环境保护与资源综合利用技术

本发明属于锅炉燃烧设备技术领域，具体涉及一种纯燃高钠煤的并联循环流化床锅炉。

我国新疆地区存在着丰富的高钠煤。以准东煤田为例，准东煤的预测储量高达3900亿吨，能够为我国提供100年的能源供应；但准东煤中的钠含量比较高，其灰分中的钠含量一般在2%以上。在现有煤粉炉和循环流化床锅炉燃用高钠煤过程中，炉膛尾部受热面出现了严重的沾污积灰问题。受热面的沾污积灰增加了烟气与受热面内工质（水或蒸汽）的传热热阻，阻碍了烟气在烟道中的正常流动，严重影响了锅炉的安全运行。目前对高钠煤的利用主要通过混煤、使用添加剂、燃前预处理等措施来减缓受热面的沾污积灰。但是由尾部受热面沾污积灰引起的受热面腐蚀、爆管以及停炉现象时有发生。 在常规燃用高钠煤的煤粉炉或循环流化床中，炉膛尾部受热面的沾污积灰主要是因为煤中含量较高的水溶性钠和羧酸钠。由于炉内燃烧温度较高（800 ºC 甚至1200ºC以上），煤中的钠会随着挥发分的析出或焦炭的燃烧而变为钠蒸气。钠蒸气随后直接冷凝在尾部受热面上，或先在烟气中冷凝然后通过热泳或扩散作用力沉积在受热面上。当受热面温度在500ºC 以上时，沉积在受热面上的钠发生烧结或熔融，从而增强其与金属管壁的结合力、加速其它矿物在受热面上的沉积。目前采用的混煤、使用添加剂和燃前预处理等措施主要是通过矿物在炉内对钠的捕获作用以及燃前预处理对钠的脱除作用，但钠的蒸发冷凝、以及在受热面上的烧结熔融等促进灰的沉积的物理化学过程依然存在。 为了避开钠的蒸发冷凝、以及钠在高温受热面上的烧结熔融，降低炉膛出口烟温成为一种可行性方案。公告号为CN203718759U的中国专利提出使用再循环烟气降低炉膛出口温度方法。该发明将空预器后的低温烟气引入到炉膛上部（或之后），从而降低炉膛出口烟温，避免钠蒸气在受热面上的直接冷凝。与之类似的是，公布号为CN107763593A的中国专利在炉膛出口设置两级水冷腔来降低炉膛出口烟温。此外，公告号为CN 203478218U的中国专利在分离器出口布置冷却烟道来冷却烟气温度，并设置高密度吹灰器和灰斗将沉积在受热面上的灰及时排除。但是，这些方法或增大了烟道尺寸，或降低了烟道的利用空间甚至蒸汽品位，锅炉的运行受到一定影响。 本发明的目的就是为了解决上述背景技术中存在的问题，提供一种纯燃高钠煤的并联循环流化床锅炉。

本发明中的并联循环流化床锅炉将密相区分为两个或三个部分，高钠煤在主床进行绝热燃烧，燃烧的温度控制在900ºC左右；主床的高温床料一部分被流化风带至炉膛稀相区，另一部分翻越隔墙在副床I内与高温受热面内的工质进行换热；经过换热后的床料溢流到副床II并在流化风或循环烟气的作用下带至炉膛稀相区。三床的协同作用可以将炉膛出口温度降低至650ºC以下。此时，高钠煤在高温燃烧时产生的钠蒸气可以在炉膛出口冷凝。同时炉膛出口不布置高温受热面，避免了钠在高温受热面上的冷凝、烧结熔融等过程。因此，本专利所述的并联循环流化床锅炉能够减缓纯然高钠煤尾部受热面的积灰沾污情况，为加快高钠煤的工业应用提供新的可行方案。