本發(fā)明涉及鍋爐燃燒器領(lǐng)域，尤其涉及一種鍋爐燃燒器摻混高嶺土的裝置，以改變?nèi)济哄仩t燃盡灰渣成分，提高灰渣軟化溫度從而改善鍋爐爐膛結(jié)渣和受熱面沾污。
背景技術(shù)：
準(zhǔn)東煤田是中國迄今為止發(fā)現(xiàn)最大的整裝煤田,其開發(fā)成本低,有害成分少,燃燒性能優(yōu)異。然而準(zhǔn)東煤中堿金屬含量高,燃燒過程中揮發(fā)出來的堿金屬元素在受熱面上與煙氣中的SO3和金屬管壁氧化膜發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，從而在鍋爐受熱面上造成沾污、結(jié)渣、積灰和腐蝕等惡劣工況。為避免此類危害，需要將煤灰中的堿金屬固定在灰中，從而防止受熱面沾污的發(fā)生。煤中的堿金屬可以和硅鋁礦物(如高嶺土)反應(yīng)，從而生成不揮發(fā)的硅鋁酸鹽沉積在灰中。研究發(fā)現(xiàn)摻混高嶺土后，煤中的固鈉率不斷提高，從煤中揮發(fā)出來的堿金屬變少。但是摻混高嶺土的高鈉煤(例如準(zhǔn)東煤)煤灰的熔融溫度卻是呈先下降后上升趨勢。當(dāng)高嶺土摻混比例為3％時，準(zhǔn)東煤灰以鈣黃長石、鐵橄欖石、鎂硅鈣石為主，三者形成低溫共融物，導(dǎo)致灰熔融溫度大幅降低；當(dāng)高嶺土摻混比例超過6％后，灰中礦物質(zhì)由易形成低溫共熔的鈣黃長石向高熔點(diǎn)的鈣長石轉(zhuǎn)變，其軟化溫度ST快速上升至1380℃，能夠有效緩解結(jié)渣。雖然在煤粉中摻混高嶺土能夠有效抑制堿金屬釋放從而緩解結(jié)渣，但是實(shí)際操作中，直接向煤粉中摻混高嶺土的方式不僅成本高，而且難以保證摻混均勻，煤粉與高嶺土比例難以實(shí)時精確調(diào)控，無法達(dá)到預(yù)期的緩解爐膛結(jié)渣和受熱面沾污的效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何有效緩解爐膛結(jié)渣和受熱面沾污的效果。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種鍋爐燃燒器二次風(fēng)中摻混高嶺土的裝置及方法，具體地，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
一種鍋爐燃燒器摻混高嶺土的方法，包括以下步驟：
a)制備高嶺土粉末；
b)通過設(shè)置在二次風(fēng)風(fēng)管上的給粉裝置將步驟a)中的高嶺土粉末混合到二次風(fēng)的空氣中；
c)將步驟b)得到的含有高嶺土粉末的二次風(fēng)與燃燒后的一次風(fēng)混合，使得高嶺土粉末與燃燒中的煤粉和燃燒后的化合物充分混合，提高煤灰熔融溫度，緩解在受熱面的沾污結(jié)渣。
優(yōu)選地，步驟a)中高嶺土粉末通過研磨制備。
優(yōu)選地，高嶺土粉末的平均粒徑為30-50μm
優(yōu)選地，給粉裝置可以控制高嶺土粉末的添加速率。
優(yōu)選地，鍋爐燃燒器為直流燃燒器或旋流燃燒器。
優(yōu)選地，方法還包括步驟d)通過設(shè)置在三次風(fēng)風(fēng)管上的給粉裝置將步驟a)中的高嶺土粉末混合到三次風(fēng)的空氣中，用于爐膛固鈉。
一種鍋爐燃燒器摻混高嶺土的裝置，鍋爐燃燒器包括一次風(fēng)噴口和二次風(fēng)風(fēng)管，其特征在于，還包括設(shè)置在二次風(fēng)風(fēng)管上的給粉裝置，給粉裝置中裝有高嶺土粉末，被設(shè)置為可以將高嶺土粉末摻混到二次風(fēng)中。
優(yōu)選地，鍋爐燃燒器摻混高嶺土的裝置還包括設(shè)置在三次風(fēng)風(fēng)管上的第二給粉裝置，第二給粉裝置中裝有高嶺土粉末，被設(shè)置為可以將高嶺土粉末摻混到三次風(fēng)中。
優(yōu)選地，鍋爐燃燒器為直流燃燒器或旋流燃燒器。
優(yōu)選地，高嶺土粉末的平均粒徑為30-50μm
本發(fā)明創(chuàng)造性地將高嶺土的入爐方式改變?yōu)閷⒏邘X土與二次風(fēng)空氣混合，控制調(diào)整高嶺土顆粒在二次風(fēng)中的含量，使得高嶺土與燃燒中的煤粉和燃燒后的化合物充分混合后，硅鋁比達(dá)到最理想的狀態(tài)，煤灰中礦物中充分轉(zhuǎn)化為熔點(diǎn)高的鈣長石，從而達(dá)到緩解結(jié)渣、改善受熱面沾污的效果。
由于是在二次風(fēng)管道中使用給粉裝置向二次風(fēng)空氣中摻混高嶺土粉末，改變了以往高嶺土和原煤混合一起研磨破碎的方式，故而高嶺土可以單獨(dú)研磨得較細(xì)，以便高嶺土與煤灰顆粒更加充分地接觸，實(shí)現(xiàn)更好的固鈉效果。
本發(fā)明的方法不但可以應(yīng)用于鍋爐燃燒中高嶺土的添加，還可用于其他顆粒添加劑以及氣體的加入，方便控制爐內(nèi)燃燒，提高鍋爐效率。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：
1、高嶺土與煤粉分開入爐，可以根據(jù)煤種的細(xì)微變化實(shí)時調(diào)控高嶺土摻混量，實(shí)現(xiàn)最佳的固鈉效果。
2、研磨較細(xì)的高嶺土可以在同樣的高嶺土添加劑成分和其與煤粉的相同比例條件下充分發(fā)揮高嶺土的作用，其與煤灰充分混合，提高煤灰熔融溫度，緩解在受熱面的沾污結(jié)渣，達(dá)到降低受熱面沾污的效果。
3、對現(xiàn)有鍋爐燃燒器無需大的改動，添加裝置安裝方便，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，運(yùn)行穩(wěn)定。
4、不僅適用于直流燃燒器,也適用于旋流燃燒器，高嶺土還可摻混入三次風(fēng)等方式參與爐膛固鈉。
以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的方法及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
附圖說明
圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施例的高嶺土添加示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明的原理在于將高嶺土粉末通過二次風(fēng)與燃燒中的煤粉和燃燒后的化合物充分混合后，硅鋁比達(dá)到最理想的狀態(tài)，煤灰中礦物中充分轉(zhuǎn)化為熔點(diǎn)高的鈣長石，從而達(dá)到緩解結(jié)渣、改善受熱面沾污的效果。本發(fā)明主要包括在靠近燃燒器的二次風(fēng)管道中加裝給粉裝置，使高嶺土粉末以一定速率進(jìn)入二次風(fēng)風(fēng)管，并摻混均勻后進(jìn)入爐膛。
本發(fā)明提供的高嶺土摻混方法步驟如下：
a)制備高嶺土粉末；
b)通過設(shè)置在二次風(fēng)風(fēng)管上的給粉裝置將步驟a)中的高嶺土粉末混合到二次風(fēng)的空氣中；
c)將步驟b)得到的含有高嶺土粉末的二次風(fēng)與燃燒后的一次風(fēng)混合，使得高嶺土粉末與燃燒中的煤粉和燃燒后的化合物充分混合，提高煤灰熔融溫度，緩解在受熱面的沾污結(jié)渣。
當(dāng)相應(yīng)比例的含有高嶺土的二次風(fēng)進(jìn)入爐膛接觸一次風(fēng)混合物中的灰分時，煤灰中的礦物質(zhì)由易形成低溫共熔的鈣黃長石向高熔點(diǎn)的鈣長石轉(zhuǎn)變，軟化溫度ST快速上升至1380℃。燃燒產(chǎn)物在爐膛和受熱面上無法達(dá)到熔融態(tài)，從而能夠有效緩解結(jié)渣。
在本實(shí)施例中，步驟a)中高嶺土粉末通過研磨制備；高嶺土粉末的平均粒徑為30-50μm；給粉裝置可以控制高嶺土粉末的添加速率；鍋爐燃燒器為直流燃燒器或旋流燃燒器；方法還可以包括步驟d)通過設(shè)置在三次風(fēng)風(fēng)管上的給粉裝置將步驟a)中的高嶺土粉末混合到三次風(fēng)的空氣中，用于爐膛固鈉。
鑒于本發(fā)明提供的摻混高嶺土的方法，本發(fā)明還提供了一種鍋爐燃燒器摻混高嶺土的裝置，其中，鍋爐燃燒器為直流燃燒器或旋流燃燒器。鍋爐燃燒器包括一次風(fēng)噴口和二次風(fēng)風(fēng)管，該摻混高嶺土的裝置包括設(shè)置在二次風(fēng)風(fēng)管上的給粉裝置，給粉裝置中裝有高嶺土粉末，被設(shè)置為可以將高嶺土粉末摻混到二次風(fēng)中。此外，鍋爐燃燒器摻混高嶺土的裝置還可以包括設(shè)置在三次風(fēng)風(fēng)管上的第二給粉裝置，第二給粉裝置中裝有高嶺土粉末，被設(shè)置為可以將高嶺土粉末摻混到三次風(fēng)中，用于爐膛固鈉。
以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。