[发明专利]一种煤粉锅炉双向双分级燃烧技术

说明书

本发明属于煤粉燃烧技术领域，特别涉及基于通流面积可调直流煤粉燃烧器的一种煤粉锅炉双向双分级燃烧技术。该技术基于通流面积可调直流煤粉燃烧器以及锅炉整体A～E层燃烧器配合投运实现，其中通流面积可调直流煤粉燃烧器包括燃烧器内隔板、挡板、挡板执行装置、背火侧通道补充风、稳燃齿装置组成；此技术最大特点是根据具体锅炉负荷要求，配合调节单只燃烧器通流面积以及投运A～E层燃烧器层数，实现锅炉全负荷范围内，尤其是超低负荷工况下稳、低NOx、无高温腐蚀运行，使得火电厂机组锅炉具备灵活性深度调峰能力，且调节灵活，操作简单方便，经济实用，同时具有适应多煤种的宽范围特性，具有广泛的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明属于煤粉燃烧技术领域，特别涉及基于通流面积可调直流煤粉燃烧器的一种煤粉锅炉双向双分级燃烧工艺。

背景技术

火电厂燃煤锅炉广泛采用直流煤粉燃烧器，每一台磨煤机带一层四只煤粉燃烧器在炉膛中四角切园方式燃烧，负荷变化时，通过退出或者增加燃烧器运行层数调整适应锅炉负荷，随着我国能源结构深刻变化，这种调节方式很难适应锅炉灵活运行、深度调峰的需要。低负荷、超低负荷稳定燃烧，低污染物生成，宽负荷范围脱硝入口烟温保持，水冷壁高温腐蚀是目前我国电站锅炉的突出问题。本发明主要针对电站切园燃烧煤粉锅炉上述的突出问题设计了通流面积可调燃烧器及双向双分级燃烧技术，在原理、结构、运行方式上与其它燃烧器完全不同。该燃烧器利用分隔板把燃烧器内部分隔为2～4个分隔通道，调整燃烧器分隔通道投入数量可以调整燃烧器通流面积，以及配合燃烧器投运层数适应锅炉负荷，形成双向双分级燃烧，可以有效解决目前电站锅炉存在的低负荷稳燃等诸多突出问题。并且具有造价低，操作简单、可靠性高、实用性强等诸多优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对电站直流燃烧器切园燃烧煤粉锅炉的通流面积可调为基础的双向双分级燃烧技术，用以解决锅炉低负荷、超低负荷稳燃，低污染物生成，宽负荷范围脱硝入口烟温保持以及水冷壁高温腐蚀等目前我国电站锅炉的突出问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

锅炉所有燃烧器或者其中几层燃烧器设计为通流面积可调燃烧器，锅炉运行时，全负荷范围内根据具体负荷要求，调节各个燃烧器通流面积以及投入A～E层燃烧器的具体层数，保证燃烧器弯头入口风速大于煤粉沉积临界速度，进而调节入炉煤量、风量，使锅炉适应负荷要求运行；相同负荷工况下，单只燃烧器煤粉气流减少，但投运的燃烧器层数增加，实现垂直方向燃料分布和燃烧过程分级，而燃烧器背火侧通道增加空气流量，水平方向向火侧为煤粉气流，背火侧为空气，实现水平方向燃料分布和燃烧过程分级，通过双向双分级技术使得炉膛内总体呈现风包煤燃料分布和燃烧，拉长了燃烧过程还原区，减少NOx生成；同时，多层燃烧器投运能够提高火焰中心位置，提高烟气出口温度，满足低负荷时SCR烟温要求；燃烧器向火侧浓煤粉有上游高温烟气点燃，另一侧低压区有高温烟气回流持续稳定点燃煤粉且保持稳定燃烧，实现锅炉低负荷、超低负荷稳定着火及燃烧；燃烧器背火侧分隔通道有空气流入，在水冷壁附近补充氧气避免高温腐蚀。

锅炉采用通流面积可调燃烧器，负荷一定时，缩小单个燃烧器通流面积，增加燃烧器投运层数，总体保持投入煤量不变，实现垂直方向燃料分布分级、燃烧过程分级，拉长燃烧区域和NOx还原区域；总入炉风量不变，总过量空气系数不变，增加一次风切园外侧风量，减少二次风量，火焰中心横向、纵向还原区拉长，减少NOx生成；低负荷时可以选择投运上层燃烧器，提高火焰中心位置，提高出口烟温，满足低负荷时SCR烟温要求。

锅炉采用通流面积可调燃烧器，满负荷时燃烧器通流面积全开，低负荷时关闭或者关小燃烧器背火侧分隔通道，形成炉内水平方向中心浓相，靠近水冷壁区域为稀相，水平方向总体呈现风包煤分布，实现炉内水平方向燃料分布分级、燃烧过程分级， 保证浓相煤粉稳定着火的同时延长与稀相混合，增加NOx生成过程中间产物，利于NOx还原，实现低NOx燃烧；同时燃烧器背火侧分隔通道空气通流，最终使得水冷壁附件区域氧气浓度高，避免水冷壁高温腐蚀。