[发明专利]一种超低负荷稳燃预热解燃烧系统及超低负荷运行方法

说明书

本发明公开一种超低负荷稳燃预热解燃烧系统及超低负荷运行方法，包括磨煤机、风箱、第一给粉管道、直流燃烧器、给粉管道换向阀、二次风调节阀、预热解旋流燃烧器、锅炉炉膛、二次风管道以及主燃烧器；预热解旋流燃烧器喷口中心高度与其所在层的直流燃烧器的喷口高度相同；磨煤机通过第一给粉管道连通直流燃烧器和预热解旋流燃烧器，预热解旋流燃烧器安装在锅炉炉膛的前后墙上，风箱布置在锅炉炉膛与安装预热解旋流燃烧器相邻的侧墙上，风箱与直流燃烧器以及预热解旋流燃烧器连通；能使煤粉在预热解旋流燃烧器的预燃室内进行低温热解，热解产物与外二次风混合，然后喷入锅炉炉膛稳定燃烧，保证锅炉在超低负荷下的稳定运行，满足深度调峰需求。

技术领域

本发明属于锅炉燃烧领域，具体涉及一种超低负荷稳燃预热解燃烧系统及超低负荷运行方法。

背景技术

随着生态环境的恶化，全球二氧化碳减排的步伐加快，能源结构将会发生变化。近年来，以风能、太阳能为代表的低碳新能源发展迅速，大规模风、光能源并网，然而这些电力都有着随机性强、能源生产是间歇性的、不能随电网的需求而调节的特征，这对电网的安全和稳定产生了极大的挑战。据分析，风电、光伏在电力系统中比例到达一定比例15％-20％后，每高一个百分点，对电力系统的调峰要求都是质的改变。很多地区电力系统运行灵活性不足，系统亟需较大比例灵活电源改善调峰电源结构，缓解系统调峰压力。

煤电是最为经济可靠和最具开发潜力的灵活性电源，煤电机组将越来越多地作为配合新能源发电的调峰手段。目前所谓的调峰，主要是针对电网低谷时煤电机组的低负荷跟踪能，分为深度调峰和启停调峰。为了激发煤电机组调峰的积极性，有地方启动电力调峰市场，大幅提高了调峰补偿的标准，报价分为0-0.4元/kW·h、0.4-1元/kW·h两档。也有最新的电力辅助服务市场运行规则，将深度调峰补偿标准改为跟东北的一致，最高可达1元/kW·h。

对于电站煤粉锅炉来讲，一般最低不投油稳燃负荷为额定负荷的30-50％。电站煤粉锅炉最常用的两种煤粉燃烧器为旋流燃烧器和直流燃烧器。旋流燃烧器采用前墙布置或前后墙对冲布置，各只燃烧器在炉膛内形成一个独立的火焰。旋流燃烧器比直流燃烧器一二次风混合的更早，而后期混合又不够强烈，所以容易导致着火不稳定或燃烬较困难的情况。为使燃烧器具有良好的着火和燃烧性能，通常会在燃烧器内加装预燃室。预燃室卷吸回流的高温烟气对煤粉进行加热，使煤粉气流稳定着火；煤粉燃烧释放的热量也可使预燃室保持高温。由于预燃室温度高、空间小，煤粉在预燃室内燃烧会产生大量的氮氧化物，且容易出现积灰和结渣的情况。

申请号为CN201720210613.7公开的一种新型低负荷稳燃旋流型燃烧器，通过掺混天然气，将天然气和空气在中心风管后半段预混，喷入预燃室与周边一次风粉混合燃烧，来实现煤粉的稳定燃烧。申请号为CN201811552507.2公开的一种采用烟气再循环及预燃室的旋流煤粉燃烧装置，在旋流燃烧器一次风管与内二次风管、内二次风管与外二次风管之间分别设置烟气再循环风管，强化炉膛的分级燃烧程度，实现空气分级燃烧。申请号为CN201310049397.9公开的一种基于煤粉分级预燃-热解的电站锅炉燃烧器，通过在原有旋流燃烧器的基础上，将预燃室与热解室串联，稀煤粉进入预燃室燃烧产生的高温烟气进入热解室，为浓煤粉热解提供热量，在不需外热源的情况下，使煤粉进行热解。虽然目前对旋流燃烧器进行了改进，但是煤粉仍需在预燃室内着火，氮氧化物排放量高，燃烧器的长期使用会导致预燃室结渣以及烧损，会出现燃烧不稳定的情况。

直流燃烧器采用四角布置方式，布置于炉膛的四个角上，形成切圆燃烧。然而，稳燃能力一直是切圆燃烧的一个问题。采用四角切圆燃烧的锅炉，煤粉气流必须靠切圆火球点燃，每层的4个燃烧器必须同步控制，同步运行或者同时关闭，位于四角的燃烧器无法单独独立运行。当煤电机组负荷降低时，会出现炉内燃煤量低、炉膛温度较低的情况，从而导致燃烧不稳定。因此，为避免锅炉因炉膛温度过低而灭火，运行负荷无法进一步降低，这制约了锅炉进行深度调峰。

发明内容