配有一台低速磨的燃煤锅炉天然气点火系统技术方案

本发明专利技术配有一台低速磨的燃煤锅炉天然气点火系统涉及一种电站燃煤锅炉用的无油点火系统，采用天然气直接点燃低浓度细煤粉；本发明专利技术包括一台低速磨、空磨预暖子系统、天然气、空气增压预混及分配子系统、泛燃烧器、泛燃烧器PLC、机组DCS；泛燃烧器在锅炉启动期间为煤粉的升温、引燃、燃烧、燃尽提供了必要的时间、空间、氧量、温度和足够大的点火热功率；一台低速双进双出磨煤机可以在0％到100％范围内精细调节磨煤机的出力使启动期间炉内过程与锅内过程匹配良好；本发明专利技术适用于燃用烟煤、低水分褐煤或者贫煤的煤粉炉，燃尽率高、节油、节能、低运行费用、低检修费用、低基建投资，实现电站燃煤锅炉完整的、完全的无油点火。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电站燃煤锅炉用的无油点火系统。本专利技术配有一台低速磨的燃煤锅炉天然气点火系统采用天然气直接点燃低浓度细煤粉，是一种与等离子点火系统原理不同的新型电站燃煤锅炉用的无油点火系统。
技术介绍
:现有技术的电站燃煤锅炉用的无油点火系统是等离子点火系统，该点火系统是利用一定压力的洁净空气为介质，在直流电流的作用下，接触起弧并在强磁场控制下获得稳定功率的定向流动空气等离子体，该等离子体在燃烧器内形成局部高温，当煤粉通过时迅速点燃煤粉喷入炉膛。等离子点火系统已在众多电站实现了燃煤锅炉的无油点火或少油点火，节省了大量燃油，但还是有其局限性:*投资巨大，投资与需用等离子点燃的燃烧器个数、等离子体的热功率大致呈线性关系;*阴极工作条件恶劣，工作寿命只有200小时或更短，维护工作量大；* 一般只适用于点可燃基挥发份大于20%的烟煤；*燃点贫煤、高水分褐煤困难，基本没有低负荷稳燃功能，绝大多数电站保留了燃油点火助燃系统；*尚无燃点燃用无烟煤的W形火焰锅炉的记录；*需将原有的低NOx燃烧器整体更换为逐级放大，分级燃烧的点火直流燃烧器，对原有的低NOx燃烧器的低NOx性能和燃尽性能有明显不利影响；*点火过程中煤粉燃尽率低，冷炉点火起始2小时内的飞灰可燃物达到20%或更闻;*等离子体燃点的对象是高浓度煤粉，锅炉启动过程中燃料量可控性差，炉内过程与锅内过程匹配困难；*对采用旋流燃烧器的大型电站锅炉，在非等离子点火层一般要保留常规燃油点火系统，锅炉低负荷时邻层燃烧器相互点火，爆燃风险很大；*点火热功率低，能源转换环节多，煤的热量先转化为电，效率40%，电以电弧形式转化为热，效率70%，综合热效率低下，只有28%。
技术实现思路
与实施方式:所要解决的技术问题:本专利技术的目的是提供一种配有一台低速磨的燃煤锅炉天然气点火系统使用天然气直接点燃低浓度细煤粉，实现电站燃煤锅炉无油启动；在锅炉低负荷时天然气具备稳燃功能，可以有效降低不投油稳燃负荷；本专利技术适用于燃用烟煤、低水分褐煤或者贫煤的煤粉炉，对新建燃煤电厂可以取消燃油罐区、燃油泵房、燃油输送系统、油罐区消防系统、炉前燃油系统等，节省大量基建投资。本专利技术有效克服了等离子点火系统的诸多局限性，实现电站燃煤锅炉完整的、完全的无油点火。本专利技术具有节油、节能、减排、环保、低运行费用、低基建投资的特点。本专利技术与新一代节能、节水、无铁污染的直流炉启动系统(专利技术专利201110029039.2能全面回收工质和热量的无泵直流炉启动系统专利技术专利201110146964.3配中压扩容器可全面回收工质热量的直流炉启动系统)相结合可以使超临界参数燃煤机组具备实用的启、停调峰能力，不仅有效降低煤电的碳排放总量也为低碳排放的风电、核电拓展了进入电网的空间。解决其技术问题采用的技术方案:本专利技术配有一台低速磨的燃煤锅炉天然气点火系统包括一台低速磨、空磨预暖子系统、天然气、空气增压预混及分配子系统、泛燃烧器、泛燃烧器PLC、机组DCS ;天然气空气混合气易于分配、易于控制、易于点火、发热量高，按电站燃煤锅炉的额定出力、锅炉炉型、燃用煤种的不同，在点火燃烧器及其部分一次风管道上装有多套天然气预热、点火组件构成泛燃烧器；泛燃烧器设计点燃低浓度细煤粉，在该煤粉浓度下无需二次风参与，煤粉在泛燃烧器中可以基本燃尽，并有适当的过剩空气系数；泛燃烧器在锅炉启动期间为煤粉的升温、引燃、燃烧、燃尽提供了必要的时间、空间、氧量、温度和足够大的点火热功率，控制煤粉浓度可以控制泛燃烧器出口的热烟气温度不超过800°C;在锅炉启动进程中，被引燃的煤粉产生的热量和天然气燃烧产生的热量使泛燃烧器各部位温度、炉膛温度、一次风温逐渐自举升高；在炉膛温度达到600°C、一次风温达到150°C后，起动送风机，逐步增加给煤量，逐步提高煤粉浓度，煤粉的引燃、燃烧、燃尽过程逐步由泛燃烧器转移到炉膛；当煤粉的引燃、燃烧、燃尽过程全部转移到炉膛，组成泛燃烧器的燃烧器及其部分一次风管道回复到正常运行的温度水平时，锅炉启动过程完成；在锅炉启动期间各天然气预热、点火组件的投停在泛燃烧器PLC控制下，预热泛燃烧器，引燃煤粉，稳定煤粉在泛燃烧器内的燃烧过程，维持泛燃烧器各部位的温度在各自目标区域，并平滑过渡到正常运行状态；在锅炉低负荷或者煤质恶化时，逐点投用天然气预热、点火组件，天然气点火系统具备单个燃烧器/成组燃烧器稳燃功能，可以有效降低不投油稳燃负荷；利用燃煤启动锅炉/燃气启动锅炉的排烟余热预暖空磨，根据不同煤种预暖到100°C -180°C;采用本炉冷一次风/邻炉热一次风启动经预热的一台低速磨制粉；泛燃烧器上的温度传感器、燃烧喷嘴启停电磁阀、电火花发生器、电火花发生器的返回信号、高能点火器等与多点预热及点火过程有关的I/O信号均受该泛燃烧器PLC(可编程控制器)监控，各台泛燃烧器PLC与机组DCS之间由通讯口相联，各台泛燃烧器PLC受机组DCS内置的点火专家系统监控，在机组DCS的操作员站上，操作员通过人机对话输入煤粉的特征数据，如低位发热量、灰分、挥发分、水分、煤粉细度、t2、t3，机组DCS内置的点火专家系统可自动分时设置各段一次风管和燃烧器的温度、一次风速、煤粉浓度的目标值区域，操作员可以选择对整个电站燃煤锅炉的多点预热及点火过程手操监控或者由机组DCS自动程控；炉膛设置有炉膛火焰图像监视；每一台非点火层的旋流燃烧器上均设有天然气预热、点火组件。一台低速磨是一台低速的双进双出钢球磨煤机的简称；双进双出钢球磨煤机与点火层燃烧器连接，双进双出钢球磨煤机可以在O到100%范围内精细调节燃煤量，该台双进双出钢球磨煤机配有动静态分离器，可以方便地在运行中调节煤粉细度；双进双出钢球磨煤机支持点火层燃烧器逐个投入，为更好控制电站燃煤锅炉的升温升压速率，提高点火成功率，改善点火初期的燃尽率和平滑控制煤粉浓度、细度，创造了良好的条件。空磨预暖子系统在一台低速磨进煤前，低速盘车，用燃煤启动炉来的炉烟/燃气启动炉来的炉烟/邻炉热风缓慢加热空磨蓄热。天然气、空气增压预混及分配子系统由天然气供气母管、球阀、天然气变量增压机、天然气变量增压机驱动电机、天然气变量增压机用变频电源、关断逆止阀、空气吸入过滤器、空气变量增压机、空气变量增压机驱动电机、空气变量增压机用变频电源、天然气空气预混器、天然气空气预混器出口阻火器、天然气变量增压机出口阻火器、空气变量增压机出口阻火器、天然气空气增压预混控制计算机、炉前母管、分支阻火器、天然气变量增压机入口压力变送器、天然气空气预混器压力变送器组成；天然气、空气增压预混及分配子系统每炉一套。天然气预热、点火组件包括天然气燃烧喷嘴、电火花发生器、高能点火器、阻火器、天然气流量控制短管、燃烧喷嘴启停电磁阀组；天然气燃烧喷嘴按照安装部位和用途的不同，可分成长焰型、短焰型、切向型、笛型管型、类笛型管型、锥面焰型；天然气燃烧喷嘴按照工作部位温度的不同可分为高温型和低温型；天然气燃烧喷嘴的结构、形状、材质、安装部位应能够抵抗、避免煤粉气流的快速磨损；天然气燃烧喷嘴的结构、形状应能避免在天然气停用期间煤粉大量进入喷嘴、堵塞喷嘴；天然气空气混合气流经天然气燃烧喷嘴的流速应颇高于天然气的回火速度(5.5m/s)。本专利技术配有一台低速磨的燃煤锅炉天然气点火系统提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配有一台低速磨的燃煤锅炉天然气点火系统，其特征在于：包括一台低速磨、空磨预暖子系统、天然气、空气增压预混及分配子系统、泛燃烧器、泛燃烧器PLC、机组DCS；天然气空气混合气易于分配、易于控制、易于点火、发热量高，按电站燃煤锅炉的额定出力、锅炉炉型、燃用煤种的不同，在点火燃烧器及其部分一次风管道上装有多套天然气预热、点火组件构成泛燃烧器；泛燃烧器设计点燃低浓度细煤粉，在该煤粉浓度下无需二次风参与，煤粉在泛燃烧器中可以基本燃尽，并有适当的过剩空气系数；泛燃烧器在锅炉启动期间为煤粉的升温、引燃、燃烧、燃尽提供了必要的时间、空间、氧量、温度和足够大的点火热功率，控制煤粉浓度可以控制泛燃烧器出口的热烟气温度不超过800℃；在锅炉启动进程中，被引燃的煤粉产生的热量和天然气燃烧产生的热量使泛燃烧器各部位温度、炉膛温度、一次风温逐渐自举升高；在炉膛温度达到600℃、一次风温达到150℃后，起动送风机，逐步增加给煤量，逐步提高煤粉浓度，煤粉的引燃、燃烧、燃尽过程逐步由泛燃烧器转移到炉膛；当煤粉的引燃、燃烧、燃尽过程全部转移到炉膛，组成泛燃烧器的燃烧器及其部分一次风管道回复到正常运行的温度水平时，锅炉启动过程完成；在锅炉启动期间各天然气预热、点火组件的投停在泛燃烧器PLC控制下，预热泛燃烧器，引燃煤粉，稳定煤粉在泛燃烧器内的燃烧过程，维持泛燃烧器各部位的温度在各自目标区域，并平滑过渡到正常运行状态；在锅炉低负荷或者煤质恶化时，逐点投用天然气预热、点火组件，天然气点火系统具备单个燃烧器/成组燃烧器稳燃功能，可以有效降低不投油稳燃负荷；利用燃煤启动锅炉/燃气启动锅炉的排烟余热预暖空磨，根据不同煤种预暖到100℃?180℃；采用本炉冷一次风/邻炉热一次风启动经预热的一台低速磨制粉；泛燃烧器上的温度传感器、燃烧喷嘴启停电磁阀、电火花发生器、电火花发生器的返回信号、高能点火器等与多点预热及点火过程有关的I/O信号均受该泛燃烧器PLC(可编程控制器)监控，各台泛燃烧器PLC与机组DCS之间由通讯口相联，各台泛燃烧器PLC受机组DCS内置的点火专家系统监控，在机组DCS的操作员站上，操作员通过人机对话输入煤粉的特征数据，如低位发热量、灰分、挥发分、水分、煤粉细度、t1、t2、t3，机组DCS内置的点火专家系统可自动分时设置各段一次风管和燃烧器的温度、一次风速、煤粉浓度的目标值区域，操作员可以选择对整个电站燃煤锅炉的多点预热及点火过程手操监控或者由机组DCS自动程控；炉膛设置有炉膛火焰图像监视；每一台非点火层的旋流燃烧器上均设有天然气预热、点火组件。...

【技术特征摘要】
1.一种配有一台低速磨的燃煤锅炉天然气点火系统，其特征在于:包括一台低速磨、空磨预暖子系统、天然气、空气增压预混及分配子系统、泛燃烧器、泛燃烧器PLC、机组DCS ；天然气空气混合气易于分配、易于控制、易于点火、发热量高，按电站燃煤锅炉的额定出力、锅炉炉型、燃用煤种的不同，在点火燃烧器及其部分一次风管道上装有多套天然气预热、点火组件构成泛燃烧器；泛燃烧器设计点燃低浓度细煤粉，在该煤粉浓度下无需二次风参与，煤粉在泛燃烧器中可以基本燃尽，并有适当的过剩空气系数；泛燃烧器在锅炉启动期间为煤粉的升温、引燃、燃烧、燃尽提供了必要的时间、空间、氧量、温度和足够大的点火热功率，控制煤粉浓度可以控制泛燃烧器出口的热烟气温度不超过800°C ;在锅炉启动进程中，被引燃的煤粉产生的热量和天然气燃烧产生的热量使泛燃烧器各部位温度、炉膛温度、一次风温逐渐自举升高；在炉膛温度达到600°C、一次风温达到150°C后，起动送风机，逐步增加给煤量，逐步提高煤粉浓度，煤粉的引燃、燃烧、燃尽过程逐步由泛燃烧器转移到炉膛；当煤粉的引燃、燃烧、燃尽过程全部转移到炉膛，组成泛燃烧器的燃烧器及其部分一次风管道回复到正常运行的温度水平时，锅炉启动过程完成；在锅炉启动期间各天然气预热、点火组件的投停在泛燃烧器PLC控制下，预热泛燃烧器，引燃煤粉，稳定煤粉在泛燃烧器内的燃烧过程，维持泛燃烧器各部位的温度在各自目标区域，并平滑过渡到正常运行状态；在锅炉低负荷或者煤质恶化时，逐点投用天然气预热、点火组件，天然气点火系统具备单个燃烧器/成组燃烧器稳燃功能，可以有效降低不投油稳燃负荷；利用燃煤启动锅炉/燃气启动锅炉的排烟余热预暖空磨，根据不同煤种预暖到100°C -180°C ;采用本炉冷一次风/邻炉热一次风启动经预热的一台低速磨制粉；泛燃烧器上的温度传感器、燃烧喷嘴启停电磁阀、电火花发生器、电火花发生器的返回信号、高能点火器等与多点预热及点火过程有关的I/O信号均受该泛燃烧器PLC (可编程控制器)监控，各台泛燃烧器PLC与机组DCS之间由通讯口相联，各台泛燃烧器PLC受机组DCS内置的点火专家系统监控，在机组DCS的操作员站上，操作员通过人机对话输入煤粉的特征数 据，如低位发热量、灰分、挥发分、水分、煤粉细度、h、t2、t3，机组DCS内置的点火专家系统可自动分时设置各段一次风管和燃烧器的温度、一次风速、煤粉浓度的目标值区域，操作员可以选择对整个电站燃煤锅炉的多点预热及点火过程手操监控或者由机组DCS自动程控；炉膛设置有炉膛火焰图像监视；每一台非点火层的旋流燃烧器上均设有天然气预热、点火组件。2.根据权利要求1所述的配有一台低速磨的燃煤锅炉天然气点火系统，其特征在于:所述的一台低速磨是一台低速的双进双出钢球磨煤机的简称；双进双出钢球磨煤机与点火层燃烧器连接，双进双出钢球磨煤机可以在O到100%范围内精细调节燃煤量，该台双进双出钢球磨煤机配有动静态分离器，可以方便地在运行中调节煤粉细度。3.根据权利要求1所述的配有一台低速磨的燃煤锅炉天然气点火系统，其特征在于:所述的空磨预暖子系统在一台低速磨进煤前，低速盘车，用燃煤启动炉来的炉烟/燃气启动炉来的炉烟/邻炉热风缓慢加热空磨蓄热。4.根据权利要求1所述的配有一台低速磨的燃煤锅炉天然气点火系统，其特征在于:所述的天然气、空气增压预混及分配子系统由天然气供气母管、球阀、天然气变量增压机、...

【专利技术属性】
技术研发人员：章礼道，
申请(专利权)人：章礼道，
类型：发明
国别省市：