燃烧器底置煤粉锅炉及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种燃烧器底置的煤粉锅炉，包括：炉膛；至少一个底置燃烧器，每个燃烧器具有燃烧器喷口，一次风携带煤粉通过燃烧器喷口向上进入炉膛；二次风布风装置，围绕燃烧器设置在炉膛底部，用于向上喷射二次风，其中：二次风布风装置包括内二次风布风装置和外二次风布风装置；内二次风布风装置包括内二次风集箱与内二次风管，内二次风管与内二次风集箱相连且设置有位于炉膛内的多个内二次风出风口，至少一部分内二次风出风口邻近所述燃烧器喷口布置；外二次风布风装置包括外二次风集箱与外二次风管，外二次风管与外二次风集箱相连且设置有位于炉膛内的多个外二次风出风口；所述内二次风集箱独立于外二次风集箱。本发明专利技术还涉及一种煤粉锅炉的控制方法。种煤粉锅炉的控制方法。种煤粉锅炉的控制方法。

【技术实现步骤摘要】
燃烧器底置煤粉锅炉及其控制方法


[0001]本专利技术的实施例涉及锅炉领域，尤其涉及煤粉锅炉及其控制方法。

技术介绍

[0002]我国在用燃煤工业锅炉达46.7万台，年消耗原煤约7亿吨，占全国煤炭消耗总量的18％以上。工业锅炉是重要的热能动力设备，广泛应用于工厂动力、建筑采暖、人民生活等各个方面。2015年，国家能源局印发了《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020)》，要大力推动高效煤粉工业锅炉技术发展和市场应用。
[0003]但现有燃煤工业锅炉存在如下技术缺陷：
[0004](1)煤粉点火时刻存在爆燃倾向：主要原因是给入炉膛的煤粉多为冷煤粉，煤粉在炉膛内需要经历预热、挥发分析出和着火阶段，点火时刻炉膛温度偏低，点火时间长，增大爆燃倾向；
[0005](2)锅炉存在振动风险：主要原因是煤粉燃烧稳定性恶化，炉内压力持续波动，特别是低负荷运行时，炉内温度水平偏低，煤粉燃烧的火焰不能持续传播，锅炉振动风险增大；
[0006](3)煤粉燃烧的NOx原始排放水平高：NOx原始排放水平多在200mg/m3以上，尾部脱硝费用较高，且存在二次污染风险。
[0007]主流的工业煤粉锅炉主要有卧式煤粉锅炉和立式煤粉锅炉两种，与卧式煤粉锅炉相比，立式煤粉锅炉炉内的流场更便于组织，锅炉热效率较高。
[0008]此外，中国专利ZL201710425369.0公开了一种燃烧器底置的立式煤粉锅炉，采用设置于炉膛底部的整个横截面上的二次风布风管来提供二次风，供风均匀，几乎不出现卷吸、回流，炉膛横截面上各处的速度差很小，因此形成弥散的风粉混合物整体向上流动，从而改变了常规的风包粉燃烧方式。该专利技术实现了风粉混合物在全炉膛空间内整体向上平推流动，炉膛内不出现回流区，避免了煤粉颗粒在炉膛内积聚、结团，提高了系统运行稳定性。
[0009]但是，上述专利中存在二次风不易实现分区控制，炉膛温度和污染物控制手段较弱的问题。

技术实现思路

[0010]为缓解或解决煤粉锅炉上述问题中的至少一个方面，提出本专利技术。
[0011]根据本专利技术的实施例的一个方面，本专利技术提出一种燃烧器底置的煤粉锅炉，包括：
[0012]炉膛；
[0013]至少一个燃烧器，设置在炉膛底部，每个燃烧器具有燃烧器喷口，通过所述燃烧器喷口，一次风携带煤粉向上进入所述炉膛；
[0014]二次风布风装置，围绕所述燃烧器设置在炉膛底部，用于向上喷射二次风，其中：
[0015]所述二次风布风装置包括内二次风布风装置和外二次风布风装置；
[0016]所述内二次风布风装置包括内二次风集箱与内二次风管，所述内二次风管与内二
次风集箱相连且设置有位于炉膛内的多个内二次风出风口，所述多个内二次风出风口中的至少一部分内二次风出风口邻近所述燃烧器喷口布置；
[0017]所述外二次风布风装置包括外二次风集箱与外二次风管，所述外二次风管与外二次风集箱相连且设置有位于炉膛内的多个外二次风出风口；
[0018]所述内二次风集箱独立于外二次风集箱。
[0019]在一个实施例中，内二次风管为围绕燃烧器喷口设置的环形管。可选的，所述内二次风集箱在燃烧器喷口下方邻近燃烧器喷口设置或者围绕燃烧器喷口设置。可选的，外二次风管彼此之间平行布置或者在轴向上彼此相对延伸。
[0020]可选的，所述内二次风管设置有分支管，所述分支管自所述内二次风管延伸，且所述至少一部分内二次风出风口分别设置于所述分支管。
[0021]可选的，所述内二次风管包括分别设置于燃烧器喷口两侧的两个内二次风管；分支管设置在两个内二次风管之间且在内二次风管的延伸方向上位于燃烧器喷口的两侧。进一步可选的，每一个内二次风管设置有两个分支管，两个内二次风管的四个分支管上的内二次风出风口围绕燃烧器喷口设置；或者两个分支管连接在两个内二次风管之间，燃烧器喷口位于所述两个分支管之间，且两个分支管上的内二次风出风口围绕燃烧器喷口设置。
[0022]可选的，所述内二次风管与所述外二次风管彼此平行布置。
[0023]可选的，所述锅炉还包括供风控制装置，用于控制内二次风与外二次风的供风比例。进一步可选的，所述供风控制装置对内二次风与外二次风分开控制。
[0024]可选的，在本专利技术的技术方案中，所述内二次风出风口的高度低于燃烧器喷口的高度。
[0025]可选的，在本专利技术的技术方案中，所述内二次风出风口的出风角度朝向燃烧器喷口倾斜。
[0026]可选的，所述燃烧器为预热燃烧器。
[0027]本专利技术还涉及一种煤粉锅炉的控制方法，包括步骤：
[0028]通过设置在炉膛底部的至少一个燃烧器，向炉膛内向上喷射煤粉燃料；和
[0029]通过围绕燃烧器设置在炉膛底部的二次风布风装置向炉膛内向上喷射二次风，
[0030]其中：
[0031]所述二次风布风装置包括内二次风布风装置和外二次风布风装置；所述内二次风布风装置包括内二次风集箱与邻近燃烧器的燃烧器喷口设置的内二次风管，所述外二次风布风装置包括外二次风集箱与外二次风管，所述内二次风集箱独立于外二次风集箱；且
[0032]所述方法还包括步骤：分别控制进入到内二次风集箱和外二次风集箱中的风量。
[0033]可选的，所述方法包括步骤：控制内二次风的当量比为0.1～0.3；和控制外二次风当量比为0.3～0.6，且外二次风与内二次风的二次风总当量比为0.7～0.9。
[0034]可选的，所述方法还包括步骤：提高内二次风集箱的风量以强化二次风对燃烧器的一次风携带煤粉的掺混。
[0035]可选的，所述方法还包括步骤：降低内二次风比例且提高外二次风比例，以用于降低炉膛中心温度。
附图说明
[0036]图1为根据本专利技术的一个示例性实施例的煤粉锅炉的示意性主视图；
[0037]图2为根据本专利技术的一个示例性实施例的煤粉锅炉的结构示意图，示出了二次风布风装置；
[0038]图3为根据本专利技术的一个示例性实施例的煤粉锅炉的结构示意图，示出了二次风布风装置；
[0039]图4为图3中的煤粉锅炉的局部示意性主视图；
[0040]图5为根据本专利技术的一个示例性实施例的煤粉锅炉的结构示意图，示出了二次风布风装置以及两个燃烧器喷口；
[0041]图6根据本专利技术的一个示例性实施例的膨胀防护罩的结构示意图。
具体实施方式
[0042]下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本专利技术实施方式的说明旨在对本专利技术的总体专利技术构思进行解释，而不应当理解为对本专利技术的一种限制。
[0043]图1-图5示出了本专利技术的示例性实施例的煤粉锅炉的示意性图。
[0044]如图1-5所示，燃烧器底置的立式煤粉锅炉包括：炉膛11；燃烧器31，布置在炉膛11底部；燃烧器喷口32，与燃烧器31相通，从炉膛底部外侧向上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃烧器底置的煤粉锅炉，包括：炉膛；至少一个燃烧器，设置在炉膛底部，每个燃烧器具有燃烧器喷口，通过所述燃烧器喷口，一次风携带煤粉向上进入所述炉膛；二次风布风装置，围绕所述燃烧器设置在炉膛底部，用于向上喷射二次风，其中：所述二次风布风装置包括内二次风布风装置和外二次风布风装置；所述内二次风布风装置包括内二次风集箱与内二次风管，所述内二次风管与内二次风集箱相连且设置有位于炉膛内的多个内二次风出风口，所述多个内二次风出风口中的至少一部分内二次风出风口邻近所述燃烧器喷口布置；所述外二次风布风装置包括外二次风集箱与外二次风管，所述外二次风管与外二次风集箱相连且设置有位于炉膛内的多个外二次风出风口；所述内二次风集箱独立于外二次风集箱。2.根据权利要求1所述的锅炉，其中：内二次风管为围绕燃烧器喷口设置的环形管。3.根据权利要求2所述的锅炉，其中：所述内二次风集箱在燃烧器喷口下方邻近燃烧器喷口设置或者围绕燃烧器喷口设置。4.根据权利要求2所述的锅炉，其中：外二次风管彼此之间平行布置或者在轴向上彼此相对延伸。5.根据权利要求1所述的锅炉，其中：所述内二次风管设置有分支管，所述分支管自所述内二次风管延伸，且所述至少一部分内二次风出风口分别设置于所述分支管。6.根据权利要求5所述的锅炉，其中：所述内二次风管包括分别设置于燃烧器喷口两侧的两个内二次风管；分支管设置在两个内二次风管之间且在内二次风管的延伸方向上位于燃烧器喷口的两侧。7.根据权利要求6所述的锅炉，其中：每一个内二次风管设置有两个分支管，两个内二次风管的四个分支管上的内二次风出风口围绕燃烧器喷口设置；或者两个分支管连接在两个内二次风管之间，燃烧器喷口位于所述两个分支管之间，且两个分支管上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建国，李百航，李诗媛，高鸣，满承波，吕清刚，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：