一种用于中速磨四角切圆锅炉的深度调峰低负荷稳燃方法与流程

1.本发明涉及电厂的燃烧器设备技术领域，更具体而言，涉及一种用于中速磨四角切圆锅炉的深度调峰低负荷稳燃方法。


背景技术：

2.由于我国新能源发电的迅猛发展，以及煤电产能的过剩，煤电的灵活性改造势在必行。当新能源在电网中的比例逐渐扩大时，对调峰电源的需求也逐渐升高，与新能源等电源相比，煤电具有较好的调峰性能。而对于以煤炭为主要一次能源的国家而言，高调节性的煤电厂就成为了最为现实的可行选择。
3.现在中速磨制粉系统四角切圆锅炉运行中为提高经济效益、防止结焦及高温腐蚀通常采用煤种(烟煤、贫煤)掺烧方式进行。常规低负荷改造方式有富氧燃烧器断层或错层布置稳燃技术、单通道可控热回流偏执预燃室燃烧器、浓淡分离双喷口燃烧器、等离子点火深度调峰稳燃技术等。
4.(1)燃烧器断层或错层布置稳燃：利用氧气(燃烧器内局部小量加氧)强化煤粉与燃油的燃烧，降低燃料着火温度，提高燃烧过程温度，加快反应速度，使煤粉以提前主动燃烧状态进入炉膛，且不受煤质及周围炉膛温度波动的影响，提高炉膛温度，保证整个锅炉煤粉不会因为炉膛热负荷过低燃烧不稳而熄火，实现锅炉不停炉超低负荷(最低20％额定负荷)调峰，增强火电机组深度调峰能力。缺点是：低负荷时需长时间投油、投氧助燃，影响机组经济效益；长时间投油存在燃烧器内部存在局部结焦风险。
5.(2)单通道可控热回流偏执预燃室燃烧器：利用一次风管向炉膛方向的最后一个弯头的离心力，将管内的煤粉气流分为浓淡两股煤粉气流，这两股煤粉气流经过一个浓淡分配器后进入垂直布置裤衩管，上管内为淡煤粉气流，下管内为浓煤粉气流；下管内的浓煤粉气流经矩形(圆形)预燃室下方的入口进入预燃室再从其出口进入炉膛。当浓煤粉气流以23－26m/s的速度通过预燃室底部时，预燃室内就会形成一个负压区，就造成了强烈的热烟气回流，这样该燃烧器就有了相当好的稳燃能力。缺点是：适合烟煤机组，低负荷时需长时间引弧，阴极头更换频繁，耗电量大，更换费用高，影响机组经济效益；长时间投油存在燃烧器内部存在局部结焦风险；对负荷响应不灵敏，断弧时常发生。
6.(3)浓淡分离双喷口燃烧器：采用水平左右浓淡燃烧，在燃烧器四角布置切向燃烧方式锅炉中。利用挡块将煤粉气流分离成浓淡两股，喷口设置分离隔板，将浓煤粉流引至向火侧，淡煤粉流在背火侧，进行浓淡分离燃烧。缺点是：煤种适应单一，适合贫煤；可实现最低稳燃负荷为40－70％bmcr不投油稳燃，负荷较低时炉膛温度降低，卷吸的高温烟气温度降低，进一步稳燃受到限制；高负荷投运存在结焦风险。
7.(4)钝体燃烧器：一次风粉气体在绕钝体后，由于风粉惯性的差异，浓煤粉区正置向火侧，该区又恰是烟温较高的富氧区，极有益于煤粉提前着火和强化燃烧，提高燃烧效率。缺点是：煤种适应单一，适合贫煤、无烟煤，贫煤最低不投油稳燃负荷为70％bmcr；一次风粉浓、淡比例不可调，不能实现根据负荷、煤质变化调节一次风粉浓度需要；深度调峰低
负荷下浓淡分离技术稳燃，一次风速、磨煤机出力较低，一次风粉浓、淡比偏离设计值较大，稳燃效果不明显，反而有堵管、烧喷口、结焦风险；当对烟煤、劣质烟煤、褐煤采用浓、淡分离技术稳燃，高负荷存在结焦及高温腐蚀风险。
8.以上改造方式均不满足灵活性改造深度调峰低负荷稳燃具体要求及中速磨制粉系统四角切圆锅炉燃煤特性。


技术实现要素：

9.针对现阶段技术中存在的问题，本发明提出一种用于中速磨四角切圆锅炉的深度调峰低负荷稳燃方法，解决当今中速磨制粉系统四角切圆锅炉灵活性改造深度调峰低负荷中存在的缺点、问题。
10.为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：
11.一种用于中速磨四角切圆锅炉的深度调峰低负荷稳燃方法，包括主燃烧器与辅助燃烧器，所述主燃烧器采用多层燃烧器，其中最上层燃烧器投运烟煤，下层燃烧器投运贫煤；所述辅助燃烧器设置于所述主燃烧器的下方；将最上层所述燃烧器入口端一部分烟煤气流引至辅助燃烧器，形成两层烟煤气流包夹中间贫煤气流稳燃组合形式。
12.所述主燃烧器具体设置为两层。
13.中速磨，包括用于提供烟煤的上层中速磨与用于提供贫煤的下层中速磨；所述主燃烧器，包括上层燃烧器与下层燃烧器；所述上层燃烧器通过上层煤粉管连接所述上层中速磨，所述下层燃烧器通过下层煤粉管连接所述下层中速磨；所述辅助燃烧器，其通过辅助煤粉管连接所述上层中速磨。
14.作为进一步优化的技术方案，所述辅助燃烧器采用火炬燃烧器；其带有旋流腔。
15.作为进一步优化的技术方案，还包括煤粉分流器，所述煤粉分流器的入口端通过煤粉管路连接所述上层中速磨，出口端一路通过上层煤粉管连接所述上层燃烧器，另一路通过辅助煤粉管连接所述辅助燃烧器。
16.作为进一步优化的技术方案，煤粉管路设置有关断门与可调缩孔。
17.作为进一步优化的技术方案，所述煤粉分流器内设置有调节挡板，用于对进入上层燃烧器或辅助燃烧器风量、煤量的调节。
18.作为进一步优化的技术方案，所述上层煤粉管依次设置有第一进风接管、第一节流件与上层煤粉管流量计。
19.作为进一步优化的技术方案，所述辅助煤粉管依次设置有第一切断阀、第三进风管、第三节流件与辅助粉管流量计。
20.作为进一步优化的技术方案，所述下层煤粉管依次设置有第二切断阀、第二进风接管、第二节流件、下层煤粉管流量计。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
22.本发明实施例的一种用于中速磨四角切圆锅炉的深度调峰低负荷稳燃方法，通过最上层燃烧器与辅助燃烧器，形成两层烟煤气流包夹中间贫煤气流稳燃组合形式；同时辅助燃烧器产生稳定高温火炬对下层燃烧器进行助燃，为煤粉着火提供稳定着火热。通过本发明提供的布置及助燃方式极大提高单角及同层燃烧温度，改善低负荷下炉膛整体燃烧环境，降低带来的燃烧不稳定问题。同时通过调节入磨煤量、一次风量对煤粉浓度进行调节，
满足不同调峰负荷及煤质的需要，具备较强的灵活性操作性。
23.本发明长时稳燃过程中不需要投入煤粉外的如燃油、氧气等助燃介质且能保证持续稳定，实现低负荷稳燃运行的经济性。具有灵活性操作特点，能够跟随锅炉负荷、煤质等燃烧工况做出调整。深度调峰低负荷投入该技术，中、高负荷时切回正常燃烧方式。同时一次风速、风煤比均可在线调整。与中速磨制粉系统具备很好的匹配性，满足制粉系统煤种搭配需求及中速磨工作特性。具有快速响应性及负荷变化稳定性，可实现agc模式深度调峰。
24.本发明解决了中速磨四角切圆锅炉灵活性改造深度调峰低负荷稳燃问题，为今后中速磨制粉系统四角切圆锅炉深度调峰低负荷稳燃提供一种技术路线，具备很高的科研价值及同类型机组推广价值。燃煤机组深度调峰低负荷稳燃成功开发与清洁能源发电大规模利用实现良好的互补效应，具有很高的经济效益及环保效益。
附图说明
25.图1是本发明实施例一种用于中速磨四角切圆锅炉的深度调峰低负荷稳燃系统示意图；
26.图2是本发明实施例一种用于中速磨四角切圆锅炉的深度调峰低负荷稳燃系统平面布置示意图；
27.图3是本发明中煤粉分流器内部结构示意图。
28.图中，100、上层燃烧器；110、上层煤粉管；120、煤粉分流器； 121、第一调节挡板；122、第二调节挡板；130、第一节流件；140、第一进风接管；150、上层煤粉管流量计；
29.200、辅助燃烧器；210、辅助煤粉管；220、第一切断阀；230、辅助粉管流量计；240、第三进风接管；250、第三节流件；
30.300、下层燃烧器；310、下层煤粉管；320、第二切断阀；330、第二进风接管；340、第二节流件；350、下层煤粉管流量计；
31.400、上层中速磨；401、煤粉管路；402、关断门；403、可调缩孔；410、下层中速磨。
具体实施方式
32.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
33.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“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技术和简化描述，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技术的限制。
34.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
35.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
36.如图1－2所示，本发明实施例优选实施例的一种用于中速磨四角切圆锅炉的深度调峰低负荷稳燃方法，包括主燃烧器与辅助燃烧器200，所述主燃烧器采用多层燃烧器，其中最上层燃烧器100投运烟煤，下层燃烧器300投运贫煤；所述辅助燃烧器200设置于所述主燃烧器的下方；将最上层所述燃烧器入口端一部分烟煤气流引至辅助燃烧器200，形成两层烟煤气流包夹中间贫煤气流稳燃组合形式。利用烟煤易燃特性将上层燃烧器100一部分烟煤气流引至一带辅助燃烧器200，辅助燃烧器200布置下层燃烧器300下方，形成两层烟煤气流包夹中间贫煤气流稳燃组合形式。同时辅助燃烧器200产生稳定高温火炬对下层燃烧器300进行助燃，为煤粉着火提供稳定着火热。此种布置及助燃方式极大提高单角及同层燃烧温度，改善低负荷下炉膛整体燃烧环境，降低带来的燃烧不稳定问题。同时通过调节入磨煤量、一次风量对煤粉浓度进行调节，满足不同调峰负荷及煤质的需要，具备较强的灵活性操作性。在本实施例中，上层燃烧器100与下层燃烧器300为原锅炉设备，辅助煤粉燃烧器为新增设备。
37.在本技术的一些实施例中，所述主燃烧器具体设置为两层。在本实施例中，上层燃烧器100投运烟煤，下层燃烧器300投运贫煤。
38.在本技术的一些实施例中，还包括中速磨，所述中速磨包括上层中速磨400与下层中速磨410；在本实施例中，上层中速磨400用于提供烟煤，为主燃烧器与辅助燃烧器200提供为的那个的供粉，保证稳定的燃烧火炬；下层中速磨410用于提供贫煤，其出力可调节，满足机组负荷快速响应agc指令。所述主燃烧器，包括上层燃烧器100与下层燃烧器300；所述上层燃烧器100通过上层煤粉管110连接所述上层中速磨400，所述下层燃烧器300通过下层煤粉管310连接所述下层中速磨410；所述辅助燃烧器200，其通过辅助煤粉管210连接所述上层中速磨400。在本实施例中，煤粉管路401设置有关断门402与可调缩孔403，其中，可调缩孔用于调节管道内的煤粉风压的平衡，保证锅炉的燃烧的稳定性。
39.在本技术的一些实施例中，所述辅助燃烧器200采用火炬燃烧器；其带有旋流腔。通过辅助燃烧器200的高温火炬喷嘴对下层燃烧器300 助燃。
40.在本技术的一些实施例中，还包括煤粉分流器120，所述煤粉分流器120的入口端通过煤粉管路401连接所述上层中速磨400，出口端一路通过上层煤粉管110连接所述上层燃烧器100，另一路通过辅助煤粉管210连接所述辅助燃烧器200。
41.在本技术的一些实施例中，所述煤粉分流器120内设置有调节挡板，用于对进入上层燃烧器100或辅助燃烧器200风量、煤量的调节。如图3所示，所述煤粉分流器120内设置有第一调节挡板121与第二调节挡板122，通过第一调节挡板121与第二调节挡板122的调节来实现进入煤粉分配器风粉混合物按预定比例进行分配；其中，第一调节挡板121可实现出口管风量的调节，第二调节挡板122可对出口管粉量进行调节。在本实施例中，煤粉分流器120内部自上游到下游依次设置为曲管段、直管段与分流段管路，上层中速磨400将煤粉送入煤粉分流器120的曲管段，经第一调节挡板121分流进入直管段，经第二调节挡板122进一步分流，进入分流段后，分别流入上层燃烧器100 与辅助燃烧器200。
42.在本技术的一些实施例中，所述上层煤粉管110设置有用于煤粉气流阻力平衡的第一节流件130。
43.在本技术的一些实施例中，所述上层煤粉管110设置有第一进风接管140，来适当补充上层主燃烧器一次风量，保证上层主燃烧器风速同时可提高风粉温度，进一步提高稳燃效果。
44.在本技术的一些实施例中，所述上层煤粉管110设置有上层粉管流量计。在本实施例中，上层煤粉管流量计150设置于所述第一节流件130的下游，用于检测上层煤粉管110内风量。
45.在本技术的一些实施例中，所述辅助煤粉管210设置有用于对管内煤粉气流切断的第一切断阀220，在低负荷时投运辅助燃烧器200，高负荷时切断辅助燃烧器200。在上述实施实例的基础上，在第一切断阀220的下游设置有辅助粉管流量计230。
46.在本技术的一些实施例中，所述下层煤粉管310还设置有第二切断阀320、第二进风接管330、第二节流件340、下层煤粉管流量计350。
47.在本技术的一些实施例中，所述辅助煤粉管210还设置有第三进风接管240、第三节流件250。
48.对比例
49.燃烧系统包括上层燃烧器、下层燃烧器、上层中速磨与下层中速磨，上层中速磨向上层燃烧器提供烟煤，下层中速磨向下层燃烧器提供贫煤。
50.本实施例提供的燃烧系统可实现保持主机安全稳定运行机组具有更宽的负荷调节范围，负荷下限从对比例的45％下调至15％－20％。
51.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。