锅炉两侧墙上设有预燃室燃烧器的燃烧系统及燃烧方法技术方案

锅炉两侧墙上设有预燃室燃烧器的燃烧系统及燃烧方法，它涉及电站锅炉燃烧技术领域。本发明专利技术为解决现有电站煤粉锅炉低负荷稳燃能力差、NO

【技术实现步骤摘要】
锅炉两侧墙上设有预燃室燃烧器的燃烧系统及燃烧方法


[0001]本专利技术涉及电站锅炉燃烧
，具体涉及锅炉两侧墙上设有预燃室燃烧器的燃烧系统及燃烧方法。

技术介绍

[0002]目前，电站煤粉锅炉仍然是我国主要的电力来源，中国“十四五”电力发展规划研究中提出了我国要严控东中部煤电新增规模并淘汰落后产能、同时开展煤电灵活性改造，将煤电从电量型能源向电力型电源功能转变。煤粉锅炉需要灵活适应电力需求，经常需要在低负荷下运行。因此，保证锅炉在低负荷下稳定运行是目前电站煤粉锅炉运行中亟待解决的问题。
[0003]预燃室燃烧器可以极大改善上述问题。因为预燃室燃烧器的预燃室截面热负荷大，燃煤燃烧后释放的热量使预燃室内温度迅速升高，并保持高温，有良好的着火和燃烧性能。利用预燃室燃烧器能够实现低负荷稳燃，在不投油情况下，最低负荷可以降低到10％～30％，大大提高机组的调峰能力并保障运行安全。
[0004]煤粉锅炉目前为我国的主要NO
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污染源。国家环境保护部于2014年5月16日颁布的《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271
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2014)中明确规定了7MW以上的在用燃煤热水锅炉自2015年10月1日起，NO
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排放量不得超过400mg/m3；对于重点区域，NO
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排放量更是不得超过200mg/m3。因此控制电站煤粉锅炉的NO
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排放刻不容缓。
[0005]技术专利《一种电站锅炉双切圆和对冲相结合的燃烧器布置结构》(中国专利号为ZL201420586490.3，授权公告日为2015年3月18日，申请公布号为CN204213909U，下称“文件一”)，该专利将对冲和切圆两种布置方式应用于电站锅炉上，可以解决大容量发电机组锅炉燃烧稳定性、经济性较低和NO
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排放量大等问题。但“文件一”每层燃烧器超过8只，每层燃烧器的负荷高，无法实现超低负荷稳燃，并且“文件一”采用两种燃烧器结构，系统组成更复杂。技术专利《一种谷电蓄热集成装置》(专利号为ZL201921492578.8，授权公告号为CN211425164U，授权公告日为2020年9月4日，下称“文件二”)通过石蜡的相变方法进行储能，实现谷电蓄热集成装置，达到适应电网负荷的目的。专利技术专利《一种蓄热电站及其供热与发电方法》(专利号为ZL201610839580.2，授权公告号为CN106338213A，授权公告日为2017年1月18日，下称“文件三”)，该专利技术通过电加热熔融盐的方法来储存“谷期发电”，从而缓解电网峰谷差。但是“文件二”和“文件三”存在使用设备多，实施方式复杂，不同形式能量转化过程中效率低的问题，投资大。

技术实现思路

[0006]本专利技术为了解决目前电站煤粉锅炉低负荷稳燃能力差、NO
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排放高的问题，进而提出锅炉两侧墙上设有预燃室燃烧器的燃烧系统及燃烧方法。
[0007]本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是：
[0008]锅炉两侧墙上设有预燃室燃烧器的燃烧系统包括炉膛、两组主燃烧器机构和两组
预燃室燃烧器机构，两组主燃烧器机构相对设置在炉膛的两侧墙上，两组预燃室燃烧器机构相对设置在炉膛的另外两侧墙上。
[0009]锅炉两侧墙上设有预燃室燃烧器的燃烧方法包括如下步骤：
[0010]锅炉启动时，首先将预燃室燃烧器点火，预燃室燃烧器持续运行，高浓度煤粉通过给粉机通入预燃室燃烧器内，煤粉气流占预燃室内风率的20％以下，预燃室燃烧器的火焰将冷炉加热，直至炉膛内烟气温度达到既定值，此时，主燃烧器处于停运状态，降低主燃烧器出口温度，炉膛内烟温达到既定值后，锅炉启动状态结束，此时，预燃室燃烧器逐个关闭，主燃烧器逐个开启，降低预燃室燃烧器出口温度；
[0011]锅炉满负荷运行时，全部预燃室燃烧器3均处于停运状态，再循环烟气管的控制阀门开启，再循环烟气量为总烟气量的20％～25％；
[0012]当锅炉负荷达到20％以下超低负荷运行时，主燃烧器停运，预燃室燃烧器投运，同时降低主燃烧器出口温度，预燃室燃烧器的再循环烟气管控制阀门关闭，空气阀门开启，高浓度煤粉通过给粉机通入预燃室燃烧器内，煤粉气流占预燃室内风率的20％以下，煤粉气流中煤粉质量流量与输送煤粉的空气质量流量比为1.5：1～2.5：1，通过内二次叶片和外二次风叶片形成的旋转气流，在预燃室内部级预燃室外部卷吸高温烟气，形成贫氧富燃料的高温回流区；
[0013]当锅炉20％超低负荷运行结束后，锅炉需要升负荷，预燃室燃烧器逐个停运，主燃烧器逐个开始运行，同时降低预燃室燃烧器出口温度。
[0014]本专利技术与现有技术相比包含的有益效果是：
[0015]一、本专利技术能够解决超低负荷稳燃能力差的问题
[0016]“文件一”中该专利将对冲和切圆两种布置方式应用于电站锅炉上，可以解决大容量发电机组锅炉燃烧稳定性和经济性较低的问题，但“文件一”所述技术方案每层设置超过8支燃烧器，运行时需要负荷较高，不能达到锅炉超低负荷稳燃效果。并且“文件一”采用两种燃烧器结构，系统组成更复杂。本专利技术中使用的燃烧器为预燃室燃烧器，可以实现高浓度给粉，在预燃室受限绝热空间内维持高温，旋流燃烧器出口的旋转气流有助于在预燃室内和预燃室出口位置形成回流区，能够保证低负荷和超低负荷条件稳燃，提高燃烧效率。本专利技术中使用的预燃室燃烧器已经在辽宁某厂投入使用，能够在额定负荷的10％的情况下保证稳燃，负荷调节比可以达到10。正常负荷运行时，停运预燃室燃烧器，在低负荷运行时，投运预燃室燃烧器，可以使锅炉稳定运行负荷范围大大增加。
[0017]二、本专利技术不需要储能设备就可以灵活适应电网需求
[0018]“文件二”和“文件三”分别通过石蜡相变和电加热熔融盐的方法来储存“谷期发电”，不是通过改变燃烧组织方式解决灵活调峰的问题的，“文件二”和“文件三”这种调峰方式实施过程复杂，需要专门的设备，整个储能和释放过程能量转化效率低。本专利技术所述方案采用预燃室燃烧器替换电站锅炉中的部分燃烧器，通过改善燃烧组织方式就可以实现锅炉在超低负荷、低负荷下稳定运行，适用范围广，改造成本和运行成本低。
[0019]三、本专利技术能够有效减少NO
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排放量
[0020]“文件一”虽然能够降低部分NO
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排放，但炉膛出口总的NO
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排放量仍然较高。而本专利将部分原有燃烧器替换为预燃室燃烧器，另外本专利预燃室燃烧器与高浓度给粉装置连接，可实现高浓度给粉，在预燃室内形成富燃料贫氧环境，有助于减少挥发分固体燃料N的
释放，可以降低炉膛出口NO
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排放。本专利技术中使用的预燃室燃烧器已经在辽宁某厂投入使用，不投运脱硝装置情况下，锅炉尾部NO
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排放低于150mg/m3。
附图说明
[0021]图1是锅炉两侧墙上设有预燃室燃烧器的燃烧系统的俯视示意图；
[0022]图2是当n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.锅炉两侧墙上设有预燃室燃烧器的燃烧系统，其特征在于：它包括炉膛(1)、两组主燃烧器机构和两组预燃室燃烧器机构，两组主燃烧器机构相对设置在炉膛(1)的两侧墙上，两组预燃室燃烧器机构相对设置在炉膛(1)的另外两侧墙上。2.根据权利要求1所述锅炉两侧墙上设有预燃室燃烧器的燃烧系统，其特征在于：每组预燃室燃烧器机构包括给粉机(4)、再循环烟气管(5)、储粉仓(6)和多个预燃室燃烧器(3)，多个预燃室燃烧器(3)均布设置在炉膛(1)侧墙的底部，储粉仓(6)的出粉端与给粉机(4)的进粉端连接，给粉机(4)的出粉端通过送粉管分别与多个预燃室燃烧器(3)连接，送粉管上设置有再循环烟气管(5)，再循环烟气管(5)上设置有控制阀门。3.根据权利要求1或2所述锅炉两侧墙上设有预燃室燃烧器的燃烧系统，其特征在于：每组预燃室燃烧器机构中的多个预燃室燃烧器(3)均布设置为n层，其中n为正整数，n层预燃室燃烧器(3)由下至上逐层布置在炉膛(1)的侧墙上，其中最下层预燃室燃烧器(3)设置在侧墙最底部。4.根据权利要求3所述锅炉两侧墙上设有预燃室燃烧器的燃烧系统，其特征在于：每组预燃室燃烧器机构中的每层预燃室燃烧器(3)中包括四个均布设置的预燃室燃烧器(3)。5.根据权利要求3所述锅炉两侧墙上设有预燃室燃烧器的燃烧系统，其特征在于：每组预燃室燃烧器机构中的n层预燃室燃烧器(3)，1≤n≤3。6.根据权利要求2、4或5所述锅炉两侧墙上设有预燃室燃烧器的燃烧系统，其特征在于：所述预燃室燃烧器(3)的功率可调。7.根据权利要求6所述锅炉两侧墙上设有预燃室燃烧器的燃烧系统，其特征在于：所述预燃室燃烧器(3)包括旋流燃烧器(7)和预燃室(8)，旋流燃烧器(7)设置在预燃室(8)上。8.根据权利要求7所述锅炉两侧墙上设有预燃室燃烧器的燃烧系统，其特征在于：所述旋流燃烧器(7)包括由内至外依次同轴设置的一次风管(7
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1)、内二次风管(7
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2)和外二次风管(7
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3)，内二次风管(7
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2)中设置有内二次风叶片(7
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4)，外二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈智超，乔彦宇，关硕，曾令艳，李争起，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：