一种火电厂锅炉负荷深度调节燃烧装置的制作方法

1.本实用新型涉及火电厂锅炉燃烧相关技术领域，具体涉及一种火电厂锅炉负荷深度调节燃烧装置。


背景技术：

2.目前，火力发电厂普遍采用煤粉燃烧锅炉，这种燃烧方式是采用罗丝风机将煤粉直接送入锅炉燃烧室内进行燃烧，产生热量，经锅炉吸收转化为高温高压蒸汽，由汽轮发电机转化为电能。由于这种输送方式简单、粗放，不能精确控制流量，煤粉浓度低，大量冷空气进入窑内，吸收大量热量，造成煤粉燃烧不稳定；同时，由于大量空气是由煤粉输送系统带入，仅有少量空气由锅炉预热后进入燃烧室，风煤比控制调节难度大，增加了操作难度又不利于精确控制温度；锅炉燃烧室结构简单，空间大，单位时间燃烧煤粉量大，煤粉低流量时无法稳定燃烧、容易熄火，锅炉受热面温度不均衡，严重影响锅炉的运行安全，必要时需要投入燃料油方可确保运行，也就是锅炉无法实现低负荷运行，锅炉负荷调节范围窄，达不到深度调节，无法满足火力发电厂深度调峰的目的。锅炉主燃烧室大，点火时投油量大，时间长，成本高，造成锅炉一旦投入运行，启停困难，严重制约锅炉的运行调节。同时，这种燃烧方式煤粉燃烧不完全，锅炉热效率及煤粉利用率不高。
3.随着我国新能源的发展，水力发电，太阳能光伏发电、风力发电以及生物质能发电厂、垃圾发电厂、工厂余热发电等新能源发电厂的兴起，电力供应市场发生了很大的变化，上述新能源电厂由于其功率小具有随机性、间歇性较强的特点，启停灵活，负荷调节方便。为保障电网安全稳定运行，火力发电机组的灵活性改造建设，提高深度调峰能力，显得尤为必要。根据分析国内、外现状，火电机组受火电厂煤质、设备等的影响，目前我国火电机组纯凝工况调峰能力普遍只有40～50％，供热工况下调峰能力更是低至30％左右，这与德国、丹麦等欧洲国家火电机组70％以上的调峰能力差距较大。当电力网用电负荷降低时，火力发电厂供电负荷降低，大量多余热量无法直接转换为电能，造成浪费较大。
4.现有的煤电机组必须具备更佳的灵活性能指标，即更强的深度调峰能力，更快的爬坡能力、启停能力，以满足系统电力负荷随时调整的需要。
5.本实用新型装置可以在不改变原来的煤粉输送系统设备状态下进行改造，增加一套新的煤粉输送系统单独运行或切换运行，也可以结合原有的煤粉输送系统进行改造，共同组成煤粉输送系统，同时运行，根据锅炉调峰需求时进行自动调节供粉量。锅炉燃烧室结构需要进行适当改造，以达到燃烧优化控制的目的。通过燃烧室的改造及燃烧方式的改变，煤粉燃烧更充分，更完全，锅炉的热效率及煤粉热能利用率得到有效提高，做到既环保又节能。
6.全系统实行全封闭运行，外排煤、气混合性气体采用袋式除尘器过滤排空，确保系统安全环保。


技术实现要素：

7.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术手段：
8.一种火电厂锅炉负荷深度调节燃烧装置，包括锅炉主燃烧室，所述锅炉主燃烧室正面和两侧分布一个或多个分体独立燃烧室，所述分体独立燃烧室由耐火砖材隔开，其外侧安装有一个或多个煤粉燃烧器，所述煤粉燃烧器经管路与煤粉均衡分配器相连，所述煤粉均衡分配器经管路与输送器相连，所述输送器经管路与给料机相连，所述调节阀与流量仪表相连、所述流量仪表与单向阀相连、所述单向阀与输送器相连；所述给料机与阀门相连，所述电磁阀与单向阀相连、所述单向阀经管路与给料机、输送器相连，所述给料机经阀门与发送罐相连，所述发送罐经管路与单向阀相连，所述单向阀与流量仪表相连，所述流量仪表与调节阀相连，所述发送罐与称重传感器、压力传感器相连，所述发送罐经管路、阀门、管路与贮粉仓底部相连，所述发送罐经管路、阀门、管路与贮粉仓顶部相连，所述贮粉仓上部与称重传感器相连，所述贮粉仓下部与气化装置相连，所述贮粉仓顶部与除尘器相连，所述贮粉仓经管路与过滤器相连。
9.优选的，所述分体独立燃烧室空间上全部或部分嵌入锅炉主燃烧室内。
10.优选的，所述输送器由文丘里射流器组成。
11.优选的，所述煤粉燃烧器由煤粉通道、压风通道、风帽、喷咀和管接头组成，所述煤粉通道一端与管接头相连，另一端与喷咀相连，所述管接头与外界煤粉管路相连；所述压风通道一端与管接头相连、另一端与风帽相连，其管接头与外界压风管路相连；所述喷咀由喷咀内腔、风槽、风洞等组成一个连通体，所述喷咀外表为圆柱体或圆锥体结构，所述喷咀外表面上螺旋式分布风槽，所述风槽内设有斜向喷咀内腔的风洞，所述风洞与喷咀内腔相连、喷咀两端开口与外界相连通；所述风帽内腔安装有喷咀，并由喷咀的风槽、风洞与喷咀内腔相连。
12.优选的，所述气化装置包括有过滤网和管接头，所述气化装置为金属钢管制作，一端采用过滤网封闭，所述过滤网采用不锈钢燃结网、多层不锈钢过滤网以及其他过滤网；所述管接头与外界管路相连。
13.优选的，所述煤粉均衡分配器包括有球面和管接头，所述煤粉均衡分配器为球面圆锥体，两端安装有管接头，其作用是将一端进入的煤粉进行均匀分配到另一端的一个或多个输送管路。
14.优选的，所述球面上按同心圆的方式分布管接头；其一端管接头与输送煤粉管路相连，另一端管接头输出煤粉至各个煤粉燃烧器。
15.所述发送罐包括有底部流化、腰部流化、称重仪表板和管接头，所述发送罐本体采用金属钢材制作，形状为圆锥体；所述发送罐底部设有底部流化，所述底部流化采用不锈钢烧结网制作，流化室与管接头相连；所述发送罐腰部设有腰部流化，所述腰部流化环绕发送罐一圈，均匀钢管与发送罐相连；所述发送罐顶部设有称重仪表板，用于安装称重传感器；所述发送罐在计算机控制下精确计量、稳定的煤粉浓度、按设定压力及流量将煤粉发送至燃烧器进入燃烧室进行燃烧。
16.本实用新型的有益效果：
17.该装置具有煤粉流量精确控制、全自动化操作、故障率低、环保无粉尘、运行稳定等特点。输送粉料均匀且不堵管、燃烧稳定、能准确测量输送煤粉流量大小。系统占用面积
小，输送管路简单。由于煤粉本身粒度很小，与雾化气混合后，很容易达到雾化状态，对雾化气的要求不是很高，只要保证一定的量即可。采用的煤粉燃烧器构造简单，煤粉量连续、均匀、稳定，不易堵塞，而且内外杆可拆分，便于清洗。
18.本装置采用浓相输送，煤粉浓度大，装置中设有称重仪表，经过计算机的精确计算可以瞬时监测煤粉流量，使煤粉用量能受到精确控制，很好的解决了煤粉燃烧流量不受控制的问题；浓相输送采用压缩空气作为动力，燃烧用空气量可以全部或大部分经锅炉余热预热而有利于煤粉的燃烧工况的调整和控制，解决了大量冷空气进入燃烧室影响燃烧工况的问题；
19.结合锅炉燃烧室的改造，在燃烧室的正面和两侧设立一个或多个独立的分体燃烧室，各分体燃烧室与锅炉主燃烧室相连通，便于热量传递与重负荷时的整体燃烧。分体独立燃烧室的设计将燃烧室进行了分区设置，使燃烧空间由一个整体分成由多个独立燃烧空间组成，多个分体独立燃烧室可以同时运行也可部分运行，这样可以通过调节分体独立燃烧室数量和各分体独立燃烧室的煤粉用量实现调节锅炉燃烧负荷的大小，既保证了燃烧整体性能，又可以灵活调节锅炉负荷量，锅炉运行工况稳定，解决了低煤粉量时锅炉稳定运行的需求。系统装置工作时可以根据锅炉负荷大小需求调整燃烧室的工作数量和燃烧器数量，系统设备切换方便，达到灵活调节锅炉负荷的幅度。
20.本装置所具备的精确控制煤粉输送和分体独立燃烧室技术相互结合，可以使锅炉运行负荷调节范围加大，低负荷运行时不会出现熄火现象，负荷大小调节灵活度大大增加，能量浪费大大减少，既节能又实现环保，可以达到深度调峰的目的。
21.本装置具有如下优点：
22.1、煤粉输送量均匀，燃烧稳定，温度均衡，负荷稳定性高；
23.2、在低煤粉量燃烧运行工况下，不需要投入燃料油补充，大大节省成本；
24.3、分散点火，速度快，投油少，大大节约点火成本，锅炉启停方便，使发电调峰能力大大增强；
25.4、设备工作实现全自动控制，运行稳定，操作容易，劳动强度低；
26.5、燃烧工况稳定，锅炉受热均匀，不会出现局部温度过高问题。
附图说明
27.图1是本实用新型火电厂锅炉负荷深度调节燃烧装置的整体结构示意图；
28.图2是本实用新型的独立燃烧室结构示意图；
29.图3是本实用新型的煤粉均衡分配器结构示意图；
30.图4是本实用新型的气化装置结构示意图；
31.图5是本实用新型的煤粉燃烧器结构示意图；
32.图6是本实用新型的发送罐结构示意图；
33.图7是本实用新型的煤粉燃烧器喷咀结构示意图。
34.其中：
35.1-锅炉主燃烧室、2-分体独立燃烧室、3-煤粉燃烧器、4-煤粉均衡分配器、 5-气化装置、6-除尘器、7-贮粉仓、8-阀门、9-发送罐、10-输送器、11-过滤器、12-管路，13-称重传感器、14-压力传感器、15-给料机、16-单向阀、17
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电磁阀、18-调节阀、19-流量仪表、20-过
滤网、22-管接头、23-球面、24-压风通道、25-煤粉通道、26-风帽、27-喷咀、28-风槽、29-风洞、30-喷咀内腔、 31-腰部流化、32-底部流化、33-称重仪表板。
具体实施方式
36.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
37.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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。
38.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
39.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统，也可以通过其它的方式实现。系统实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的框图显示了根据本技术的多个实施例的系统和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
40.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
41.功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备，可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等，执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
42.工作原理说明：如图1所示，一种火电厂锅炉负荷深度调节燃烧装置，包括锅炉主燃烧室1，所述锅炉主燃烧室1正面和两侧分布一个或多个分体独立燃烧室2，所述分体独立燃烧室2由耐火砖材隔开，其外侧安装有一个或多个煤粉燃烧器3，所述煤粉燃烧器3经管路12与煤粉均衡分配器4相连，所述煤粉均衡分配器4经管路12与输送器10相连，所述输送器10经管路12与给料机15 相连，所述调节阀18与流量仪表19相连、所述流量仪表19与单向阀16相连、所述单向阀16与输送器10相连；所述给料机15与阀门8相连，所述单向阀16 相连有
电磁阀，所述单向阀16经管路与给料机15、输送器10相连，所述给料机15经阀门8与发送罐9相连，所述发送罐9经管路12与单向阀16相连，所述单向阀16与流量仪表19相连，所述流量仪表19连接有调节阀18，所述发送罐9与称重传感器13、压力传感器14相连，所述发送罐9经管路、阀门8、管路12与贮粉仓7底部相连，所述发送罐9经管路12、阀门8、管路12与贮粉仓7顶部相连，所述贮粉仓7上部与称重传感器13相连，所述贮粉仓7下部与气化装置5相连，所述贮粉仓7顶部与除尘器6相连，所贮粉仓7经管路与过滤器11相连。所述输送器10由文丘里射流器组成。
43.如图2-7所示，其中，所述分体独立燃烧室2空间上全部或部分嵌入锅炉主燃烧室1内。且其内侧适当收口与主燃烧室1相通，其余四周均采用墙体封闭，其燃烧火焰、温度传递进入主燃烧室1，未燃烬的煤粉进入主燃烧室1继续燃烧，燃烧产生的烟气通过主燃烧室1进入烟道；所述分体独立燃烧室2是独立的燃烧空间，用来完成小流量煤粉燃烧，由于其空间较小，热效应较高，温度较为集中，散热较小，使小流量煤粉燃烧时较稳定，配备专用输送设备及专用煤粉燃烧器，燃烧稳定度大大提高，其燃烧热量调节范围宽。由多个分体独立燃烧室2组合完成一个主燃烧室1的燃烧，可以通过调整分体独立燃烧的燃烧热量而调整主燃烧室1的燃烧热量，从而灵活深度调整锅炉的负荷量，使锅炉热效率得到大大提高和利用。
44.所述煤粉燃烧器3由煤粉通道25、压风通道24、风帽26、喷咀27和管接头22组成，所述煤粉通道25一端与管接头22相连，另一端与喷咀27相连，所述管接头22与外界煤粉管路12相连；所述压风通道24一端与管接头22相连、另一端与风帽26相连，其管接头22与外界压风管路相连。
45.所述煤粉燃烧器3由煤粉通道25、压风通道24、风帽26、喷咀27和管接头22等组成；所述煤粉通道一端与管接头22相连，另一端与喷咀27相连，其管接头与外界煤粉管路相连；所述压风通道24一端与管接头22相连、另一端与风帽26相连，其管接头22与外界压风管路相连；所述风帽26内腔安装有喷咀27，并由喷咀风槽、风洞与喷咀内腔30相连；喷咀27外表为圆柱体、圆锥体结构，在外表面上螺旋式分布风槽、在风槽内设有斜向喷咀内腔的风洞，所述风洞29与喷咀内腔30相连、喷咀27两端开口与外界相连通，这样的结构有利于风与煤粉的充分混合，达到工况要求；
46.所述煤粉燃烧器3实际是一个煤粉加气混合雾化装置，使煤粉充分与空气混合，进入分体独立燃烧室充分燃烧，同时可通过调整煤粉燃烧器的空气压力可以调整火焰长度和刚性度，使燃烧工况达到最佳状态。
47.所述喷咀27由喷咀内腔30、风槽28、风洞29等组成一个连通体，所述喷咀27外表为圆柱体或圆锥体结构，所述喷咀27外表面上螺旋式分布风槽，所述风槽28内设有斜向喷咀内腔的风洞，所述风洞与喷咀内腔相连、喷咀27两端开口与外界相连通；所述风帽26内腔安装有喷咀27，并由喷咀27的风槽28、风洞29与喷咀内腔30相连。
48.所述气化装置5包括有过滤网20和管接头22，所述气化装置5为金属钢管制作，一端采用过滤网封闭，所述管接头22与外界管路相连。所述过滤网20 采用不锈钢燃结网、多层不锈钢过滤网以及其他过滤网；所述管接头与外界管路相连。
49.所述煤粉均衡分配器4包括有球面23和管接头22，所述煤粉均衡分配器4 为球面圆锥体，两端安装有管接头22。
50.所述球面23上按同心圆的方式分布管接头22，其一端管接头与输送煤粉管路相
连，另一端管接头输出煤粉至各个煤粉燃烧器3。
51.所述发送罐9包括有底部流化32、腰部流化31、称重仪表板33和管接头 22；所述发送罐9本体采用金属钢材制作，形状为圆锥体；所述发送罐9底部设有底部流化32，所述底部流化32采用不锈钢烧结网制作，流化室与管接头 22相连；所述发送罐9腰部设有腰部流化31，所述腰部流化31环绕发送罐一圈，均匀钢管与发送罐9相连；所述发送罐顶部设有称重仪表板33，用于安装称重传感器；所述发送罐在计算机控制下精确计量、稳定的煤粉浓度、按设定压力及流量将煤粉发送至燃烧器进入燃烧室进行燃烧。
52.由于采用正压浓相输送煤粉，使煤粉输送稳定，全套装置采用分散式计算机(dcs)或程序控制器(plc)进行控制和计算，实现系统的自动工作和调节，可以做到精确计量和控制输送煤粉量，使锅炉燃烧煤粉量得到控制和调节；结合分体独立燃烧室的设计，将原有的一个燃烧室分成由多个分体独立燃烧室组成，可以根据锅炉热值需要调整分体独立燃烧室的数量和煤粉燃烧器的数量，对煤粉用量进行设定，可使锅炉热量得到控制；再者，分体独立燃烧室技术可以灵活选择调节分体独立燃烧室，使主燃烧室内空间温度均匀，平衡，锅炉受热均匀不受影响，锅炉长期低负荷运行锅炉水动力稳定，各受热面不出现超温，从而确保锅炉各项工况稳定，在低煤粉运行工况下，不需要投入燃料油补充，大大节省成本。
53.锅炉负荷得到灵活性控制调节，锅炉产生蒸汽量也可以实现灵活调节，使汽轮发电机组的发电量得到调节，实现深度调峰的目的。由于采用浓相输送，风煤比调整范围宽，专用燃烧器燃烧，同时，原有的锅炉燃烧室空间大，稳定燃烧需要的煤粉量也大，热量散失也快，不利于低煤量稳定燃烧，采用分体独立燃烧室将原有的燃烧室分割成多个燃烧室，这样可以在低煤粉量时保持稳定燃烧，温度稳定，很好的解决了原有的煤粉低流量无法燃烧、容易熄火的问题。设立分体独立燃烧室在锅炉点火时可以独立一个一个燃烧室逐步点燃，这样点火速度快，投油少，大大节约点火成本，锅炉启停方便，使发电调峰能力大大增强。由于采用浓相输送，由煤粉带入的空气量较少，大部分空气量可以经由锅炉预热后进入燃烧室，有利于燃烧工况的控制，大大提升了煤粉的燃烬率，有利于环保节能。