煤粉燃烧设备及煤粉燃烧锅炉的制作方法

本实用新型涉及煤粉燃烧领域，尤其涉及一种煤粉燃烧设备及煤粉燃烧锅炉。

背景技术：

燃煤火力发电一直是我国电力行业的主力军，先进的燃煤发电技术是火力发电的主导方向。目前的燃烧器煤质及工况适应性差，很难满足当前煤质多变的国情。

1)目前燃烧器的煤种适应性差，例如当原设计为可点燃劣质煤的燃烧器时，通常为了保证着火，点火区域设计风速较低，若煤质发生变化，燃用烟煤时此燃烧器就易结渣甚至烧损。以某电厂贫煤锅炉为例，改烧烟煤后，最底层的四只点火燃烧器烧损严重，需全部更换，造成的经济损失较大。

2)目前清洁能源占比越来越大，火电参与深度调峰是未来的趋势。当锅炉处于较低负荷时，需投入热源进行稳燃，而此时为了维持低负荷投入的燃料量大幅降低，但为防止风粉管堵塞需保持一定的风速(一般为18m/s以上)，故此时的煤粉浓度相对较低，燃烧器内燃烧剧烈易导致局部超温，从而产生结渣甚至烧损。

技术实现要素：

本实用新型的至少一个目的是提出一种煤粉燃烧设备及煤粉燃烧锅炉。

一些实施例提供了一种煤粉燃烧设备，其包括：壳体，其出口用于与炉膛连通；风粉管道，其与所述壳体的入口连通；热源，其设于所述壳体，用于点燃所述风粉管道通入所述壳体内的风粉；以及烟气组件，其用于向所述风粉管道内和所述热源的点火区域至少之一通入烟气。

可选地，所述烟气组件包括：烟气管道，其用于向所述风粉管道内和所述热源的点火区域至少之一通入烟气；以及增压风机，其设于所述烟气管道，用于为所述烟气管道内的烟气增压。

可选地，所述烟气组件包括第一烟气管道，其与所述热源的点火区域连通。

可选地，所述烟气组件包括第一阀，其设于所述第一烟气管道，用于控制所述第一烟气管道内的气流通断和气流流量。

可选地，所述烟气组件包括第二烟气管道，其与所述风粉管道连通。

可选地，所述烟气组件包括第二阀，其设于所述第二烟气管道，用于控制所述第二烟气管道内的气流通断和气流流量。

可选地，所述第二烟气管道的管径小于所述风粉管道的管径，以用于将烟气引射入所述风粉管道内。

一些实施例提供了一种煤粉燃烧锅炉，其包括上述的煤粉燃烧设备。

可选地，煤粉燃烧锅炉包括锅炉本体，所述煤粉燃烧设备的壳体的出口与所述锅炉本体的炉膛连通。

可选地，所述煤粉燃烧设备的烟气组件中的烟气来源于所述锅炉本体。

基于上述技术方案，本实用新型至少具有以下有益效果：

在一些实施例中，烟气组件用于向风粉管道内和热源的点火区域至少之一通入烟气，其可将烟气喷入风粉管道内，通过调整风粉整体的含氧量及风速控制燃烧强度；也可将烟气引入煤粉燃烧设备内的点火区域，通过降低点火区域局部的含氧量，控制煤粉燃烧设备的点火性能，进而控制煤粉燃烧设备内部整体的燃烧强度；还可同时将烟气喷入风粉管道内，以及将烟气引入煤粉燃烧设备内的点火区域；通过采用引入烟气的技术手段灵活控制煤粉燃烧设备内的燃烧强度，控制煤粉燃烧设备内的温度，以提高煤粉燃烧设备的煤种适应性及工况适应性，有效避免煤粉燃烧设备超温和结渣，实现电站锅炉煤粉的安全、高效燃烧。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一个或多个实施例的煤粉燃烧设备的示意图。

附图中标号：

1-壳体；

2-风粉管道；

3-热源；31-点火源；

4-烟气组件；41-烟气管道；42-增压风机；43-第一烟气管道；44-第一阀；45-第二烟气管道；46-第二阀；47-第三阀；48-第四阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

现有的煤粉燃烧设备控温能力较差，煤质适应范围较窄，当煤质或工况变化较大时，因煤粉燃烧设备结构固定无法改变，此时煤粉燃烧设备内煤粉的燃烧强度较难控制，易产生超温结渣，甚至烧损，若更换全部的煤粉燃烧设备则成本较高。

本实用新型采用引入烟气的技术手段可有效解决上述问题，当煤质变化较大，煤粉燃烧设备的壁温上升较快，采用常规的控制手段如调节风速和煤粉浓度无效或响应较慢时，投入烟气系统，可迅速控制煤粉燃烧设备内的燃烧强度，避免煤粉燃烧设备发生结渣或烧损。

如图1所示，为本实用新型一个或多个实施例的煤粉燃烧设备，其包括壳体1、风粉管道2、热源3和烟气组件4。

其中，壳体1的出口用于与炉膛连通；壳体1的入口与风粉管道2连通。

热源3设于壳体1，用于点燃风粉管道2通入壳体1的风粉。

烟气组件4用于向风粉管道2内和热源3的点火区域至少之一通入烟气。

上述实施例的煤粉燃烧设备至少可以通过以下三种方式引入烟气：第一种是将烟气喷入风粉管道2内，通过调整风粉整体的含氧量及风速控制燃烧强度；第二种是将烟气引入煤粉燃烧设备内的点火区域，通过降低点火区域的局部含氧量，控制煤粉燃烧设备的点火性能，进而控制煤粉燃烧设备内部的整体燃烧强度；第三种是同时将烟气喷入风粉管道2内，以及将烟气引入煤粉燃烧设备内的点火区域。

在一些实施例中，通过采用引入烟气的技术手段灵活控制煤粉燃烧设备内的燃烧强度，控制煤粉燃烧设备内的温度，以提高煤粉燃烧设备的煤种适应性及工况适应性，有效避免煤粉燃烧设备超温和结渣，实现电站锅炉煤粉的安全、高效燃烧。

在一些实施例中，烟气组件4可以包括烟气管道41和增压风机42。

其中，烟气管道41用于向风粉管道2内和热源3的点火区域至少之一通入烟气。

增压风机42设于烟气管道41，用于为烟气管道41内的烟气增压。

通过增压风机42增压后的烟气喷入风粉管道2内，一方面可以降低风粉管道2内的风粉的含氧量，从而降低煤粉燃烧设备内的燃烧强度；另一方面可以通过高速射流作用克服煤粉燃烧设备的内燃阻力，具有一定的引射作用，达到提高风粉管道2内的风速的作用，避免在煤粉燃烧设备内的燃烧剧烈时，产生的热态阻力较大，发生降低风速甚至堵管的问题。

在一些实施例中，烟气组件4包括第一烟气管道43，第一烟气管道43与热源3的点火区域连通。

烟气通过第一烟气管道43通入煤粉燃烧设备的点火局部区域，降低着火区域局部的含氧量，通过改变该区域的含氧量，控制热源3的点火性能，从而控制燃烧强度，避免煤粉燃烧设备超温结渣。

在一些实施例中，烟气组件4包括第一阀44，第一阀44设于第一烟气管道43，用于控制第一烟气管道43内的气流通断和气流流量。

通过第一阀44灵活调整第一烟气管道43通入点火区域的烟气量，可以拓宽煤粉燃烧设备的煤质适应范围和工况适应性。

在一些实施例中，烟气组件4包括第二烟气管道45，第二烟气管道45与风粉管道2连通。

现有的煤粉燃烧设备内部燃烧剧烈时热态阻力较大，易导致风粉管道2内的风速下降，甚至风粉管道2积粉、堵管，本实施例通过第二烟气管道45向风粉管道2内通入烟气，可以降低风粉管道2内的风粉的含氧量从而降低燃烧强度。

在一些实施例中，烟气组件4包括第二阀46，第二阀46设于第二烟气管道45，用于控制第二烟气管道45内的气流通断和气流流量。

通过第二阀46灵活调整通过第二烟气管道45通入风粉管道2内的烟气量，可以拓宽煤粉燃烧设备的煤质适应范围和工况适应性。

在一些实施例中，第二烟气管道45的管径小于风粉管道2的管径，以用于将烟气引射入风粉管道2内。

通过将烟气高速喷入风粉管道2内，高速射流作用能够克服煤粉燃烧设备的内燃阻力，达到提高风粉管道2内的风速的作用。

在一些实施例中，热源3包括燃烧器、等离子体点火、油枪点火、气枪点火、高温空气等可以点燃或加热一次风粉的装置。通过调节热源3的功率可控制装置内部的燃烧强度，进而实现控制温度的目的，有效防止装置超温、结渣。

在一优选或可选实施例中，烟气管道41包括总烟气管道、第一烟气管道43和第二烟气管道45，总烟气管道上设有增压风机42，总烟气管道并联第一烟气管道43和第二烟气管道45，第一烟气管道43设有第一阀44，第二烟气管道45设有第二阀46。

可选地，总烟气管道上且位于增压风机42的进气端设有第三阀47。可选地，总烟气管道上且位于增压风机42的排气端设有第四阀48。

当工况波动较大或出现恶劣工况，如锅炉低负荷时需降低煤粉燃烧设备的出力，而为了确保风粉管道2不积粉，风速需保持在18m/s以上，从而导致煤粉浓度低，过量空气系数较大，煤粉燃烧设备内部燃烧剧烈，温度较高。此时风、粉的调节手段基本失效，使煤粉燃烧设备存在结渣和烧损的风险。此时投入烟气系统即可有效解决上述问题，将烟气通入风粉管道2即可降低风粉管道2内的风粉的含氧量，控制燃烧，又可提高风粉管道2内的风速，避免积粉。

当煤粉燃烧设备的壁温上升较快时，可同时投入第二烟气管道45和第一烟气管道43，在风粉管道2内和煤粉燃烧设备的点火区域均加入烟气，从而最快的降低煤粉燃烧设备的内部温度，确保煤粉燃烧设备的安全。

上述的煤粉燃烧设备适用于煤粉燃烧锅炉。

在一个或多个实施例中，煤粉燃烧锅炉包括上述的煤粉燃烧设备。

在一些实施例中，煤粉燃烧锅炉包括锅炉本体，煤粉燃烧设备的入口与风粉管道2连通，煤粉燃烧设备的壳体1的出口与锅炉本体的炉膛连通。煤粉燃烧设备本体上安装有热源3。

在一些实施例中，煤粉燃烧设备的烟气组件4中的烟气来源于锅炉本体。具体来源于锅炉本体的锅炉尾部烟道。

上述的风粉管道2可以为通入锅炉本体的一次风粉。

当锅炉本体内的煤质发生改变或工况改变有可能导致煤粉燃烧设备结渣或烧损时，可将烟气引入风粉管道2和/或煤粉燃烧设备的点火区域，降低一次风的含氧量或着火区域的局部含氧量，从而降低煤粉燃烧设备内的燃烧强度，通过调节烟气量达到控制煤粉燃烧设备壁温的目的。

可以在现有煤粉燃烧设备的基础上进行改造实现本实用新型提供的结构，结构简单、改造容易、成本很低，改造后能够对燃烧调整起到显著的作用，有效避免煤粉燃烧设备超温和结渣，实现电站锅炉煤粉的安全、高效燃烧。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”、“第三”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。