一种适应于墙式旋流对冲燃烧锅炉的超低负荷燃烧装置的制作方法

1.本发明涉及燃煤锅炉技术领域，具体为一种适应于墙式旋流对冲燃烧锅炉的超低负荷燃烧装置。


背景技术：

2.国家在“十四五”期间要大力发展清洁可再生能源，为2030年碳达峰、2060年碳中和创造条件和确保降低化石能源消耗量目标，实现清洁可再生能源电力快速入网、稳定运行，同时最大限度地保证整体电网的安全和稳定运行。火电需承担更多、更深度的调峰任务，在这种情况下，越来越多的火电机组参与了电网调峰，真正起到电网稳定运行的“压仓石”作用。
3.当前火电机组作为我国的主要调峰电源，积极进行深度调峰改造，充分挖掘火电机组调峰潜力，对缓解我国当前调峰压力消纳更多可再生能源电力，促进我国电力结构转型具有重要意义。
4.现有的火电燃煤机组中墙式旋流对冲燃烧锅炉较为普遍、应用广泛，其通用标准设计是前、后墙布置两层、三层、四层或更多层燃烧器，每层布置四只、五只、六只或更多只燃烧器，如说明书附图图1所示(以每层燃烧器4只为例)。但是现有墙式旋流对冲燃烧锅炉灵活性改造技术最大程度能实现40％额定负荷下稳定运行，受到目前锅炉技术水平、设备等原因制约，机组没办法更进一步降低负荷运行。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了对现有墙式旋流对冲燃烧锅炉进行改造，在不借助油、气、等离子、富氧等任何辅助助燃手段的条件下，实现15％额定负荷及低于15％额定负荷情况下的长期稳定运行。
6.本发明适应于墙式旋流对冲燃烧锅炉的超低负荷燃烧装置，包括燃烧器、低容量煤粉燃烧器和供粉装置，其特征在于：在前后墙对冲燃烧锅炉的前、后墙原有最上层燃烧器上面各新增一层低容量煤粉燃烧器，且每层低容量煤粉燃烧器布置数量≤每层原有燃烧器布置数量。
7.其中，低容量煤粉燃烧器：为喷嘴和容量小于燃烧器的煤粉燃烧器。
8.优选的，供粉装置包括磨煤机和送粉管道；将一层原燃烧器所对应的磨煤机出口送粉管道设计为四通三路出口，一路经煤粉管道和截止挡板门，为前墙低容量煤粉燃烧器(g)供应煤粉；一路经煤粉管道和截止挡板门，为后墙低容量煤粉燃烧器(h)供应煤粉；一路经煤粉管道和截止挡板门，为原对应燃烧器供应煤粉。
9.其中，送粉管道包括煤粉管道和截止挡板门。
10.优选的，供粉装置包括磨煤机和送粉管道；将两层原燃烧器所对应的磨煤机出口送粉管道设计为三通两路出口；上述两层原燃烧器中的一层所对应的磨煤机出口送粉管道一路经煤粉管道和截止挡板门，为前墙低容量煤粉燃烧器(g)供应煤粉；另一路经煤粉管道
和截止挡板门，为原对应燃烧器供应煤粉；上述两层原燃烧器中的另一层所对应的磨煤机出口送粉管道一路经煤粉管道和截止挡板门，为后墙低容量煤粉燃烧器(h)供应煤粉；另一路经煤粉管道和截止挡板门，为原对应燃烧器供应煤粉。
11.优选的，供粉装置包括磨煤机、送粉管道和小容量煤粉给出装置；小容量煤粉给出装置与低容量煤粉燃烧器相连通；小容量煤粉给出装置数量为1套或2套。
12.其中，小容量煤粉给出装置：包括出力较小的磨煤机、相应的来煤和冷热风系统和送粉管道。独立的小容量煤粉给出装置其出粉能力可调，可满足超低负荷灵活运行要求。
13.小容量煤粉给出装置给出细且均匀的煤粉，其煤粉云团中小颗粒团的热容量小，能迅速加热到着火温度，进而保证出力可调，并提供粉细度、均匀性好的煤粉云团，为锅炉超低负荷运行时煤粉燃尽提供最佳条件。
14.优选的，小容量煤粉给出装置配套设置相应的来煤、冷热风系统，低容量煤粉燃烧器配套设置风箱风道和水冷壁。
15.优选的，低容量煤粉燃烧器布置位置与燃烧器布置位置纵向交错。
16.优选的，低容量煤粉燃烧器布置位置与燃烧器布置位置纵向相同。
17.本发明适应于墙式旋流对冲燃烧锅炉的超低负荷燃烧装置在锅炉超低负荷(≤15％额定负荷)时，仅运行低容量煤粉燃烧器(停止运行燃烧器)；需锅炉负荷＞15％额定负荷时停止运行低容量煤粉燃烧器，运行燃烧器。
18.在超低负荷运行时机组(锅炉)燃煤量急剧变少，原有常规的燃烧器不能保证燃烧器着火温度、刚度和燃烧稳定性。而本发明中的低容量煤粉燃烧器热容量低、需要着火热少，能保证煤粉快速着火，并且燃尽效果好，能实现煤粉的高效、稳定燃烧；且低容量煤粉燃烧器布置在原有最上层燃烧器上面，能保证在低负荷运行时锅炉的主、再热汽温温度，不会造成汽温偏低。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.1.本发明不借助任何辅助助燃手段，实现前后墙对冲燃烧机组在15％额定负荷及以下超低负荷下稳定运转；
21.2.低容量煤粉燃烧器热容量低，能快速着火，低负荷稳定性强；
22.3.低容量煤粉燃烧器拥有独立的送粉管道，能根据负荷变化，灵活开关；
23.4.本发明所改造的锅炉各项运转指标不低于改造前运转水平，锅炉保证能够长期高效、安全、稳定、环保运转。
附图说明
24.图1为燃烧系统改造前的前、后墙布置图；
25.图2为实施例1、实施例4和实施例7燃烧系统改造后的前、后墙布置图；
26.图3为实施例2、实施例5和实施例8燃烧系统改造后的前、后墙布置图；
27.图4为实施例3、实施例6和实施例9燃烧系统改造后的前、后墙布置图。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.实施例1：
30.对墙式旋流对冲燃烧锅炉进行改造，在前、后墙原有最上层燃烧器上面各新增一层低容量煤粉燃烧器(g和h)，且每层低容量煤粉燃烧器布置数量与每层原有燃烧器布置数量相同。低容量煤粉燃烧器布置位置与燃烧器布置位置纵向相同；改造后燃烧器及低容量煤粉燃烧器布置如图2(以每层主燃烧器4只为例)所示。
31.小容量煤粉给出装置配套设置相应的来煤、冷热风系统，低容量煤粉燃烧器配套设置风箱风道和水冷壁。
32.其中，小容量煤粉给出装置与低容量煤粉燃烧器相连通。小容量煤粉给出装置数量为1套时，通过炉前煤粉管道三通同时给g、h层低容量煤粉燃烧器供粉。小容量煤粉给出装置数量为2套时，分别给g、h层低容量煤粉燃烧器供粉。
33.煤粉管道三通为适用于煤粉管道的管道三通。
34.实施例2：
35.对墙式旋流对冲燃烧锅炉进行改造，在前、后墙原有最上层燃烧器上面各新增一层低容量煤粉燃烧器(g和h)，每层原有燃烧器布置数量为n，每层低容量煤粉燃烧器布置数量为n-2；低容量煤粉燃烧器布置位置与燃烧器布置位置纵向相同。改造后燃烧器及低容量煤粉燃烧器布置如图3(以每层主燃烧器4只为例)所示。
36.小容量煤粉给出装置配套设置相应的来煤、冷热风系统，低容量煤粉燃烧器配套设置风箱风道和水冷壁。
37.其中，小容量煤粉给出装置与低容量煤粉燃烧器相连通。小容量煤粉给出装置数量为1套时，通过炉前煤粉管道三通同时给g、h层低容量煤粉燃烧器供粉。小容量煤粉给出装置数量为2套时，分别给g、h层低容量煤粉燃烧器供粉。
38.煤粉管道三通为适用于煤粉管道的管道三通。
39.实施例3：
40.对墙式旋流对冲燃烧锅炉进行改造，在前、后墙原有最上层燃烧器上面各新增一层低容量煤粉燃烧器(g和h)，每层原有燃烧器布置数量为n，每层低容量煤粉燃烧器布置数量为n-1；低容量煤粉燃烧器布置位置与燃烧器布置位置纵向交错。改造后燃烧器及低容量煤粉燃烧器布置如图4(以每层主燃烧器4只为例)所示。
41.小容量煤粉给出装置配套设置相应的来煤、冷热风系统，低容量煤粉燃烧器配套设置风箱风道和水冷壁。
42.其中，小容量煤粉给出装置与低容量煤粉燃烧器相连通。小容量煤粉给出装置数量为1套时，通过炉前煤粉管道三通同时给g、h层低容量煤粉燃烧器供粉。小容量煤粉给出装置数量为2套时，分别给g、h层低容量煤粉燃烧器供粉。
43.煤粉管道三通为适用于煤粉管道的管道三通。
44.实施例4：
45.对墙式旋流对冲燃烧锅炉进行改造，在前、后墙原有最上层燃烧器上面各新增一层低容量煤粉燃烧器(g和h)，且每层低容量煤粉燃烧器布置数量与每层原有燃烧器布置数量相同；低容量煤粉燃烧器布置位置与燃烧器布置位置纵向相同；改造后燃烧器及低容量
煤粉燃烧器布置如图2(以每层主燃烧器4只为例)所示。
46.低容量煤粉燃烧器配套设置风箱风道和水冷壁。
47.其中，将一层原燃烧器(原燃烧器中的任意一层，本实施例以c层为例)所对应的磨煤机出口送粉管道设计为四通三路出口，一路经煤粉管道和截止挡板门，为前墙低容量煤粉燃烧器(g)供应煤粉；一路经煤粉管道和截止挡板门，为后墙低容量煤粉燃烧器(h)供应煤粉；一路经煤粉管道和截止挡板门，为原对应燃烧器(c层燃烧器)供应煤粉。
48.送粉管道包括煤粉管道和截止挡板门。
49.实施例5：
50.对墙式旋流对冲燃烧锅炉进行改造，在前、后墙原有最上层燃烧器上面各新增一层低容量煤粉燃烧器(g和h)，每层原有燃烧器布置数量为n，每层低容量煤粉燃烧器布置数量为n-2；低容量煤粉燃烧器布置位置与燃烧器布置位置纵向相同。改造后燃烧器及低容量煤粉燃烧器布置如图3(以每层主燃烧器4只为例)所示。
51.低容量煤粉燃烧器配套设置风箱风道和水冷壁。
52.其中，将一层原燃烧器(原燃烧器中的任意一层，本实施例以f层为例)所对应的磨煤机出口送粉管道设计为四通三路出口，一路经煤粉管道和截止挡板门，为前墙低容量煤粉燃烧器(g)供应煤粉；一路经煤粉管道和截止挡板门，为后墙低容量煤粉燃烧器(h)供应煤粉；一路经煤粉管道和截止挡板门，为原对应燃烧器(f层燃烧器)供应煤粉。
53.送粉管道包括煤粉管道和截止挡板门。
54.实施例6：
55.对墙式旋流对冲燃烧锅炉进行改造，在前、后墙原有最上层燃烧器上面各新增一层低容量煤粉燃烧器(g和h)，每层原有燃烧器布置数量为n，每层低容量煤粉燃烧器布置数量为n-1；低容量煤粉燃烧器布置位置与燃烧器布置位置纵向交错。改造后燃烧器及低容量煤粉燃烧器布置如图4(以每层主燃烧器4只为例)所示。
56.低容量煤粉燃烧器配套设置风箱风道和水冷壁。
57.其中，将一层原燃烧器(原燃烧器中的任意一层，本实施例以c层为例)所对应的磨煤机出口送粉管道设计为四通三路出口，一路经煤粉管道和截止挡板门，为前墙低容量煤粉燃烧器(g)供应煤粉；一路经煤粉管道和截止挡板门，为后墙低容量煤粉燃烧器(h)供应煤粉；一路经煤粉管道和截止挡板门，为原对应燃烧器(c层燃烧器)供应煤粉。
58.送粉管道包括煤粉管道和截止挡板门。
59.实施例7：
60.对墙式旋流对冲燃烧锅炉进行改造，在前、后墙原有最上层燃烧器上面各新增一层低容量煤粉燃烧器(g和h)，且每层低容量煤粉燃烧器布置数量与每层原有燃烧器布置数量相同；低容量煤粉燃烧器布置位置与燃烧器布置位置纵向相同；改造后燃烧器及低容量煤粉燃烧器布置如图2(以每层主燃烧器4只为例)所示。
61.低容量煤粉燃烧器配套设置风箱风道和水冷壁。
62.其中，将两层原燃烧器(原燃烧器中的任意两层，本实施例以c、f层为例)所对应的磨煤机出口送粉管道设计为三通两路出口；c层燃烧器对应的磨煤机出口送粉管道一路经煤粉管道和截止挡板门，为前墙低容量煤粉燃烧器(g)供应煤粉；另一路经煤粉管道和截止挡板门，为c层燃烧器供应煤粉；f层燃烧器对应的磨煤机出口送粉管道一路经煤粉管道和
截止挡板门，为后墙低容量煤粉燃烧器(h)供应煤粉；另一路经煤粉管道和截止挡板门，为f层燃烧器供应煤粉。
63.送粉管道包括煤粉管道和截止挡板门。
64.实施例8：
65.对墙式旋流对冲燃烧锅炉进行改造，在前、后墙原有最上层燃烧器上面各新增一层低容量煤粉燃烧器(g和h)，每层原有燃烧器布置数量为n，每层低容量煤粉燃烧器布置数量为n-2；低容量煤粉燃烧器布置位置与燃烧器布置位置纵向相同。改造后燃烧器及低容量煤粉燃烧器布置如图3(以每层主燃烧器4只为例)所示。
66.低容量煤粉燃烧器配套设置风箱风道和水冷壁。
67.其中，将两层原燃烧器(原燃烧器中的任意两层，本实施例以c、f层为例)所对应的磨煤机出口送粉管道设计为三通两路出口；c层燃烧器对应的磨煤机出口送粉管道一路经煤粉管道和截止挡板门，为前墙低容量煤粉燃烧器(g)供应煤粉；另一路经煤粉管道和截止挡板门，为c层燃烧器供应煤粉；f层燃烧器对应的磨煤机出口送粉管道一路经煤粉管道和截止挡板门，为后墙低容量煤粉燃烧器(h)供应煤粉；另一路经煤粉管道和截止挡板门，为f层燃烧器供应煤粉。
68.送粉管道包括煤粉管道和截止挡板门。
69.实施例9：
70.对墙式旋流对冲燃烧锅炉进行改造，在前、后墙原有最上层燃烧器上面各新增一层低容量煤粉燃烧器(g和h)，每层原有燃烧器布置数量为n，每层低容量煤粉燃烧器布置数量为n-1；低容量煤粉燃烧器布置位置与燃烧器布置位置纵向交错。改造后燃烧器及低容量煤粉燃烧器布置如图4(以每层主燃烧器4只为例)所示。
71.低容量煤粉燃烧器配套设置风箱风道和水冷壁。
72.其中，将两层原燃烧器(原燃烧器中的任意两层，本实施例以c、f层为例)所对应的磨煤机出口送粉管道设计为三通两路出口；c层燃烧器对应的磨煤机出口送粉管道一路经煤粉管道和截止挡板门，为前墙低容量煤粉燃烧器(g)供应煤粉；另一路经煤粉管道和截止挡板门，为c层燃烧器供应煤粉；f层燃烧器对应的磨煤机出口送粉管道一路经煤粉管道和截止挡板门，为后墙低容量煤粉燃烧器(h)供应煤粉；另一路经煤粉管道和截止挡板门，为f层燃烧器供应煤粉。
73.送粉管道包括煤粉管道和截止挡板门。
74.工作原理：本实施例适应于墙式旋流对冲燃烧锅炉的超低负荷燃烧装置在锅炉超低负荷(≤15％额定负荷)时，仅运行低容量煤粉燃烧器(及相关磨煤装置和送粉管道)，停止运行燃烧器(及相关磨煤装置和送粉管道)；需锅炉负荷＞15％额定负荷时停止运行低容量煤粉燃烧器(及相关磨煤装置和送粉管道)，运行燃烧器(及相关磨煤装置和送粉管道)。
75.实施例1～9超低负荷燃烧装置在锅炉超低负荷时，均能够不借助任何辅助助燃手段快速着火，实现长期高效、安全、稳定的运转。
76.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有
变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。