[发明专利]锅炉及其燃烧系统和使用方法

说明书

本发明公开了一种锅炉及其燃烧系统和使用方法，该系统包括：分离器、一次风粉管路、乏气利用管路和多层浓淡燃烧器；分离器包括：分离本体，其设置有与一次风粉管路相连通的入口、与多层浓淡燃烧器相连通的第一出口以及能与乏气利用管路相连通的第二出口；多层浓淡燃烧器包括：具有气固分离作用的连通机构，其一端与第一出口相连通，与连通机构的另一端相连通且在沿着重力方向设置有多个相隔离的流通腔体，以及至少部分位于流通腔体的调节件，调节件至少能调节多层浓淡燃烧器位于最上方的流通腔体的流通面积；乏气利用管路包括用于控制乏气利用管路通断的第一乏气出口阀。本发明能根据负荷需求灵活调整煤粉浓度，且保证燃烧器的稳燃性。

技术领域

本发明涉及煤粉燃烧技术领域，特别涉及一种锅炉及其燃烧系统和使用方法。

背景技术

当前我国火电机组呈现出结构性过剩、灵活性运行要求越来越高的特点。为此，很多火力发电厂不得不考虑机组低负荷、超低负荷时锅炉的稳燃性能。

火电机组大量采用了直流煤粉燃烧器。具体的，一台磨煤机带一层四个燃烧器。使用时，燃烧器及磨煤机有多层，可通过投切一层或几层磨煤机和燃烧器来适应负荷的变化。

然而，发明人发现：现有的这种投切磨煤机和燃烧器层数的调节技术，受到了一次风管对一次风速要求的制约。主要原因是：为了保持一次风携带的煤粉不沉积，一次风速必须大于临界值。当机组负荷降低时，按照燃烧的需求，同时要求降低煤粉流量和一次风速。但是一次风速临界值的限制要求使得风速降到临界值后无法再降低，也就是说，一次风速始终需要保证大于或等于临界风速。在一次风速无法再降低的情况下，随着煤粉流量的减少，一次风量的占比(风量/(风量+煤粉量))越来越高，容易导致燃烧器熄火，即产生着火稳燃性能下降，甚至还会使得NOx排放量升高导致的环保性能逐渐下降问题。整体上，上述燃烧器的性能(包括着火稳燃性能、环保性能)的下限限制了锅炉负荷的调峰深度。对于调峰机组来讲，其调峰能力受到锅炉对于高低负荷适应能力的限制，最低运行负荷是机组调峰的最重要指标之一。

燃烧器技术发展历史上，曾出现了PM燃烧器、宽调节比煤粉燃烧器、A-PM燃烧器，在一定程度上能降低负荷调节的下限。但这类调节技术属于被动调节，被动调节的燃烧器在当前火电机组的负荷变化范围内还显得不足，单个燃烧器的性能下限仍然限制着锅炉负荷的调峰深度。

目前，中国专利CN108413387A，提供了一种煤粉锅炉双向双分级燃烧技术。该技术是在浓淡型燃烧器上加上了调节通流面积的挡板，提高锅炉的低负荷稳燃能力。但是，发明人经过分析发现该专利存在如下缺陷：通过设置挡板后，不仅没有降低一次风量的占比，而且由于减少了流通截面积，会导致风速大幅度提高，整体上使得燃烧器的稳燃能力更差。

发明内容

为了克服现有技术中的至少一个缺陷，本发明提供一种锅炉及其燃烧系统和使用方法，能根据负荷需求灵活调整煤粉浓度，且保证燃烧器的稳燃性。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种燃烧系统，包括：分离器、一次风粉管路、乏气利用管路和多层浓淡燃烧器；

所述分离器包括：分离本体，所述分离本体设置有与所述一次风粉管路相连通的入口、与所述多层浓淡燃烧器相连通的第一出口以及能与所述乏气利用管路相连通的第二出口；

所述多层浓淡燃烧器包括：具有气固分离作用的连通机构，所述连通机构一端与所述第一出口相连通，与所述连通机构的另一端相连通且在沿着重力方向设置有多个相隔离的流通腔体，以及至少部分位于所述流通腔体的调节件，所述调节件至少能调节所述多层浓淡燃烧器位于最上方的流通腔体的流通面积；

所述乏气利用管路包括用于控制所述乏气利用管路通断的第一乏气出口阀，当所述第一乏气出口阀处于打开状态时，通过所述分离器分离后的部分风粉流经所述乏气利用管路能流向炉膛。