一种满足中小煤粉锅炉超低负荷工况运行的煤粉燃烧器的制作方法

本发明涉及一种煤粉燃烧器。

背景技术：

燃烧器是锅炉燃烧系统中重要的部件，但因受煤种、锅炉参数、炉膛尺寸等因素影响，一般中小机组煤粉锅炉的最低稳燃负荷设计在40％～50％BMCR范围内。因目前我国发电结构和用电结构不断的发生变化，而电网的调峰问题日益突出，主要表现为调峰能力不足，调峰能力与用电需求之间存在着巨大的供需矛盾。为此要求进一步挖掘燃煤机组的调峰潜力，提升火电机组的运行灵活性。根据煤种的不同，燃烧器的结构形式及布置形式不同。常见的煤粉燃烧器的结构形式有直流式煤粉燃烧器和旋流式煤粉燃烧器。在直流式煤粉燃烧器中，根据对风粉的分配及排放的要求需要，一般SOFA/OFA喷口起到降低NOX的作用，而主燃烧器则提供锅炉燃烧所需的燃料及初始配风。在锅炉运行过程中，需根据锅炉不同工况通过燃烧调整来达到预期的效果。

对于中小机组而言，以往煤粉锅炉因受炉膛高度等因素的影响，在燃烧器设计过程中一般只设计主燃烧器，很少单独设置SOFA/OFA喷口，因此结构也相对简单。锅炉运行过程中，由于从燃烧器端的调整手段有限，如果出现配风不当或煤种波动等现象，在低负荷附近运行时往往需要用辅助燃料助燃，而且这时锅炉负荷一般都大于50％BMCR，不但大大提高锅炉的运行成本，而且锅炉的NOX排放一般都比较高，不能满足环保要求或灵活调峰要求。

技术实现要素：

本发明为了解决现有中小煤粉锅炉无法实现超低负荷工况运行的问题，提出一种满足中小煤粉锅炉超低负荷工况运行的煤粉燃烧器。

本发明满足中小煤粉锅炉超低负荷工况运行的煤粉燃烧器由自上至下依次排列且喷口朝向一侧的1#风喷口、2#风喷口、3#风喷口、1#煤粉喷口、4#风喷口、2#煤粉喷口、5#风喷口、6#风喷口、3#煤粉喷口、7#风喷口、节能点火喷口和8#风喷口构成。

进一步地，所述1#风喷口、2#风喷口、3#风喷口、1#煤粉喷口、4#风喷口、2#煤粉喷口、5#风喷口、6#风喷口、3#煤粉喷口、7#风喷口、节能点火喷口和8#风喷口设置在风箱内且分别与风箱内壁固定连接。

进一步地，所述4#风喷口内设置有1#点火装置，7#风喷口内设置有2#点火装置。

进一步地，所述1#点火装置和2#点火装置为天然气燃烧器。

进一步地，所述1#风喷口和2#风喷口为SOFA/OFA喷口，1#风喷口和2#风喷口的进口端连接风道。

进一步地，所述1#煤粉喷口、2#煤粉喷口和3#煤粉喷口的进口端连接煤粉管道。

进一步地，所述3#风喷口、4#风喷口和5#风喷口的进口端分别连接风道，1#煤粉喷口和2#煤粉喷口的进口端连接煤粉管道。

进一步地，所述6#风喷口、7#风喷口和8#风喷口的进口端分别连接风道；3#煤粉喷口的进口端连接煤粉管道。

进一步地，所述节能点火喷口为微油点火装置或等离子点火装置，其进口端连接煤粉管道或油管道。

进一步地，所述满足中小煤粉锅炉超低负荷工况运行的煤粉燃烧器通过燃烧器喷口管屏与锅炉水冷壁连接。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明煤粉燃烧器为直流式煤粉燃烧器，结构相对简单、易于运行调整、满足锅炉灵活调峰，尤其能够保证锅炉低负荷安全稳定运行，满足环保排放要求，适用于中小煤粉锅炉机组；本发明煤粉燃烧器已经在工程上应用并且经过试验确认，满足锅炉在22％～110％BMCR工况下安全稳定运行，尤其具备22％BMCR低负荷运行能力，为电厂根据热用户负荷进行灵活调峰提供了可靠的运行调整手段。

2、本发明配有的节能点火装置为微油点火装置或等离子点火装置，能够直接点燃煤粉，从而做到以煤代油，使锅炉在启动初期达到燃烧器正常投煤要求，因此可以大大节约锅炉启动初期的燃料量，从而降低锅炉的运行成本；

3、本发明配有SOFA/OFA喷口，实现更优的配风调整，最终实现NOX排放的控制；

4、本发明具有广泛的煤种适应性特点，工程上应用并且经过试验确认，能够适用于烟煤锅炉、褐煤锅炉等多种锅炉；

5、本发明煤粉燃烧器可以按组在工厂内制造组装完成，成组发往工地，安装及运输方便。

附图说明

图1是实施例中满足中小煤粉锅炉超低负荷工况运行的煤粉燃烧器的结构示意图；

图2是实施例中满足中小煤粉锅炉超低负荷工况运行的煤粉燃烧器的平面布置图，图中a为燃烧器，b为燃烧器生成的火焰，c为锅炉外侧的水冷壁。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加的清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

结合图1和图2说明本实施例：本实施例满足中小煤粉锅炉超低负荷工况运行的煤粉燃烧器由自上至下依次排列且喷口朝向一侧的1#风喷口1、2#风喷口2、3#风喷口3、1#煤粉喷口4、4#风喷口5、2#煤粉喷口6、5#风喷口7、6#风喷口8、3#煤粉喷口9、7#风喷口10、节能点火喷口11和8#风喷口12构成。

进一步地，所述1#风喷口1、2#风喷口2、3#风喷口3、1#煤粉喷口4、4#风喷口5、2#煤粉喷口6、5#风喷口7、6#风喷口8、3#煤粉喷口9、7#风喷口10、节能点火喷口11和8#风喷口12设置在风箱13内且分别与风箱13内壁固定连接；

进一步地，所述4#风喷口5内设置有1#点火装置14，7#风喷口10内设置有2#点火装置15。

具体地，所述1#点火装置14和2#点火装置15为天然气燃烧器，起到点火及助燃的作用。

进一步地，所述1#风喷口1和2#风喷口2为SOFA/OFA喷口，1#风喷口1和2#风喷口2的进口端连接风道，1#风喷口1和2#风喷口2能够根据锅炉负荷及运行工况调参与整燃烧,实现更优的配风调整，最终实现降低NOX排放；

进一步地，1#煤粉喷口4、2#煤粉喷口6和3#煤粉喷口9为主燃烧器，主燃烧器的进口端连接煤粉管道，作用是将煤粉送入炉膛进行燃烧；本实施例中，在需要低负荷运行时，只需要开启其中任意一层或者两层煤粉燃烧器便可以实现，最低能够达到22％BMCR的低负荷运行能力；通过开启不同数量的主燃烧器就能够满足锅炉在22％～110％BMCR工况下安全稳定运行，满足中小煤粉锅炉超低负荷工况运行的煤粉燃烧器属于直流式煤粉燃烧器，结构相对简单，易于运行调整，满足锅炉灵活调峰。

进一步地，所述3#风喷口3、1#煤粉喷口4、4#风喷口5、2#煤粉喷口6和5#风喷口7构成第一主燃烧器区，3#风喷口3、4#风喷口5和5#风喷口7的进口端分别连接风道，1#煤粉喷口4和2#煤粉喷口6的进口端连接煤粉管道，作用是将煤粉送入炉膛进行燃烧，3#风喷口3和4#风喷口5用于调节1#煤粉喷口4的配风，4#风喷口5和5#风喷口7用于调节2#煤粉喷口6的配风，为送入炉内的燃料进行燃烧提供充足的氧气和形成理想的空气动力场，理想的空气动力场能够使锅炉内产生充满度好、不偏斜不贴壁且处于炉膛中心的燃烧火焰，达到调整锅炉负荷及控制NOX生成的目的；

进一步地，所述6#风喷口8、3#煤粉喷口9、7#风喷口10、节能点火喷口11和8#风喷口12构成第二主燃烧器区，6#风喷口8、7#风喷口10和8#风喷口12的进口端分别连接风道；3#煤粉喷口9的进口端连接煤粉管道，作用是将煤粉送入炉膛进行燃烧；6#风喷口8和7#风喷口10用于调节3#煤粉喷口9的配风，7#风喷口10和8#风喷口12用于调节节能点火喷口11的配风，为送入炉内的燃料进行燃烧提供充足的氧气，通过配风调节后锅炉内产生充满度好且不偏斜不贴壁的空气动力场，保证燃烧火焰中心在炉膛中心，达到调整锅炉负荷及控制NOX生成的目的；

进一步地，所述节能点火喷口11为微油点火装置或等离子点火装置，其进口端连接煤粉管道或油管道,在锅炉启动初期，节能点火喷口11作为锅炉的节能点火装置，起到节省点火燃料的作用，能够直接点燃煤粉，从而做到以煤代油，使锅炉在启动初期达到燃烧器正常投煤要求，因此可以大大节约锅炉启动初期的燃料量，从而降低锅炉的运行成本；在锅炉低负荷运行时,节能点火喷口11能够起到稳燃作用；当锅炉进入正常运行状态时，节能点火喷口11可以作为主燃烧器使用；

水冷壁设置在锅炉外侧，燃烧器喷口管屏是水冷壁的一部分，本实施例煤粉燃烧器通过燃烧器喷口管屏与锅炉水冷壁连接在一起以达到固定的目的；本实施例中每个锅炉配置四组燃烧器，每组燃烧器分别布置在锅炉四角、且在锅炉断面上形成四角切圆的燃烧方式。本实施例煤粉燃烧器具有广泛的煤种适应性特点，工程上应用并且经过试验确认，能够适用于烟煤锅炉、褐煤锅炉等。