[发明专利]一种基于提高炉前煤粉气流温度的锅炉稳燃装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种提高锅炉稳燃性能的方法和加热风粉气流温度的装置，尤其涉及利用提高煤粉气流温度的增强锅炉稳燃性能和煤种适应性的装置。

背景技术

煤粉燃烧作为重要的电力生产方式，提高其燃烧性能具有十分重要的社会和经济意义。由于电厂实际燃用煤种经常会出现变化，而不同煤种间燃烧特性差异较大，因此电站锅炉经常出现锅炉结焦、灭火等问题，进而影响发电机组的安全稳定运行。根据实际煤种，及时进行适当燃烧调整，优化煤粉燃烧是解决此类问题的根本方法。

锅炉燃烧的煤粉是煤经过破碎和研磨而成的细微粉末，其悬浮在空气流中被喷入炉膛，在数秒或更短的时间内燃尽。燃烧优化就是使煤粉火焰在离开喷燃设备一定距离处稳定住，一方面保证煤粉燃烧器的运行安全，一方面使煤粉及时燃烧，提高煤粉燃烬率。

根据煤粉燃烧理论，燃烧过程的强化可采取诸如热力、浓度、空气动力学以及其他一些旨在加强释热和减少散热的很多措施。目前较常采用的强化燃烧途径有：（1）采用预燃室燃烧器、钝体燃烧器、浓淡燃烧器等可强化着火的煤粉燃烧器，加强高温烟气回流和提高煤粉浓度增加释热量；（2）增加煤粉细度；（3）优化燃烧配风方式；（4）增加卫燃带，减少反应区中的散热量。分析其燃烧机理可知，上述强化燃烧方法又大致可分为两类：（1）强化风粉气流换热，使煤粉气流尽快达到着火温度；途径(1)中的预燃室燃烧器、途径(3)和途径(4)均是通过提高煤粉气流入炉环境温度，提高风粉气流的升温速率，增强风粉气流的着火能力。（2）强化煤粉中挥发份的析出。途径(1)中的浓淡燃烧技术和途径(2)就是分别利用加大煤粉浓度和减小煤粉颗粒细度的方法强化煤粉中挥发份的析出，进而达到降低风粉气流着火温度，强化燃烧的目的。

另外对比不同制粉系统形式的锅炉，特别是热风送粉和乏气送粉两种制粉形式的锅炉，可以最直观的得到，风粉温度的提高对炉内燃烧稳定有利的结论。

综合以上分析并结合现场实际运行情况可知，虽然风粉温度是影响煤粉燃烧的重要因素，但现场实际运行中，限于制粉系统安全防爆的要求，煤粉气流温度的调整幅度有限，以致实际中其强化燃烧的作用无法得到应用。因此本发明提出了一种炉前风粉加热装置，使风粉气流温度脱离制粉系统限制，方便实现独立调整，从而实现强化煤粉燃烧，提高锅炉运行经济性和稳定性的目的。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种基于提高炉前风粉气流温度的锅炉稳燃装置，它利用煤粉燃烧理论，采用特别设计的风粉气流加热装置，摆脱了制粉系统对煤粉气流温度的限制，实现了风粉气流温度的单独控制；风粉气流加热装置还强化了煤粉富集和挥发份析出，利于降低风粉气流着火温度。总之，本发明完善了电站锅炉燃烧调整手段，达到了强化煤粉燃烧的目的。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于提高炉前煤粉气流温度的锅炉稳燃装置，它包括煤粉气流加热装置，煤粉气流加热装置安装在炉前煤粉管道上，在煤粉管道上还安装有测量煤粉气流加热装置前后的煤粉气流温度的测量元件，煤粉气流加热装置和测量元件均与显示控制装置连接。

所述煤粉气流加热装置采用外部热源加热装置筒体，热量经筒体及内部结构传导，以对流换热方式完成加热煤粉气流的换热过程。筒体加热装置可采用电加热或蒸汽加热两种方式。

沿筒体内壁设计有沿气流方向布置的旋转肋片。肋片是一种悬臂梁结构，类似两块旋转导流板，可设计肋片的长度、旋转步长及出入口角度等参数以控制煤粉气流旋转强度，进而起到强化换热、富集煤粉和强化煤粉挥发份析出等作用。

本发明在风粉管道上安装新型煤粉气流加热装置，利用测量的风粉气流参数和煤质情况，在显示仪表单元内完成煤粉气流温度参数的实时显示及控制。显示控制单元可对测量单元进行参数设定及修正，完成煤粉流量温度选择计算及利用温度测量系统控制加热系统运行。

沿气流方向布置的旋转肋片在筒体内组成强化传热和煤粉富集装置，由于气固两相流中固相较为靠近管道壁面，所以在壁面处增加强制轴向旋转装置，必然使大量固相颗粒沿肋片旋转方向产生旋转，这一方面增加了肋片出口的煤粉富集现象，也同时增加了煤粉与管道壁面碰撞的机会，进而提高了传热效率。

新型基于提高炉前煤粉气流温度的锅炉稳燃装置，组合了风粉气流的温度测量和加热装置，利用旋转肋片结构强化了煤粉富集及换热过程。

本发明的有益效果为：

1、建立了独立的风粉气流温度控制系统，通过可控的炉前煤粉气流温度，提高锅炉燃烧的稳定性，提高锅炉煤种适应性能及机组运行的安全性。