一种改善煤粉锅炉燃烧特性、热力特性的烟气循环系统技术方案

本发明专利技术公开一种改善煤粉锅炉燃烧特性、热力特性的烟气循环系统，包括设置在锅炉的炉膛出口烟道上的若干循环烟气引出口，循环烟气引出口经循环烟气引出管道与循环烟气引出母管相连，循环烟气引出母管与循环烟气引入母管相连，循环烟气引入母管与循环烟气引入管道相连，循环烟气引入管道与炉膛相连。将烟道中的烟气通过循环烟气引出口引入炉膛，实现烟气循环，可同时解决或缓解电站煤粉锅炉受热面结渣、超温，水冷壁高温腐蚀，燃烧器烧损，汽温达不到设计值，炉膛出口氮氧化物浓度偏高等问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种改善煤粉锅炉燃烧特性、热力特性的烟气循环系统


[0001]本专利技术属于电站煤粉锅炉
，具体涉及一种可显著改善煤粉锅炉燃烧特性(包括氮氧化物排放、结渣特性)和热力特性的烟气循环系统。

技术介绍

[0002]大型燃煤火力发电机组目前仍是我国的主力机组，煤粉锅炉作为火电机组的核心主设备，其运行安全可靠性对整个发电机组乃至电网具有重要影响。然而在火力发电机组深度调峰、灵活性运行、超净排放改造、实际燃用煤质偏离设计值等新形势的背景下，高参数、大容量电站煤粉锅炉的受热面结渣和超温、水冷壁高温腐蚀、燃烧器烧损、汽温达不到设计值、炉膛出口氮氧化物浓度偏高、空气预热器堵灰等问题普遍存在。以上问题与燃煤锅炉本身的固有燃烧和热力特性有关，新形势下的污染物控制要求、灵活性运行条件、煤质变差等因素也使得以上问题更加凸显。
[0003]在锅炉高负荷运行工况下，炉膛火焰温度高引起炉膛水冷壁结渣、高温腐蚀和水冷壁管壁超温问题加重，当锅炉燃用低灰熔点高硫煤，或采用分离型燃尽风低氮燃烧技术时，上述问题更为突出；当锅炉燃用高碱、低灰熔点煤(比如准东煤等)时，锅炉高温受热面，特别是高温再热器受热面出现挂渣与堵塞流通烟道的风险大大增加。锅炉中低负荷工况时，为了保证蒸汽参数，运行氧量偏高，过量空气系数通常大于1.2，但蒸汽参数偏低的现象仍然比较普遍。运行氧量提高而分离型燃尽风风量占比降低，其结果使燃烧器区域无法形成缺氧、甚至无法形成低氧燃烧，从而使分离型燃尽风技术的作用明显减弱，使得炉膛出口氮氧化物浓度随着锅炉负荷的降低反而升高。同时过剩的空气使锅炉的排烟热损失随之增加，锅炉热效率降低。其次，中低负荷下投运燃烧器数量少引起局部热负荷分配不均匀，导致炉膛出口烟温偏差较大，进而引起部分高温受热面管壁局部超温。
[0004]采用分离型燃尽风技术的煤粉锅炉，普遍存在着旋流燃烧器烧损问题，相关研究认为旋流燃烧器的烧损主要发生在其备用时，主要原因是由于分离型燃尽风分流了较多二次风导致二次风箱压力不足、备用燃烧器的内外二次风冷却风量以及中心风冷却风量偏小。
[0005]以上问题产生的原因相互关联和制约，目前电站煤粉锅炉的烟风系统配置和环保排放要求很难同时解决或缓解以上问题，有必要对煤粉锅炉的烟风系统进行改进。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的问题，本专利技术的目的是提出一种改善煤粉锅炉燃烧特性、热力特性的烟气循环系统。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种改善煤粉锅炉燃烧特性、热力特性的烟气循环系统，包括设置在锅炉的炉膛出口烟道上的若干循环烟气引出口，循环烟气引出口经循环烟气引出管道与循环烟气引出母管相连，循环烟气引出母管与循环烟气引入母管相连，循环烟气引入母管与循环烟气引
入管道相连，循环烟气引入管道与炉膛相连。
[0009]本专利技术进一步的改进在于，循环烟气引出母管与炉烟循环风机进口相连，炉烟循环风机出口与循环烟气引入母管相连。
[0010]本专利技术进一步的改进在于，循环烟气引出口包括第一循环烟气引出口、第二循环烟气引出口、第三循环烟气引出口、第四循环烟气引出口与第五循环烟气引出口中的一个或几个。
[0011]本专利技术进一步的改进在于，锅炉的炉膛出口烟道上设置有屏式过热器、转向烟室、空气预热器以及引风机；
[0012]第一烟气引出口与引风机出口烟道相连；第二烟气引出口与引风机入口相连，第三烟气引出口与空气预热器出口烟道相连，第四烟气引出口与省煤器出口烟道相连，第五烟气引出口与转向烟室相连。
[0013]本专利技术进一步的改进在于，炉膛底部开设有若干引入口，引入口包括设置在炉膛底部的第一循环烟气引入口、设置在燃烧器区域的第二循环烟气引入口以及设置在屏式过热器底部的第三循环烟气引入口中一个或几个。
[0014]本专利技术进一步的改进在于，循环烟气引出母管上设置引出烟气风门挡板。
[0015]本专利技术进一步的改进在于，循环烟气引入母管上设置有引入烟气风门挡板和烟气流量测量装置。
[0016]本专利技术进一步的改进在于，循环烟气引入母管上设置有烟气温度测量装置和烟气压力测量装置。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0018]本专利技术在原煤粉锅炉烟气系统基础上，设置在锅炉的炉膛出口烟道上的若干循环烟气引出口，循环烟气引出口经循环烟气引出管道与循环烟气引出母管相连，循环烟气引出母管与循环烟气引入母管相连，循环烟气引入母管与循环烟气引入管道相连，循环烟气引入管道与炉膛相连。将烟道中的烟气通过循环烟气引出口引入炉膛，实现烟气循环，可同时解决或缓解电站煤粉锅炉受热面结渣、超温，水冷壁高温腐蚀，燃烧器烧损，汽温达不到设计值，炉膛出口氮氧化物浓度偏高等问题。
[0019]进一步的，循环烟气由屏式过热器底部引入可显著改善炉膛出口烟气温度分布，解决锅炉高温受热面超温、结渣问题。
[0020]进一步的，循环烟气由旋流燃烧器中心风筒引入可显著提高燃烧器冷却能力、改善燃烧器喷口区域温度分布，解决旋流燃烧器喷口结渣、烧损问题。
[0021]进一步的，循环烟气由燃烧器区域引入，可显著降低初始氮氧化物生成，解决燃尽风率偏高引起的水冷壁高温腐蚀、旋流燃烧器烧损问题。
[0022]进一步的，循环烟气由炉膛底部引入，可显著改善烟气流动和换热特性，提高锅炉汽温调节的灵活性，解决汽温达不到设计值或减温水量大的问题。
[0023]进一步的，本专利技术是在煤粉锅炉原有烟风系统基础上增设烟气循环系统。实际应用中，仅需在炉膛(底部、燃烧器区域、屏式过热器底部等)和烟道(如引风机出口、引风机入口、空气预热器出口、省煤器出口、转向烟室等部位烟道)的不同部位之间设置烟气循环烟道、相应的调节风门挡板与炉烟循环风机等，系统简单，且容易实施。在运行中可以通过循环烟气调节风门挡板实现恢复至原烟气系统方式，无应用失败风险。针对因炉膛出口温度
偏高，炉膛水冷壁和燃烧器喷口结渣、燃烧器烧损，氮氧化物浓度偏高，汽温参数不达标等不同问题，可通过选择不同路径的烟气循环实现。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的系统示意图；
[0025]图中标号，1
‑
煤粉燃烧器，2
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燃尽风喷口，3
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屏式受热面，4
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对流受热面，5
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省煤器，6
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脱硝SCR反应器，7
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空气预热器，8
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除尘器，9
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引风机，10
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炉烟循环风机，11
‑
循环烟气风门挡板，12
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循环烟气引出母管，13
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循环烟气引入母管，14
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第一循环烟气引出口，15
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第二循环烟气引出口，16
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第三循环烟气引出口，17
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第四循环烟气引出口，18
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善煤粉锅炉燃烧特性、热力特性的烟气循环系统，其特征在于，包括设置在锅炉的炉膛出口烟道上的若干循环烟气引出口，循环烟气引出口经循环烟气引出管道与循环烟气引出母管(12)相连，循环烟气引出母管(12)与循环烟气引入母管(13)相连，循环烟气引入母管(13)与循环烟气引入管道相连，循环烟气引入管道与炉膛相连。2.根据权利要求1所述的改善煤粉锅炉燃烧特性、热力特性的烟气循环系统，其特征在于，循环烟气引出母管(12)与炉烟循环风机(10)进口相连，炉烟循环风机(10)出口与循环烟气引入母管(13)相连。3.根据权利要求1所述的改善煤粉锅炉燃烧特性、热力特性的烟气循环系统，其特征在于，循环烟气引出口包括第一循环烟气引出口(14)、第二循环烟气引出口(15)、第三循环烟气引出口(16)、第四循环烟气引出口(17)与第五循环烟气引出口(18)中的一个或几个。4.根据权利要求3所述的改善煤粉锅炉燃烧特性、热力特性的烟气循环系统，其特征在于，锅炉的炉膛出口烟道上设置有屏式过热器、转向烟室、空气预热器(7)以及引风机(9)；第一烟气引出...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇博，张良平，王春昌，杨辉，刘超，沈植，张海龙，付龙龙，党黎军，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：