[发明专利]一种燃用高碱煤的方法及锅炉系统

说明书

本发明公开了一种燃用高碱煤的方法及锅炉系统，所述方法具体为：在燃尽风喷口上方的炉膛燃尽区向整个炉膛横截面喷射添加剂粉末，添加剂粉末的射流方向指向燃尽区炉膛中部区域，向锅炉主燃烧器所在主燃高温区喷射添加剂，主燃高温区添加剂的射流靠近锅炉水冷壁，具体的，主燃高温区添加剂射流的出射角度与水冷壁的夹角不超过45°；所述添加剂粉末为防结渣沾污添加剂。分别向高温区近壁面和燃尽区横截面添加剂细粉可显著增强添加剂防结渣、沾污性能，在使用较少天然硅铝基添加剂的条件下，实现全工况长周期全烧高碱煤，降低发电成本，获得显著的经济效益和安全效益。

技术领域

本发明属于煤粉锅炉燃烧技术领域，具体涉及一种实现煤粉锅炉燃用高碱煤的方法，以及应用该方法的锅炉系统。

背景技术

新疆准噶尔盆地高碱煤储量巨大，其灰中碱金属和硫含量高，导致其结渣、沾污性极强，极大威胁着锅炉的安全经济运行。为了保持机组正常运转，燃煤电厂常大比例(≥25％)掺烧数百公里外购运的高价低碱煤来适当缓解相关问题，发电成本居高不下。低碱煤总储量低，远不能满足持续利用高碱煤的需要。

现有研究发现，向燃煤中添加硅铝基添加剂，一方面有效稀释高温粘性颗粒，另一方面吸附固化气态碱金属，故能有效降低准东煤的结渣、沾污性，实现全烧高碱煤。一种应用方式是添加剂与煤混合后通过一次风进入炉膛，该方式下大量添加剂与煤均匀混合粉化后进入主燃高温区，主燃高温区气态碱金属含量高，添加剂粉末吸附固化碱金属的潜力被过早消耗，抑制尾部受热面沾污的能力不足；同时该方式无法灵活调控添加剂用量和粉化细度。故该方式添加剂用量大。此外，该方式中的制粉系统磨损速率较快。另一种应用方式是将添加剂单独磨制后经常规的二次风喷口送入炉膛。该方式可以强化主燃高温区水冷壁的抗结渣能力，且能灵活控制添加剂用量和粉磨细度。但该方式的缺点是炉膛中心添加剂浓度低，尾部受热面抗沾污能力不足。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种燃用高碱煤的方法，应用该方法的锅炉系统，可以在使用较少天然硅铝基添加剂的条件下，实现全工况长周期全烧高碱煤，降低发电成本，获得显著的经济效益和安全效益。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种燃用高碱煤的方法，在燃尽风喷口上方的炉膛燃尽区向整个炉膛横截面喷射添加剂粉末，添加剂粉末的射流方向指向燃尽区炉膛中部区域；向锅炉主燃烧器所在主燃高温区喷射添加剂，主燃高温区添加剂的射流靠近锅炉水冷壁，具体的，主燃高温区添加剂射流的出射角度与水冷壁的夹角不超过45°；所述添加剂粉末为防结渣沾污添加剂。

用硅铝基物质作为防结渣沾污添加剂，添加剂性质满足：①灰成分中SiO₂和Al₂O₃质量含量之和大于70％，Na₂O和K₂O的质量含量之和小于5％，SO₃的质量含量小于0.5％；②添加剂的坚固性系数小于4；③粒径D97≤48μm；④水分≤5％。

所述添加剂性质满足：①粉末的粒径D97≤20μm；②水分≤1％。

间断投入添加剂：炉膛吹灰器程吹完成后第2～5小时停投主燃高温区添加剂；尾部受热面长程吹灰器程吹完成后第2～5小时停投燃尽区添加剂。

根据负荷锅炉负荷率投入添加剂：锅炉负荷率大于等于75％时，主燃高温区和燃尽区添加剂喷口同时喷入添加剂，添加剂总瞬时用量为入炉煤量的2～6％；锅炉负荷率大于50％且小于70％时，燃尽区添加剂喷口喷入添加剂，添加剂总瞬时用量为入炉煤量的1～3％；锅炉负荷率小于等于50％时，不喷射添加剂。

主燃高温区的添加剂粉末喷口射流速度设置为10～25m/s，燃尽风区出口射流速度设置为30～60m/s。

输送添加剂粉末的气体介质为热空气、再循环热烟气、压缩空气中的一种或其中两者的混合气体。