一种适用于深度调峰的超低负荷稳燃燃烧器制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于深度调峰的超低负荷稳燃燃烧器，包括低负荷稳燃旁路、低负荷燃烧喷口、一次风管、一次风喷口、内二次风喷口、外二次风喷口、中心风管、第一级乏气风管、第二级乏气风管、中心风启旋器以及隔离挡板；本发明专利技术充分考虑了锅炉深度调峰的需求，同时兼顾高、低负荷下的灵活切换，通过低负荷稳燃旁路，辅以两级浓淡分离，并配置专用的低负荷燃烧喷口，加之低负荷旋流二次风的使用，使得该燃烧器在极低负荷下，仍能维持煤粉气流的最佳煤粉浓度和一次风速，保证燃烧的稳定性。经两级浓淡分离后的贫粉流作为乏气由两级乏气风管返回至一次风管，最后进入一次风喷口燃烧，实现了分级燃烧，对降低NOx排放有一定的积极意义。意义。意义。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于深度调峰的超低负荷稳燃燃烧器


[0001]本专利技术属于燃煤电厂灵活性改造及深度调峰
，具体涉及一种适用于深度调峰的超低负荷稳燃燃烧器。

技术介绍

[0002]随着新能源装机规模的大幅上升，同时风电、光伏发电存在较强的随机性，在一定时间周期负荷变化较大，这对电网运行的可靠性产生了一定的负面影响。为提高可再生能源的消纳能力，承担电网一半以上发电量的燃煤火电机组必须能够灵活快速地调整负荷，同时考虑到风电、光伏发电的峰谷差异较大，需尽可能多地挖掘燃煤火电机组的调峰能力，机组最小技术出力进一步下探，实现深度调峰。
[0003]受电厂煤质、设备情况等影响，目前我国火电机组调峰能力在纯凝工况下普遍只有50％额定容量，无法满足装机规模持续增长的可再生能源的消纳。而锅炉低负荷稳燃能力是限制机组进一步提升调峰能力的关键因素之一，提高锅炉在低负荷状态下乃至超低负荷下的稳燃能力，使火电机组能够在更低的负荷下安全稳定运行而不致引起熄火事故，从而实现深度调峰，是当前亟待解决的问题同时也是当前的研究难点。
[0004]采用稳燃能力强、稳燃效果更好的煤粉燃烧器，是提高锅炉低负荷稳燃能力的主要措施和方法。近20年来，国内外已成功开发了多种稳燃效果较好的煤粉燃烧器，如美国CE公司开发的WR燃烧器，日本三菱重工的PM燃烧器，华中科技大学的钝体燃烧器，清华大学的火焰稳定船燃烧器、预燃室燃烧器以及各种类型的旋流燃烧器。目前这些燃烧器已部分应用于我国的燃煤锅炉，并取得不错的稳燃效果；但如需将锅炉不投油稳燃负荷降至30％乃至25％额定负荷以下，仍然有较大的难度。
[0005]随着火电机组灵活性改造的大规模铺开，专为深度调峰所设计、在超低负荷工况下具备较强稳燃能力的煤粉燃烧器将拥有广阔的发展前景，同时它也是进一步发掘锅炉调峰能力的必然要求。
[0006]目前的大型电站煤粉锅炉均采用直吹式制粉系统，直吹式制粉系统在锅炉负荷降低时，磨煤机的出力也要降低，从而会引起由磨煤机直接送往燃烧器的风粉混合物中的空气和煤粉的质量比A/C增大(即在一次风中煤粉浓度的降低)。一般来说，煤粉炉在低负荷运行时，影响煤粉火炬稳定性的主要因素有：燃料特性(主要是挥发分的含量和燃料中固定碳和挥发分的比值FC/V)；燃烧器区域的炉膛热负荷；一、二次风的温度和一次风中空气和煤粉的质量比A/C。但在锅炉低负荷运行时，随着磨煤机出力的降低，A/C比值会增大，当A/C比值增大到某一限值时，就会引起煤粉燃烧的不稳定，从而限制了锅炉的调峰能力。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于针对现有的旋流煤粉燃烧器，充分考虑深度调峰的需求，以能够在超低负荷工况下实现稳定燃烧为设计目的，提出了一种适用于深度调峰的超低负荷稳燃燃烧器，通过低负荷稳燃旁路实现对低负荷工况下空气煤粉质量比A/C有效控制与调整，
使A/C比值始终处于较佳的范围，同时采用低负荷煤粉再浓缩装置及乏气分离，使旋流煤粉燃烧器在超低负荷工况下能够维持稳定燃烧。
[0008]本专利技术采用如下技术方案来实现的：
[0009]一种适用于深度调峰的超低负荷稳燃燃烧器，包括低负荷稳燃旁路、低负荷燃烧喷口、一次风管、一次风喷口、内二次风喷口、外二次风喷口、中心风管、第一级乏气风管、第二级乏气风管、中心风启旋器以及隔离挡板；
[0010]低负荷稳燃旁路的进口端由一次风管引出，引出处通过隔离挡板使得在高、低负荷位置进行切换，低负荷稳燃旁路的出口端穿过中心风管，并设置有低负荷燃烧喷口，低负荷稳燃旁路和一次风管之间连接有第一级乏气风管和第二级乏气风管，低负荷稳燃旁路和中心风管之间设置有中心风启旋器，一次风管的出口端设置有一次风喷口，一次风喷口的外侧由内至外依次设置有内二次风喷口和外二次风喷口。
[0011]本专利技术进一步的改进在于，低负荷稳燃旁路中设置有低负荷煤粉再浓缩装置和低负荷乏气分离装置。
[0012]本专利技术进一步的改进在于，低负荷煤粉再浓缩装置使得风粉混合物经过两次转弯，气固两相在惯性力的作用下部分分离。
[0013]本专利技术进一步的改进在于，隔离挡板的隔离挡板位置可调，能够根据负荷需要分别在高负荷、低负荷位置切换。
[0014]本专利技术进一步的改进在于，当隔离挡板处于高负荷位置时，则一次风粉混合物不进入低负荷稳燃旁路，沿一次风管送入旋流燃烧器的一次风喷口进行燃烧。
[0015]本专利技术进一步的改进在于，当隔离挡板处于低负荷位置时，则一次风粉混合物进入低负荷稳燃旁路，经两次浓淡分离后，富粉流进入低负荷燃烧喷口着火燃烧，贫粉流经第一级乏气风管和第二级乏气风管返回一次风管，进入一次风喷口燃烧。
[0016]本专利技术进一步的改进在于，低负荷运行时，在低负荷燃烧喷口设置低负荷旋流二次风，该旋流二次风源自二次风大风箱，并在高、低负荷工况下分作两用。
[0017]本专利技术进一步的改进在于，高负荷时，中心风启旋器关闭，该二次风作为中心风使用，起到冷却火嘴并组织回流区的作用；低负荷时，中心风启旋器开启，该二次风经旋流叶片启旋后，作为低负荷燃烧喷口的旋流二次风，起到组织低负荷燃烧及回流高温烟气、维持低负荷燃烧喷口稳定燃烧的作用。
[0018]本专利技术至少具有如下有益的技术效果：
[0019]本专利技术提供的一种适用于深度调峰的超低负荷稳燃燃烧器，通过在一次风管主路上平行设置低负荷稳燃旁路，在低负荷时将隔离挡板位置调节到低负荷档位，一次风粉气流全部进入低负荷稳燃旁路，经过两次转弯浓淡分离，富粉流内含高浓度煤粉流向低负荷燃烧喷口进入炉膛着火燃烧，贫粉流即乏气经乏气管返回至原一次风管主路。
[0020]与现有煤粉燃烧器稳燃技术相比，本专利技术充分考虑了锅炉深度调峰的需求，旨在实现低于常规负荷或称超低负荷、深调负荷下的锅炉稳定燃烧，为兼顾锅炉日常运行不同负荷的变化需求，本专利技术采用低负荷稳燃旁路使得煤粉燃烧器能够在高低负荷工况下自由切换，避免了高低负荷下燃烧条件的差异，使低负荷时燃烧器的低负荷燃烧喷口同样处于最佳煤粉浓度和配风条件下，确保了燃烧器低负荷燃烧的稳定性，使其能够实现在燃烧器负荷15％的最低出力下稳定运行。本专利技术利用惯性分离技术并兼顾一次风管的结构特点在
低负荷稳燃旁路中设置了两级转弯浓淡分离，第一级、第二级浓淡分离后的乏气均由乏气管引出，汇集后进入基本负荷燃烧喷口。低负荷时一次风粉混合物两级浓淡分离能够充分保证空气和煤粉的质量比A/C处于较佳水平而不致过大，避免使过量的空气混入而导致煤粉气流的着火热增加，从而发生难以稳定着火及燃烧的问题。同时为了保证合适的风粉混合物流速，防止乏气分离后煤粉气流流速过低而发生煤粉沉积等现象，低负荷稳燃旁路在管径的选取上采用了两级变径设计，保证了输粉流速和喷口处一次风速。分离出的两股乏气再返回至原一次风管进入基本负荷燃烧喷口，在低负荷燃烧喷口火炬内部热源和外部回流烟气的共同作用下，其中的煤粉颗粒着火燃烧，而其中的空气则起到了补氧作用。本专利技术巧妙地利用旋流燃烧器的中心风结构，在低负荷燃烧喷口设置低负荷旋流二次风，该旋流二次风本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于深度调峰的超低负荷稳燃燃烧器，其特征在于，包括低负荷稳燃旁路(1)、低负荷燃烧喷口(2)、一次风管、一次风喷口、内二次风喷口、外二次风喷口、中心风管、第一级乏气风管(3)、第二级乏气风管(4)、中心风启旋器(5)以及隔离挡板(6)；低负荷稳燃旁路(1)的进口端由一次风管引出，引出处通过隔离挡板(6)使得在高、低负荷位置进行切换，低负荷稳燃旁路(1)的出口端穿过中心风管，并设置有低负荷燃烧喷口(2)，低负荷稳燃旁路(1)和一次风管之间连接有第一级乏气风管(3)和第二级乏气风管(4)，低负荷稳燃旁路(1)和中心风管之间设置有中心风启旋器(5)，一次风管的出口端设置有一次风喷口，一次风喷口的外侧由内至外依次设置有内二次风喷口和外二次风喷口。2.根据权利要求1所述的一种适用于深度调峰的超低负荷稳燃燃烧器，其特征在于，低负荷稳燃旁路(1)中设置有低负荷煤粉再浓缩装置和低负荷乏气分离装置。3.根据权利要求2所述的一种适用于深度调峰的超低负荷稳燃燃烧器，其特征在于，低负荷煤粉再浓缩装置使得风粉混合物经过两次转弯，气固两相在惯性力的作用下部分分离。4.根据权利要求1所述的一种适用于深度调峰的超低负荷稳燃燃烧器，其特征在于，隔离挡板(6)的隔离挡板位置可调，能够...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧青，赵永坚，徐征，
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：