部设置马鞍拱；将原直流锅炉的炉膛改造成液态排渣锅炉的上部冷却室，水冷壁的前后墙或两个侧墙均向内收缩，与下部冷却室对接，捕渣管束横穿燃烧室出口烟道，捕捉烟气中携带的液态渣；煤粉通过燃烧器在燃烧室内燃烧，形成的灰渣为熔化的液态渣，液态渣经过渣斗和排渣口排出。本发明将固态排渣锅炉改造成双U型液态排渣锅炉，可燃用结焦性极强的准东煤或其他灰熔点低的煤种。他灰熔点低的煤种。他灰熔点低的煤种。