[发明专利]用于火电厂直吹式制粉系统的低着火热超低负荷稳燃系统

说明书

本发明公开了一种用于火电厂直吹式制粉系统的低着火热超低负荷稳燃系统。本发明在原火电厂直吹式制粉系统机组锅炉中，针对原制粉和燃烧系统，在磨煤机后，新增低着火热燃烧系统和热风助燃系统来降低锅炉在超低负荷下的着火热，通过两个系统在机组不同负荷下配合运行，保证在高负荷下运行，不对机组产生负面影响，在超负荷下运行时，可以实现机组的安全稳定运行燃烧，保证机组的安全性，提高机组的灵活性。

技术领域

本发明涉及一种用于火电厂直吹式制粉系统的低着火热超低负荷稳燃系统，用于对火电机组在超低负荷运行时的锅炉稳燃，从而提高电站机组在超低负荷下的安全稳定运行能力，保障机组锅炉的安全性，属于电站技术领域。

背景技术

近年来，我国风电和光伏装机规模迅猛增长，在役及在建装机容量均已位居世界第一。一方面，风电和光伏等新能源为我们提供了大量清洁电力，另一方面，其发电出力的随机性和不稳定性也给电力系统的安全运行和电力供应保障带来了巨大挑战。从目前的情况来看，我国电力系统调节能力难以完全适应新能源大规模发展和消纳的要求，部分地区出现了较为严重的弃风、弃光和弃水问题。2015年，全年弃风电量高达339亿千瓦时，“三北”部分地区弃风和弃光率超过20％。而火电特别是煤电机组，在未来相当长一段时期仍是我国“三北”地区的主力电源。通过对煤电机组改造，释放其潜在的灵活性，可有效提高我国电力系统调节能力，是我国推进高效智能电力系统建设的重要内容。

目前国内火电企业面临的形势是2015年全国6000千瓦及以上火电设备平均利用小时4329小时，预计在“十三五”期间将会继续大幅下降。中央陆续出台了多项重大改革举措的文件，提出了火电机组的灵活性改造，要求机组参与深度调峰，提升灵活性改造预期将使热电机组增加20％额定容量的调峰能力，最小技术出力达到40％-50％额定容量；纯凝机组增加15％-20％额定容量的调峰能力，最小技术出力达到30％-35％额定容量。部分具备改造条件的电厂预期达到国际先进水平，机组不投油稳燃时纯凝工况最小技术出力达到20％-25％。

火电运行灵活性包括：燃料灵活、调峰能力、爬坡速度、启停时间等几个主要部分。在这几个方面中，目前最缺乏的是调峰能力的提升。当机组在超低负荷运行时，如调峰负荷率达到20％下，将对机组安全运行产生一系列问题，涉及燃烧、汽水、环保、辅机等问题，而这一系列问题中，最重要的是超低负荷下锅炉的稳燃问题，当锅炉的燃烧工况远低于设计的最低稳定运行负荷时，炉膛的温度会急剧下降，导致煤粉的快速着火出现困难，进而引发火焰稳定性差，容易发生熄火，炉膛灭火放炮等重大安全隐患。因此，实现火电机组超低负荷安全稳定运行需要提供安全有效的锅炉超低负荷稳燃技术。

以目前600MW某机组为例，该机组是配中速磨煤机直吹式制粉系统的机组。如图1所示，煤粉由原煤仓1进入计量系统2，再进入给煤机3，由给煤机3给煤进入磨煤机4中进入煤粉制备，与此同时，一、二次风冷空气进入空预器9后变为热一次风和热二次风，热一次风通过热一次风道6与通过冷一次风道7的未经过空预器9的冷一次风都进入磨煤机4中干燥煤粉，从磨煤机4出来的一次风粉混合物经过一次风粉混合物管道5进入主燃烧器11中进行燃烧，热二次风通过热二次风道8进入主燃烧器11补充燃烧，同时从热二次风道8中抽取部分热二次风进入燃尽风区域12进行分级燃烧。整个系统在超低负荷下炉膛温度会急剧下降，导致煤粉的快速着火出现困难，进而引发火焰稳定性差，容易发生熄火，炉膛灭火放炮等重大安全隐患。目前该机组系统最大只能做到30％BMCR或35％BMCR负荷下不投油且能维持稳定燃烧，无法满足超低负荷(20％BMCR)不投油且能维持稳定燃烧技术要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供了一种在高负荷下运行不对机组产生负面影响以及在超负荷下运行可以实现机组安全运行燃烧的用于火电厂直吹式制粉系统的低着火热超低负荷稳燃系统，解决了传统的火电机组在超低负荷下炉膛温度会急剧下降，导致煤粉的快速着火出现困难，进而引发火焰稳定性差，容易发生熄火，炉膛灭火放炮等重大安全隐患的问题。