[实用新型]智能型自适应多煤种直流煤粉燃烧装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直流煤粉燃烧装置，尤其涉及一种智能型自适应多煤种直流煤粉燃烧装置。

背景技术

随着我国经济持续发展，用电量逐年增加，但是电力煤炭供应却没有同步相应增加，使煤炭的供需产生较大矛盾，采购难、煤价高成为电厂必须面对难题，这种现象直接导致各电厂煤炭采购均以能买到煤即可或者为了降低采购成本而不考虑是否适合本厂的锅炉燃用，有的电厂进煤杂乱达到80多种，甚至上百种之多，而且煤种特性差别较大，但是电站煤粉锅炉都是针对特定煤种(称为设计煤种)设计制造的，当煤种偏离设计煤种时，对锅炉的安全运行和经济性产生负面影响，严重的可导致锅炉燃烧不稳、锅炉灭火等事故。

我国电站锅炉从国产125 MW机组至进口600 MW甚至1000MW机组，大部分均采用四角切圆燃烧技术，尤其是从70年代末300 MW、600 MW机组CE型锅炉技术的引进开始，我国的四角切圆直流煤粉燃烧技术日趋成熟。可以预见，直流煤粉燃烧技术在今后相当长的时间内，仍将是我国电站锅炉采用的主要燃烧方式。由于煤种多变的原因导致直流煤粉锅炉燃烧不稳、灭火的事故时有发生。华电集团某发电有限公司#1和#2机组锅炉为四角切圆直流燃烧方式，设计煤种为贫煤，但入厂煤达到125种，几乎包括了从无烟煤到褐煤所有的煤种，而且煤场储存空间有限，并且没有大型混煤设备，使分类和混煤手段有限，直接结果就是入炉煤多变，甚至是突变，运行人员根本没有时间进行观察和调整，#1锅炉在一个月内出现三次灭火，锅炉飞灰含碳量达到20%，并出现结焦，停炉检查时发现多个燃烧器喷嘴被烧损，并有水冷壁出现了高温腐蚀现象。

对于非设计多煤种燃烧的问题，目前国内外主要采用掺烧方法：方法有炉内掺烧(即不同磨煤机分别磨制不同的煤种然后在在磨煤机对应层的燃烧器进行燃烧，也称为分仓掺烧)和炉外掺烧(也称为炉外掺混方式，指各煤种在进入原煤仓前就进行掺混)。目前这方面的研究和应用的文献很多如：《烟煤锅炉锅炉两种方式掺烧褐煤的工程应用》、《大型电站锅炉非设计煤种最佳掺烧方案》、《混煤掺烧技术在罗定电厂的应用》，《Characterization of coal blends for pulverized fuel combustion》等，这些研究文献表明，无论哪种采用掺烧方式，都要面临两个难以克服的问题：(1)、原煤处理的问题，对于炉外掺烧由于没有很好的掺配设备,难于掺混均匀;炉内掺烧要求分仓上煤对煤厂要求很严格难于实现，或者实现起来成本高昂；(2)、燃烧器由于不能适应其他煤种，经常发生灭火或燃烧器烧损的事故。为了适应多煤种，目前在燃烧器方面的研究状况：国外对燃烧器的设计理念完全是针对单一煤种进行燃烧器设计或改进；国内对于能适应或自动多煤种的燃烧器的研究主要是采用浓淡分离技术或双通道燃烧器，稳燃腔燃烧器等，相关文献有《百叶窗燃烧器在低质无烟煤锅炉的应用》，《国产多通道燃烧器燃烧无烟煤的操作》，《稳燃腔燃烧器在420t/h无烟煤锅炉上的应用》等，这些文献中所述的燃烧器有一个共同特点是比较适合比设计煤种的点火性能和稳燃性能稍差一些的煤种，有一定的稳燃作用，但对于挥发份比较高、易着火的煤种来说是不适合的，尤其是多通道燃烧器和稳燃腔燃烧器，极易导致燃烧器喷口结焦而烧毁燃烧器喷口的事故，在一定程度说，上述文献介绍的燃烧器可以适应一些着火性能比较差的煤种，反之则不可行；对于锅炉能自动适应煤质变化这方面的研究国内外基本没有。总的来说关于能全面适应或尤其自动适应多煤种的燃烧器这方面的文献目前基本处于空白状态。

    通过检索发现，能适应多煤种燃烧器的相关专利如下： 

专利91100191.3多煤种燃烧器，这种燃烧器为旋流燃烧器不能用于直流燃烧锅炉，基本原理其实是通过涡壳使一次风产生旋转，二次风分级送入，同时为了增加稳燃效果又加了一个预燃室。这个燃烧器在烧无烟煤等难于着火和稳燃煤种优势明显，但对于易燃、易着火的烟煤、褐煤等由于稳燃室的存在和强烈的风粉混合，喷口极易结焦，而且还有一个关键点是这个燃烧器由于其结构和燃烧方式的限制其燃烧功率较小，不适合在大型电站锅炉上应用。

专利96247019.8和专利96122258.1宽调节比、多煤种、浓稀相煤粉旋流燃烧装置，介绍了一种通过调节弯头内隔板来调节浓相和稀相的比例来适应煤种变化的旋流燃烧器，首先这种燃烧器是旋流燃烧器不能用于直流燃烧锅炉，再者虽然这种调节浓相和稀相比的方式使调节比比较大，但通过试验验证仅靠改变浓稀相比适应煤种变化，适应的煤种变化范围较窄，同时这种燃烧器不能自动适应煤种变化还要运行人员手动调节浓稀相的比例。