用于火电机组改善锅炉燃烧特性的超低负荷稳燃系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于火电机组锅炉在超低负荷下的稳燃系统，包括与原煤仓连通的给煤机，给煤机的输出端依次连接下行干燥管、磨煤机、粗粉分离器、细粉分离器、煤斗、锅炉的主燃烧器，空预器分别与磨煤机、锅炉顶部的燃尽风室连通、热一次风道连通，热一次风道分别与下行干燥管的输入端、二次风箱、排粉风机、细粉分离器连通，其特征在于，还包括与稳燃气源系统连接的煤粉气源掺混器，煤粉气源掺杂器的输入端连接排粉分机与主燃烧器之间的管道，输出端连接主燃烧器。本发明专利技术在原火电机组锅炉系统中，针对原制粉系统和燃烧系统，在锅炉房旁，新增一套稳燃气源系统和煤粉气源掺混器来稳定锅炉在超低负荷下的燃烧，保障锅炉在低负荷下的安全。

Ultra low load stabilized combustion system for improving boiler combustion characteristics in thermal power units

The invention discloses a method for thermal power plant boiler in ultra low load stable combustion system, including communication with the coal bunker coal feeder, main burner to the output end of the coal machine are connected in turn down drying pipe, coal mill, coarse and fine powder separators, scuttle, boiler, combustion chamber air preheater and coal mill, the top of the boiler is connected, a hot air duct communicated, a heat air duct respectively and downstream drying tube input, two bellows, fan, cyclone separator connected, characterized in that, also included with stable combustion pulverized coal gas source connected to the air supply system mixed with for coal gas doping device is connected to the input end of pipe between the powder extension and main burner, is connected with the output end of the main burner. The present invention in the boiler system of thermal power unit, the original coal pulverizing system and combustion system in the boiler room next to a new stable combustion air system and air mixing device to pulverized coal boiler in low load stable combustion of the boiler under low load, guarantee the safety of.

【技术实现步骤摘要】
用于火电机组改善锅炉燃烧特性的超低负荷稳燃系统
本专利技术涉及一种用于火电机组锅炉在超低负荷下的稳燃技术，用于对火电机组在超低负荷运行时的锅炉稳燃，从而提高电站机组在超低负荷下的安全稳定运行能力，保障机组锅炉的安全性，属于电站

技术介绍
近年来，我国风电、光伏发电等可再生能源装机规模迅猛增长。截止2015年，风电总装机容量达1.29亿千瓦，光伏发电总装机容量达4158万千瓦。然而，我国电力系统目前现有的调节能力难以满足这些清洁能源大规模发展和完全消纳的需求，这就导致了部分地区出现了较为严重的弃风和弃光现象。以“三北”地区为例，冬季供暖期，大量热电联产机组因供暖而难以深度调峰，进而导致负荷低谷时段风电大量弃风。2015年，甘肃的弃风量为82亿千瓦时、弃风率高达39％；新疆的弃风量为71亿千瓦时、弃风率高达32％；吉林的弃风量为27亿千瓦时、弃风率高达32％。较高的弃风、弃光现象不仅造成了风电、光电等清洁电力能源的极大浪费，也给国家带来了很大的经济损失。针对这一问题，国家发展和改革委员会、国家能源局出台了一系列相关文件政策。根据《国家发展改革委国家能源局关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》有关要求，到2020年，国家级风光水火储多能互补示范工程弃风率控制在5％以内，弃光率控制在3％以内。这就对我国各大电网的容量及调节能力提出了更高的要求，以便给风电、光电等清洁能源腾出更大的空间。另一方面，这些清洁能源在电力供给方面还具有随机性、间歇性、不稳定性、无功供给性能低、短时提供短路电流能力弱等特点，这些因素均不利于清洁能源的大规模并网，给电力系统的安全运行和电力供应保障带来巨大的挑战。因此，为了提高我国清洁能源的利用率，降低弃风率和弃光率，降低清洁能源在并网供电过程中对局部电网产生冲击的可能性，保证电网的安全稳定运行，亟需对我国电力系统的调峰能力进行提升和扩展，这也是我国推进高效智能电力系统建设的重要内容，符合国家电力系统发展的战略规划。火电运行灵活性包括；燃料灵活、调峰能力、爬坡速度、启停时间等几个主要部分。在这几个方面中，目前最缺乏的是调峰能力的提升。当机组在超低负荷运行时，如调峰负荷率达到20％下，将对机组安全运行产生一系列问题，涉及燃烧、汽水、环保、辅机等问题，而这一系列问题中，最重要的是超低负荷下锅炉的稳燃问题，当锅炉的燃烧工况远低于设计的最低稳定运行负荷时，炉膛的温度会急剧下降，导致煤粉的快速着火出现困难，进而引发火焰稳定性差，容易发生熄火，炉膛灭火放炮等重大安全隐患。因此，实现火电机组超低负荷安全稳定运行需要提供安全有效的锅炉超低负荷稳燃技术。以目前300MW某机组为例，该机组是配钢球磨煤机中间仓储式制粉系统的机组。如图1所示，为原锅炉制粉及燃烧系统的示意图，煤粉由原煤仓1进入计量系统2，再进入给煤机3，由给煤机3给煤进入下行干燥管4中，再进入磨煤机5中进行煤粉制备，与此同时，一、二次风冷空气进入空预器15后变为热一次风和热二次风，热一次风通过风道进入下行干燥管4后，与未经过空预器15的冷一次风都进入磨煤机5中干燥煤粉，从磨煤机5出来的一次风粉混合物进入粗粉分离器8中进行一次风粉分离，不符合要求的煤粉通过粗粉分离器与下行干燥管之间的管道再返回到磨煤机5中重新磨制，符合要求的煤粉进入细粉分离器9中进行二次风粉分离，达到燃烧要求的煤粉进入煤斗14中储存，没有达到要求的煤粉通过再循环管10回到磨煤机5中重新磨制，在细粉分离器9中分离的空气中含有少量的细煤粉通过管道与部门一次风混合，经过排粉风机11升压后输送煤斗14中的煤粉进入主燃烧器13中进行燃烧，同时从热风风道上引入一股热二次风进入二次风箱16，再进入主燃烧器13中助燃。整个系统在超低负荷下炉膛温度会急剧下降，导致煤粉的快速着火出现困难，进而引发火焰稳定性差，容易发生熄火，炉膛灭火放炮等重大安全隐患。目前该机组系统最大只能做到30％BMCR或35％BMCR负荷下不投油且能维持稳定燃烧，无法满足超低负荷(20％BMCR)不投油且能维持稳定燃烧技术要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够用于火电机组锅炉在超低负荷下的稳燃技术，能使火电机组锅炉在超低负荷实现安全稳定运行，保证机组的安全性，提高机组的灵活性。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于火电机组锅炉在超低负荷下的稳燃系统，包括与原煤仓连通的给煤机，给煤机的输出端依次连接下行干燥管、磨煤机、粗粉分离器、细粉分离器、煤斗、锅炉的主燃烧器，细粉分离器通过再循环管与磨煤机连接，空预器分别与磨煤机、锅炉顶部的燃尽风室连通、热一次风道连通，热一次风道分别与下行干燥管的输入端、二次风箱、排粉风机、细粉分离器连通，二次风箱的进风口与热一次风道连通，出风口与主燃烧器连通，排粉分机的进风口与热一次风道连通，出风口连接煤斗与主燃烧器之间的管道，其特征在于，还包括与稳燃气源系统连接的煤粉气源掺混器，煤粉气源掺杂器的输入端连接排粉分机与主燃烧器之间的管道，输出端连接主燃烧器。优选地，所述稳燃气源系统为天然气气源站。更优选地，所述天然气气源站通过调压站与煤粉气源掺杂器连接。优选地，所述原煤仓的出口端连接有计量系统。优选地，所述主燃烧器为多层燃烧器，煤粉气源掺杂器与主燃烧器的上两层连接。更优选地，当与之配合的机组在大于或等于最低稳燃负荷下运行时，该稳燃系统停止工作，即停止向锅炉供天然气，主燃烧器正常运行；当机组在低于最低稳燃负荷下运行时，主燃烧器切换到上两层运行，与此同时，天然气气源站中的天然气输送到煤粉气源掺混器中直接与一次风粉进行掺混后输送到锅炉的炉膛中进行燃烧。本专利技术在原火电机组锅炉系统中，针对原制粉系统和燃烧系统，在锅炉房旁，新增一套稳燃气源系统和煤粉气源掺混器来稳定锅炉在超低负荷下的燃烧，保障锅炉在低负荷下的安全。通过两个系统在机组协同运行，保证高负荷下运行，不对机组产生负面影响，在超负荷下运行时，由于将可燃气体掺混在一次风粉中，大大降低了混合物的着火热，天然气首先开始燃烧后，再点燃煤粉，从而保证低负荷下锅炉的稳燃，实现机组的安全运行。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术通过可以实现电厂机组锅炉在超低负荷下的稳定燃烧。2、本专利技术增加了在一次风粉混合物掺入了可燃气体，提高燃料的稳燃特性，在最低稳燃负荷附近负荷下，锅炉的燃烧特性大大提高。附图说明图1为原锅炉制粉及燃烧系统的示意图；图2为实施例提供的稳燃系统的示意图。具体实施方式为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。实施例以哈尔滨锅炉厂生产的某电厂300MW亚临界锅炉为对象。如图2所示，为用于电厂中间仓储式制粉系统机组锅炉在超低负荷下的稳燃系统的示意图，用于锅炉在超低负荷下的稳燃，其包括与原煤仓1连通的给煤机3和与稳燃气源系统(本实施例采用小型的天然气气源站18)连接的煤粉气源掺混器17。给煤机3的输出端依次连接下行干燥管4、磨煤机5、粗粉分离器8、细粉分离器9、煤斗14、锅炉的主燃烧器13，细粉分离器9通过再循环管10与磨煤机5连接，空预器15分别与磨煤机5(两者通过冷一次风道7连通)、锅炉顶部的燃尽风室12连通、热一次风道6连通，热一次风道6分别与下行干燥管4的输入端、二次风箱16、排本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于火电机组锅炉在超低负荷下的稳燃系统，包括与原煤仓(1)连通的给煤机(3)，给煤机(3)的输出端依次连接下行干燥管(4)、磨煤机(5)、粗粉分离器(8)、细粉分离器(9)、煤斗(14)、锅炉的主燃烧器(13)，细粉分离器(9)通过再循环管(10)与磨煤机(5)连接，空预器(15)分别与磨煤机(5)、锅炉顶部的燃尽风室(12)连通、热一次风道(6)连通，热一次风道(6)分别与下行干燥管(4)的输入端、二次风箱(16)、排粉风机(11)、细粉分离器(9)连通，二次风箱(16)的进风口与热一次风道(6)连通，出风口与主燃烧器(13)连通，排粉分机(11)的进风口与热一次风道(6)连通，出风口连接煤斗(14)与主燃烧器(13)之间的管道，其特征在于，还包括与稳燃气源系统连接的煤粉气源掺混器(17)，煤粉气源掺杂器(17)的输入端连接排粉分机(11)与主燃烧器(13)之间的管道，输出端连接主燃烧器(13)。

【技术特征摘要】
1.一种用于火电机组锅炉在超低负荷下的稳燃系统，包括与原煤仓(1)连通的给煤机(3)，给煤机(3)的输出端依次连接下行干燥管(4)、磨煤机(5)、粗粉分离器(8)、细粉分离器(9)、煤斗(14)、锅炉的主燃烧器(13)，细粉分离器(9)通过再循环管(10)与磨煤机(5)连接，空预器(15)分别与磨煤机(5)、锅炉顶部的燃尽风室(12)连通、热一次风道(6)连通，热一次风道(6)分别与下行干燥管(4)的输入端、二次风箱(16)、排粉风机(11)、细粉分离器(9)连通，二次风箱(16)的进风口与热一次风道(6)连通，出风口与主燃烧器(13)连通，排粉分机(11)的进风口与热一次风道(6)连通，出风口连接煤斗(14)与主燃烧器(13)之间的管道，其特征在于，还包括与稳燃气源系统连接的煤粉气源掺混器(17)，煤粉气源掺杂器(17)的输入端连接排粉分机(11)与主燃烧器(13)之间的管道，输出端连接主燃烧器(13)。2.如权利要求1所述的用于火电机组锅炉在超低负荷下的稳燃系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁士发，施鸿飞，吕为智，蒋晓峰，崇培安，朱一飞，陶丽，陈端雨，
申请(专利权)人：上海发电设备成套设计研究院，
类型：发明
国别省市：上海,31