快速变负荷循环流化床锅炉及其负荷调节方法技术

本发明专利技术属于循环流化床锅炉技术领域，公开了一种快速变负荷循环流化床锅炉及其负荷调节方法，上述变负荷循环流化床锅炉包括主燃室、预燃室和后燃室，其中主燃室用于主燃料和主燃风在主燃室内发生第一燃烧反应后生成气相燃烧产物，并将第一燃烧反应的热量传递给第一受热面，以便通过第一受热面对外提供热负荷；预燃室用于预热燃料和预热风在预燃室内发生部分燃烧反应后生成气相可燃气和固相高温焦；后燃室设有可燃气进口和后燃风进口，其中可燃气进口与预燃室的气相可燃气出口直接连通或间接连通，后燃室用于预燃室出口的可燃气和后燃风在后燃室中发生第二燃烧反应后，将第二燃烧反应的热量传递给第二受热面，以便通过第二受热面对外提供热负荷。第二受热面对外提供热负荷。第二受热面对外提供热负荷。

【技术实现步骤摘要】
快速变负荷循环流化床锅炉及其负荷调节方法


[0001]本专利技术属于循环流化床锅炉
，具体涉及一种快速变负荷循环流化床锅炉及其负荷调节方法。

技术介绍

[0002]循环流化床锅炉具有燃料适应性广、污染物控制成本低等优点，在煤炭资源综合利用需求下循环流化床锅炉得到了广泛的应用。
[0003]在实际运行过程中，需要根据需求快速调节锅炉热负荷，对燃煤发电机组负荷的快速响应能力提出了新的要求，循环流化床锅炉由于循环灰量大，耐火浇注料量大，燃烧热惯性大，快速变负荷调节困难，使用常规的调节手段，难以实现快速变负荷调节，很难满足可再生能源大规模消纳要求，且循环流化床锅炉在超低负荷(30％负荷及以下)运行时，由于床温低，流化困难，燃烧效率低且不稳定。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种快速变负荷循环流化床锅炉及其负荷调节方法，以至少部分解决上述技术问题。
[0005]本专利技术的一方面提供了一种快速变负荷循环流化床锅炉，包括主燃室、预燃室和后燃室。
[0006]其中主燃室中布置有第一受热面，主燃室用于主燃料和主燃风在主燃室内发生第一燃烧反应后生成气相燃烧产物，并将第一燃烧反应的热量传递给第一受热面，以便通过第一受热面对外提供热负荷；
[0007]预燃室用于预热燃料和预热风在预燃室内发生部分燃烧反应后生成气相可燃气和固相高温焦，其中，气相可燃气中包括可燃气，预燃室设有气相可燃气出口；
[0008]后燃室设有可燃气进口和后燃风进口，其中可燃气进口与预燃室的气相可燃气出口直接连通或间接连通，后燃风进口用于通入后燃风，后燃室中布置有第二受热面，后燃室用于气相可燃气和后燃风在后燃室中发生第二燃烧反应后，将第二燃烧反应的热量传递给第二受热面，以便通过第二受热面对外提供热负荷。
[0009]根据本专利技术的实施例，其中：
[0010]预燃室还设有固相高温焦出口，主燃室设有返料口；
[0011]锅炉还包括储热室，储热室设有固相高温焦进口、蓄热物料出口；
[0012]其中，固相高温焦进口与预燃室的固相高温焦出口连通，以便将预燃室中的固相高温焦通入储热室以储存热量；
[0013]蓄热物料出口与主燃室的返料口连通，以便将储热室中的固相高温焦部分或全部返回主燃室。
[0014]根据本专利技术的实施例，其中：
[0015]储热室还设有半焦出口，半焦出口用于排出储热室中的部分固相高温焦，以便利
用部分固相高温焦制备活性焦。
[0016]根据本专利技术的实施例，其中：
[0017]储热室的壁面采用保温材料。
[0018]根据本专利技术的实施例，其中：
[0019]主燃室设有气相燃烧产物出口，后燃室还设有烟气进口；
[0020]锅炉还包括第一分离返料装置，第一分离返料装置设有气相燃烧产物进口和烟气出口，气相燃烧产物进口与主燃室的气相燃烧产物出口连通，烟气出口与后燃室的烟气进口连通，第一分离返料装置用于将气相燃烧产物进行气固分离后得到主燃烟气后通入后燃室。
[0021]根据本专利技术的实施例，还包括：
[0022]第二分离返料装置，第二分离返料装置设有气相可燃气进口和可燃气出口，气相可燃气进口和预燃室的气相可燃气出口连通，可燃气出口和后燃室的可燃气进口连通，第二分离返料装置用于将气相可燃气进行气固分离后得到可燃气后通入后燃室。
[0023]根据本专利技术的实施例，其中：
[0024]第一分离返料装置和第二分离返料装置布置于主燃室和预燃室的内侧。
[0025]根据本专利技术的实施例，其中：
[0026]第一分离返料装置和第二分离返料装置布置于主燃室和预燃室的外侧。
[0027]根据本专利技术的实施例，其中：
[0028]后燃室布置于第一分离返料装置和第二分离返料装置的内侧。
[0029]根据本专利技术的实施例，其中：
[0030]后燃室布置于第一分离返料装置和第二分离返料装置的上侧。
[0031]本专利技术的另一方面提供了一种锅炉负荷调节方法，包括：
[0032]在第一预设热负荷需求条件下，通过主燃室中布置的第一受热面对外提供热负荷，其中，主燃室用于主燃料和主燃风在主燃室内发生第一燃烧反应后生成气相燃烧产物，并将第一燃烧反应的热量传递给第一受热面；
[0033]在第二预设热负荷需求条件下，通过后燃室中布置的第二受热面对外提供热负荷，其中后燃室用于可燃气和后燃风在后燃室中发生第二燃烧反应后，将第二燃烧反应的热量传递给第二受热面；
[0034]其中，可燃气来源于预燃室，预燃室用于预热燃料和预热风在预燃室内发生部分燃烧反应后生成气相可燃气和固相高温焦，气相可燃气中包括可燃气，预燃室设有气相可燃气出口，后燃室设有可燃气进口和后燃风进口，可燃气进口与预燃室的气相可燃气出口直接连通或间接连通，后燃风进口用于通入后燃风。
[0035]根据本专利技术的实施例，其中：
[0036]第一预设热负荷需求条件为：外界热负荷需求量大于锅炉总负荷的 30％；
[0037]第二预设热负荷需求条件为：外界热负荷需求量小于等于锅炉总负荷的30％。
[0038]根据本专利技术的实施例，其中：
[0039]主燃风采用空气，主燃室的过量空气系数大于1；
[0040]预热风采用空气，预燃室的过量空气系数小于1。
[0041]本专利技术的再一方面还提供了一种锅炉负荷调节方法，包括：
[0042]在第一预设热负荷需求条件下，通过主燃室中布置的第一受热面、以及后燃室中布置的第二受热面对外提供热负荷，其中，主燃室用于主燃料和主燃风在主燃室内发生第一燃烧反应后生成气相燃烧产物，并将第一燃烧反应的热量传递给第一受热面，后燃室用于可燃气和后燃风在后燃室中发生第二燃烧反应后，将第二燃烧反应的热量传递给第二受热面；
[0043]在第二预设热负荷需求条件下，通过后燃室中布置的第二受热面对外提供热负荷；
[0044]其中，可燃气来源于预燃室，预燃室用于预热燃料和预热风在预燃室内发生部分燃烧反应后生成气相可燃气和固相高温焦，气相可燃气中包括可燃气，预燃室设有气相可燃气出口，后燃室设有可燃气进口和后燃风进口，可燃气进口与预燃室的气相可燃气出口直接连通或间接连通，后燃风进口用于通入后燃风。
[0045]根据本专利技术的实施例，由于循环流化床锅炉热惯性大，变负荷调峰比较困难。通过设置独立的主燃室、后燃室和预燃室，可实现主燃室、后燃室和预燃室分别在不同热负荷条件下对外提供热负荷，实现了0％
‑
100％范围内的变负荷调节。例如，在较低负荷(锅炉30％负荷以下)，仅通过后燃室燃气燃烧来调峰，在较大负荷(锅炉30％负荷以上)通过主燃室燃烧调峰，锅炉调节负荷范围可实现0％
‑
100％，通过上述设计，可实现由额定 100％负荷的单一大炉膛调整为30％负荷的小炉膛来进行调峰，解决了单一炉膛超低负荷调节困难问题。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速变负荷循环流化床锅炉，包括：主燃室，所述主燃室中布置有第一受热面，所述主燃室用于主燃料和主燃风在所述主燃室内发生第一燃烧反应后生成气相燃烧产物，并将第一燃烧反应的热量传递给所述第一受热面，以便通过所述第一受热面对外提供热负荷；预燃室，用于预热燃料和预热风在所述预燃室内发生部分燃烧反应后生成气相可燃气和固相高温焦，其中，所述预燃室设有气相可燃气出口；后燃室，设有可燃气进口和后燃风进口，其中所述可燃气进口与所述预燃室的气相可燃气出口直接连通或间接连通，所述后燃风进口用于通入后燃风，所述后燃室中布置有第二受热面，所述后燃室用于所述气相可燃气和所述后燃风在所述后燃室中发生第二燃烧反应后，将第二燃烧反应的热量传递给所述第二受热面，以便通过所述第二受热面对外提供热负荷。2.根据权利要求1所述的锅炉，其中：所述预燃室还设有固相高温焦出口，所述主燃室设有返料口；所述锅炉还包括储热室，所述储热室设有固相高温焦进口、蓄热物料出口；其中，所述固相高温焦进口与所述预燃室的固相高温焦出口连通，以便将所述预燃室中的所述固相高温焦通入所述储热室以储存热量；所述蓄热物料出口与所述主燃室的返料口连通，以便将所述储热室中的固相高温焦部分或全部返回所述主燃室。3.根据权利要求2所述的锅炉，其中：所述储热室还设有半焦出口，所述半焦出口用于排出所述储热室中的部分固相高温焦，以便利用所述部分固相高温焦制备活性焦。4.根据权利要求2所述的锅炉，其中：所述储热室的壁面采用保温材料。5.根据权利要求1所述的锅炉，其中：所述主燃室设有气相燃烧产物出口，所述后燃室还设有烟气进口；所述锅炉还包括第一分离返料装置，所述第一分离返料装置设有气相燃烧产物进口和烟气出口，所述气相燃烧产物进口与所述主燃室的气相燃烧产物出口连通，所述烟气出口与所述后燃室的烟气进口连通，所述第一分离返料装置用于将所述气相燃烧产物进行气固分离后得到主燃烟气后通入所述后燃室。6.根据权利要求5所述的锅炉，还包括：第二分离返料装置，所述第二分离返料装置设有气相可燃气进口和可燃气出口，所述气相可燃气进口和所述预燃室的气相可燃气出口连通，所述可燃气出口和所述后燃室的可燃气进口连通，所述第二分离返料装置用于将所述气相可燃气进行气固分离后得到所述可燃气后通入所述后燃室。7.根据权利要求6所述的锅炉，其中：所述第一分离返料装置和所述第二分离返料装置布置于所述主燃室和所述预燃室的内侧。8.根据权利要求6所述的锅炉，其中：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋国良，刘敬樟，宋维健，
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：