[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

说明书

本发明提供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，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，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、气固分离器、锅炉的气体燃烧器及一次风粉管道和气体输送管道；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、半焦磨煤机、半焦分离器、半焦细粉仓、给粉机和排粉风机；利用上述装置在超低负荷下可以连续投运稳燃，锅炉最低稳燃负荷可降低至25%BMCR，可以完全满足深度调峰和快速升降负荷的要求。

技术领域：

本发明涉及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，属电力控制技术领域。

背景技术：

目前，为了鼓励清洁能源的发展，优先接收新能源发电量，火电负荷进行了压缩，也进一步加强了火电机组调峰作用。为提高火电机组运行的灵活性，使机组具备深度调峰能力，并进一步增加负荷响应速率，部分机组需要具备快速启停调峰能力。

实现深度调峰，提高机组运行灵活性，已成为火电企业的必要条件。要实现机组深度调峰，首先要保证机组在低负荷甚至是超低负荷下能够安全稳定运行，且具备快速升降负荷的能力，常规锅炉系统最低稳燃负荷一般在35%～40%BMCR，且在降负荷时速度缓慢，目前还无法满足深度调峰所要求的低负荷，甚至超低负荷稳燃和快速升降负荷的要求。

发明内容：

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供利用煤与气耦合协同控制燃煤锅炉负荷的装置，该装置在常规制粉系统的基础上增加了煤制气系统和半焦碾磨系统。

本发明另一目的是提供一种利用上述装置，采用煤与气耦合协同控制燃煤锅炉负荷的方法。

本发明的具体技术方案如下：

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)及一次风粉管道和气体输送管道；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。

优选地，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。

优选地，所述原煤磨煤机(8)和半焦磨煤机(5)入口还配置了流量和温度测量装置，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。

优选地，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。

优选地，所述锅炉为切圆燃烧锅炉或对冲燃烧锅炉；