[发明专利]一种用于平衡低负荷氮氧化物与汽水参数的低氮燃烧系统及方法

说明书

本发明展示一种用于平衡低负荷氮氧化物与汽水参数的低氮燃烧系统及方法，装置包括主燃烧器喷口、SOFA喷口和高位风喷口依次从下到到设置在燃煤锅炉内，高位风喷口对应设置在燃煤锅炉的燃尽区或其上部；当燃煤锅炉处于低负荷状态下时，高位风喷口连通用于对主燃烧器喷口的输入二次风进行分流；方法在保证燃煤锅炉原有二次风总风量的前提下，将一部分通入主燃烧器的二次风送入燃煤锅炉燃尽区或其以上的炉膛，该部分二次风不参与煤粉的燃烧，降低燃烧过程中的过量空气系数，且不减少烟气量。本发明达到了控制氮氧化物与保证烟温、汽水参数平衡的目的，保证了低负荷状态下机组在控制氮氧化物的基础上的安全稳定运行。

技术领域

本发明涉及燃煤锅炉的低氮燃烧系统，具体为一种用于平衡低负荷氮氧化物与汽水参数的低氮燃烧系统及方法。

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，但我国电力系统调节能力却难以完全适应新能源大规模发展和消纳的要求，出现了较为严重的弃风、弃光等问题。为了提高新能源消纳能力，需要燃煤发电机组释放其潜在的灵活性，进一步深度调峰。因此，燃煤发电机组低负荷乃至超低负荷运行将成为常态。

现阶段燃煤发电机组锅炉都采用了基于空气分级的低氮燃烧技术降低燃烧产生的氮氧化物，其核心思想是在距离主燃烧区下游一定距离处增加燃尽风系统，减少主燃烧区内的空气，而将煤粉燃烧所需要的部分空气从燃尽风系统中送入炉膛，这样就会使煤粉在主燃烧区内缺氧燃烧，达到抑制氮氧化物生成的目的。但煤粉锅炉需要有足够的烟气量才可使其受热面有足够的换热效果，达到机组需要的汽水参数要求，因此致锅炉在低负荷下通常需要采用高氧量运行的方式以保证汽水参数。但是当负荷过低时，因燃尽风系统可通入的空气量有限，这就没办法保证煤粉在主燃烧区的缺氧燃烧，而为了保证锅炉汽水参数而大幅提升氧量，致使燃烧产生氮氧化物大量生成。可以说，在燃煤发电机组深度调峰下，锅炉在很难做到低负荷以及超低负荷下氮氧化物与汽水系统参数的协调控制。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于平衡低负荷氮氧化物与汽水参数的低氮燃烧系统及方法，结构简单，设计合理，配置灵活，运行稳定，能够实现低负荷工况下实现锅炉氮氧化物与汽水系统协调控制。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种用于平衡低负荷氮氧化物与汽水参数的低氮燃烧系统，包括二次风风箱，以及并联连通设置在二次风风箱上的主燃烧器喷口、SOFA喷口和高位风喷口；

所述的主燃烧器喷口、SOFA喷口和高位风喷口依次从下到上设置在燃煤锅炉内，高位风喷口对应设置在燃煤锅炉的燃尽区或其上部；

当燃煤锅炉处于低负荷状态下时，高位风喷口连通用于对主燃烧器喷口的输入二次风进行分流。

优选的，还包括输出端分别连接主燃烧器喷口、SOFA喷口和高位风喷口的主燃烧器风箱、SOFA风箱和高位风风箱；主燃烧器风箱、SOFA风箱和高位风风箱的输入端均与二次风风箱连接。

优选的，每个高位风喷口上分别设置有用于单独操作进行上下左右摆动的联结机构以及风量调节装置。

优选的，高位风喷口设置在燃煤锅炉内部的同一层。

优选的，高位风喷口设在在炉膛四角或前后墙上。

优选的，二次风风箱和高位风喷口的连接管路上分别设置有用于控制二次风输入的二次风阀和用于控制高位风喷口通断的高位风阀。

一种用于平衡低负荷氮氧化物与汽水参数的方法，在燃煤锅炉低负荷运行时，在保证燃煤锅炉原有二次风总风量的前提下，将一部分通入主燃烧器的二次风送入燃煤锅炉燃尽区或其以上的炉膛，该部分二次风不参与煤粉的燃烧，降低燃烧过程中的过量空气系数，且不减少烟气量。

优选的，送入燃煤锅炉燃尽区以上的二次风由对应设置在燃尽区或其以上的高位风喷口引入。