一种适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统，炉膛顶部设有炉膛顶部受热面，空气预热器连接制粉系统和燃烧器，制粉系统也连接燃烧器；锅炉尾部受热面的一部分设置为双烟道受热面区，双烟道受热面的下游设有烟气挡板；烟气再循环系统包括分别从空气预热器入口、出口处引出的高、低温再循环烟气管道，高、低温再循环烟气管道合并后再通过两路管道分别连接炉膛。本发明专利技术还提供了上述适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统的控制方法。本发明专利技术可保证不同炉膛沾污情况下主蒸汽温度的实现，同时炉膛受热面的沾污情况也有所减轻，从而对锅炉在燃用强沾污性固体燃料时运行条件的改善，以及连续运行时间的增加都具有非常显著的改进效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锅炉系统，尤其涉及一种适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统及其控制方法。
技术介绍
新疆蕴藏着大量尚未开发的煤炭能源。预测资源总量达219万亿吨，占中国预测煤炭资源总量的40％。新疆由于蕴藏着如此丰富的煤炭资源，目前正成为全国能源界的焦点。在我国东、中部的一批老能源基地呈现出资源枯竭趋势及全国能源需求的不断增长情况下，新疆煤炭将成为中国十分重要的能源接续区和战略性能源储备区。在新疆的各大煤田中，准东煤田(准噶尔盆地东部从阜康市到木垒哈萨克自治县的一条狭长地带，东西长约220公里)预测储量达3900亿吨，是我国目前最大的整装煤田。以现在我国煤炭年产量计算，一个准东煤田就能够全国使用一百年。目前，准东煤田是我国“新电东送”、“西气东输”、“新煤东运”最主要的能源保障基地，也是新疆煤电煤化工最主要的煤炭供应来源。由于准东煤矿的历史成因和当地不同的自然条件，该地区的煤质也是沿着煤矿分布带而变化的。总体来说，该地区的煤质具有中高水分、中等发热值、煤质堆积密度小、易着火、易燃尽、强结焦、高碱金属含量、强沾污性等特点。相比国内已发现的其它动力煤种，准东煤具有极高的碱金属氧化物。例如，碱金属氧化物Na2O的含量总体都在2％以上，最高时可高达10％。而Na2O在其它动力用煤中的含量均不超过1％。目前的研究表明，煤中较高的碱金属含量(包括Na2O和K2O)是导致煤灰具有强沾污性的最主要因素。大量的实际运行经验也表明，电厂掺烧准东煤造成锅炉大面积结焦、沾污，跟准东煤高CaO、Na2O、K2O的含量是有着重要的联系。由于准东煤质高水分、高结焦性、严重沾污性极大的特点，部分准东地区电厂基本上停止了掺烧准东煤的试验，同时他们对煤质里面碱金属Na、K的含量有着相当明确的要求。这就限制了准东煤在电厂的大量使用，给准东煤的应用带来了很大的难题。因此，为了能够大比例掺烧甚至100％燃用准东煤，保证锅炉投产后的安全、经济和环保运行，本申请提出了一种燃用强沾污性固体燃料的锅炉系统及其控制方法。与传统的锅炉系统相比，本专利技术所涉系统具有良好的受热面传热调节能力，更加符合燃用强沾污性固体燃料时的锅炉运行要求，对改善锅炉运行条件、延长锅炉运行时间具有非常显著的效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是在燃用强沾污性固体燃料时，如何减轻锅炉受热面的沾污倾向，延长锅炉运行时间，使其具有更好的灵活性和经济性。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供一种适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统，包括锅炉本体、制粉系统、空气预热器和烟气再循环系统，其特征在于：锅炉本体包括炉膛，炉膛顶部设有炉膛顶部受热面，空气预热器连接制粉系统和燃烧器，制粉系统也连接燃烧器；烟气再循环系统包括分别从空气预热器入口、出口处引出的高温再循环烟气管道和低温再循环烟气管道，高温再循环烟气管道和低温再循环烟气管道合并后再通过两路再循环烟气引入口分别连接炉膛。优选地，锅炉尾部受热面的一部分设置为双烟道受热面区，在双烟道受热面区的烟气出口处设有烟气挡板；所述双烟道受热面区的两个通道由水冷或气冷分隔墙隔开。优选地，所述高温再循环烟气管道和低温再循环烟气管道上分别设有高温再循环烟气调节阀和低温再循环烟气调节阀。优选地，所述高温再循环烟气管道和低温再循环烟气管道合并后的管道上设有再循环风机。优选地，所述两路再循环烟气引入口中的一路设于所述燃烧器下部，另一路设于所述炉膛顶部受热面的下部。优选地，所述两路再循环烟气引入口中的一路的位置为距离所述燃烧器最下层喷口水平位置下方3m以内。优选地，所述两路再循环烟气引入口中的另一路的位置为所述炉膛顶部受热面下端下方3m以内。本专利技术还提供了一种上述适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统的控制方法，其特征在于：空气经空气预热器加热后，一部分与固体燃料一起进入制粉系统，随后通过燃烧器进入炉膛，另一部分直接通过燃烧器进入炉膛；炉膛内燃烧产生的烟气经锅炉尾部受热面和空气预热器换热后作为排烟排到下游；高温再循环烟气从空气预热器入口处引出，低温再循环烟气从空气预热器出口处引出，两股再循环烟气合并成一股进入再循环风机，并分A、B两路引入炉膛；再循环烟气引入口A设于所述燃烧器下部，再循环烟气引入口B设于所述炉膛顶部受热面的下部；当炉膛沾污程度较轻时，通过增加再循环烟气引入口A处的再循环烟气量，并通过调节高温再循环烟气调节阀和低温再循环烟气调节阀以保持进入炉膛的再循环烟气温度在300℃以上；当炉膛沾污程度较严重时，通过增加再循环烟气引入口B处的再循环烟气量，并通过调节高温再循环烟气调节阀和低温再循环烟气调节阀以保持进入炉膛的再循环烟气温度在250℃以下。优选地，从空气预热器入口处引出的高温再循环烟气的温度为200～450℃，从空气预热器出口处引出的低温再循环烟气的温度为80～200℃；高温、低温再循环烟气从锅炉本体引出的温度之差在100～300℃范围内。优选地，在调整再循环烟气时，通过调节双烟道受热面区下游的烟气挡板来保证主蒸汽温度的稳定，如果锅炉系统存在再热蒸汽流程，通过调节烟气挡板来保证主蒸汽温度和再热蒸汽温度的匹配。本专利技术提供的锅炉系统，通过调整不同位置处的再循环烟气量，可以直接改变锅炉炉膛的吸热量，从而在不同炉膛沾污情况下达到所要求蒸气品质的目的。当炉膛沾污程度较轻时，炉膛吸热量较大，这时可通过增加再循环烟气引入口A处的再循环烟气量来降低燃烧器区域的烟气温度，从而减少炉膛受热面沾污速度。为了减轻再循环烟气对燃料燃烧过程的影响，这里再循环烟气的入炉温度需保持在300℃以上。烟气在流经炉膛顶部受热面时的温度有有所降低，即也减轻了炉膛顶部受热面的沾污速度。最终炉膛出口烟气温度下降，从而保证了尾部高温受热面的安全运行。当炉膛沾污程度较严重时，炉膛吸热量较小，这时增加再循环烟气引入口B处的再循环烟气量，将使下部炉膛的辐射吸热量有所增加。为了达到降低炉膛顶部受热面及其下游受热面的沾污程度并尽可能减少再循环烟气量对锅炉受热面的影响，这里再循环烟气的入炉温度需尽可能地保持在较低水平，不应高过250℃。高温烟气在炉膛顶部受热面前与温度较低的再循环烟气混合，温度有一定程度降低，减轻了炉膛顶部受热面的沾污速度。最终炉膛出口烟气温度下降，同样保证了尾部高温受热面的安全运行。在调整A、B两个烟气再循环引入口的再循环烟气量时，需配合调整双烟道受热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统，包括锅炉本体、制粉系统(1)、空气预热器(7)和烟气再循环系统，其特征在于：锅炉本体包括炉膛(3)，炉膛(3)顶部设有炉膛顶部受热面，空气预热器(7)连接制粉系统(1)和燃烧器(2)，制粉系统(1)也连接燃烧器(2)；烟气再循环系统包括分别从空气预热器(7)入口、出口处引出的高温再循环烟气管道和低温再循环烟气管道，高温再循环烟气管道和低温再循环烟气管道合并后再通过两路再循环烟气引入口分别连接炉膛(3)。

【技术特征摘要】
1.一种适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统，包括锅炉本体、制粉系统(1)、
空气预热器(7)和烟气再循环系统，其特征在于：
锅炉本体包括炉膛(3)，炉膛(3)顶部设有炉膛顶部受热面，空气预热器
(7)连接制粉系统(1)和燃烧器(2)，制粉系统(1)也连接燃烧器(2)；
烟气再循环系统包括分别从空气预热器(7)入口、出口处引出的高温再循
环烟气管道和低温再循环烟气管道，高温再循环烟气管道和低温再循环烟气管道
合并后再通过两路再循环烟气引入口分别连接炉膛(3)。
2.如权利要求1所述的一种适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统，其特征在
于：所述锅炉尾部受热面的一部分设置为双烟道受热面区(5)，在双烟道受热面
区(5)的烟气出口处设有烟气挡板(6)；双烟道受热面区(5)的两个通道由水
冷或气冷分隔墙隔开。
3.如权利要求1所述的一种适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统，其特征在
于：所述高温再循环烟气管道和低温再循环烟气管道上分别设有高温再循环烟气
调节阀(9)和低温再循环烟气调节阀(10)。
4.如权利要求1或3所述的一种适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统，其特
征在于：所述高温再循环烟气管道和低温再循环烟气管道合并后的管道上设有再
循环风机(8)。
5.如权利要求1所述的一种适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统，其特征在
于：所述两路再循环烟气引入口中的一路设于所述燃烧器(2)下部，另一路设
于所述炉膛顶部受热面的下部。
6.如权利要求5所述的一种适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统，其特征在
于：所述两路再循环烟气引入口中的一路的位置为距离所述燃烧器(2)最下层
喷口水平位置下方3m以内。
7.如权利要求5或6所述的一种适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统，其特
征在于：所述两路再循环烟气引入口中的另一路的位置为所述炉膛顶部受热面下
端下方3m...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫凯，张翔，乌晓江，张建文，
申请(专利权)人：上海锅炉厂有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31