[发明专利]一种利用煤与气耦合协同控制燃煤锅炉负荷的装置和方法

权利要求书

1.一种利用煤与气耦合协同控制燃煤锅炉负荷的装置，包括锅炉、输送管道、带有原煤磨煤机的常规制粉系统，所述原煤磨煤机产出的煤粉经输送管路输送到锅炉，其特征在于：还包括煤制气系统和半焦碾磨制粉系统；

所述煤制气系统，主要包括煤气化反应器(2)、气固分离器(3)、锅炉的气体燃烧器(12)；经过煤气化反应器产生的煤制气，通过气固分离器输送到锅炉的气体燃烧器燃烧；气固分离器分离出的固体产物进入半焦仓；

所述半焦碾磨制粉系统，主要包括半焦仓(4)、半焦磨煤机(5)、半焦分离器(6)、半焦细粉仓(9)、给粉机(10)和排粉风机(7)；

半焦仓(4)内的固体产物存储至定量后排放到半焦磨煤机(5)中进行碾磨，碾磨后的半焦风粉混合物经半焦分离器(6)分离，合格的半焦细粉落入半焦细粉仓(9)，乏气经过排粉风机(7)进入原煤磨煤机(8)入口，替代部分一次风进入磨煤机；落入半焦细粉仓(9)的半焦细粉经给粉机(10)与原煤磨煤机出来的细粉一起送入锅炉的煤粉燃烧器燃烧。

2.根据权利要求1所述的利用煤与气耦合协同控制燃煤锅炉负荷的装置，其特征在于：所述常规制粉系统原始燃料为原煤，经原煤磨煤机(8)产出煤粉；所述煤制气系统燃料为常规制粉系统产生的煤粉，经煤气化反应器(2)产出煤制气和固体产物；所述半焦碾磨制粉系统原始燃料为煤制气系统产出的固体产物，经半焦磨煤机(5)产出半焦细粉。

3.根据权利要求1所述的利用煤与气耦合协同控制燃煤锅炉负荷的装置，其特征在于：所述原煤磨煤机(8)和半焦磨煤机(5)入口还配置有流量测量装置和温度测量装置，用以显示原煤磨煤机和半焦磨煤机入口温度和流量；所述原煤磨煤机(8)和半焦磨煤机(5)入口冷风及热风管道上分别布置有冷、热风量调节挡板，用以调节原煤磨煤机和半焦磨煤机入口温度和流量。

4.根据权利要求1所述的利用煤与气耦合协同控制燃煤锅炉负荷的装置，其特征在于：所述煤制气的输送管道上安装有输气逆止阀(31)，防止煤气化反应器(2)运行中，炉内爆燃导致高温烟气进入输气管道。

5.根据权利要求1-4任一所述的利用煤与气耦合协同控制燃煤锅炉负荷的装置，其特征在于：所述锅炉为切圆燃烧锅炉或对冲燃烧锅炉；

对于切圆燃烧锅炉，煤粉燃烧器至少布置六层，至少下面三层燃烧器配置稳燃装置；气体燃烧器至少布置四层，配置高能点火装置和火检检测装置；

对于对冲燃烧锅炉，煤粉燃烧器至少为三层，中下层煤粉燃烧器配置稳燃装置；气体燃烧器至少布置两层，配置高能点火装置和火检检测装置。

6.根据权利要求5所述的利用煤与气耦合协同控制燃煤锅炉负荷的装置，其特征在于：对于切圆燃烧锅炉，气体燃烧器布置在锅炉的四面墙体中部位置，并布置四层，与下四层一次风喷口同标高，气流射入方向与炉内切圆同向，气体射向其下风向一次风的向火侧，气流射入角度与一次风偏转角度相同。

7.根据权利要求5所述的利用煤与气耦合协同控制燃煤锅炉负荷的装置，其特征在于：对于对冲燃烧锅炉，气体燃烧器布置在前后墙和侧墙上，并且布置在上、下层煤粉燃烧器的中间高度，侧墙气体燃烧器与前后墙同标高。

8.根据权利要求5所述的利用煤与气耦合协同控制燃煤锅炉负荷的装置，其特征在于：所述稳燃装置包括大油枪、微油、等离子、富氧等中的一种或两种。

9.一种利用权利要求1-8任一所述装置采用煤与气耦合协同控制燃煤锅炉负荷的方法，其特征在于：

当常规负荷运行时，煤制气系统备用，常规制粉系统和半焦碾磨制粉系统同步运行；

当深度调峰工况下，常规制粉系统和煤制气系统同步运行。

10.根据权利要求9所述的采用煤与气耦合协同控制燃煤锅炉负荷的方法，其特征在于：当负荷降低时，将原煤磨煤机(8)出口至煤粉气化反应器(2)入口一次风管道上的气化炉入口风粉混合物流量调节挡板(17)开启，实现煤制气系统和常规制粉系统的同步投运；

当负荷上升时，调节挡板(17)关闭，通过半焦细粉仓(9)出口处的半焦下粉管隔开门(11)的开关，实现半焦细粉的投用和停用，煤制气系统和半焦碾磨制粉系统系统投运可实现快速切换。