[发明专利]基于一次风煤粉半气化超低负荷稳燃且低氮的系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于一次风煤粉半气化超低负荷稳燃且低氮的系统及方法，属于燃煤锅炉低负荷调峰技术领域，包括炉膛，炉膛下部与一次风主路连通，一次风主路和一次风旁路连接，一次风旁路安装煤粉半气化装置，一次风旁路通过混合口回连至一次风主路，一次风经由煤粉半气化装置气化后煤气及未反应残碳混合物混入一次风主路。该系统使得煤粉在一次风旁路内半气化预燃，产生高温还原性半煤气(包括煤气、产生的焦粉及未反应的煤粉)送入锅炉底部起到稳定燃烧且低氮燃烧的作用。

技术领域

本发明属于燃煤锅炉低负荷调峰技术领域，具体涉及一种基于一次风煤粉半气化超低负荷稳燃且低氮的系统及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

目前，新能源发电跨越式发展，但新能源的波动性和间歇性较大，与电网稳定电力输出的要求存在矛盾。燃煤火电机组在电力供应中起到“兜底”作用，为了提升电网对新能源的消纳能力，保障电力系统安全稳定运行，对燃煤机组进行灵活性改造、提升深度调峰能力已成为当前煤电行业的重点任务之一。

其中，煤电机组改造升级实施方案中，对新建机组和现役机组灵活性改造提出明确要求：纯凝工况调峰能力的一般化要求为最小发电出力达到35％额定负荷，采暖热电机组在供热期运行时要通过热电解耦力争实现单日6h最小发电出力达到40％额定荷的调峰能力，其他类型机组应采取措施尽量降低最小发电出力。机组灵活性改造涉及锅炉、汽轮机和热工控制等诸多方面，而首当其冲的是锅炉低负荷稳定燃烧技术。

常用的稳燃技术有微油稳燃、天然气稳燃和等离子点火等，其中，微油稳燃存在点火油枪口易堵塞、点燃不受气化油枪出力限制、燃油与煤抢风等问题；天然气稳燃存在燃气安全隐患；等离子点火存在频繁启停点火，等离子寿命有限，维护成本高等问题。同时，现有低负荷稳燃技术最低负荷通常为额定负荷的30～40％，然而实际运行中电厂会遇到30％以下甚至低至20％额定负荷的深度调峰需求。此外，锅炉在低负荷运行时，脱硝系统不在额定工况运行，脱硝效率低，导致NOx排放高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于一次风煤粉半气化超低负荷稳燃且低氮的系统及方法，该系统使得煤粉在一次风旁路内半气化预燃，产生高温还原性半煤气(包括煤气、产生的焦粉及未反应的煤粉)送入锅炉底部起到稳定燃烧且低氮燃烧的作用；采用该系统不仅能够实现燃煤机组30％以下额定负荷的深度低负荷稳燃，还能有效降低燃烧过程中NOx的生成。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供了一种基于一次风煤粉半气化超低负荷稳燃且低氮的系统，包括炉膛，炉膛下部与一次风主路连通，一次风主路和一次风旁路连接，一次风旁路安装煤粉半气化装置，一次风旁路通过混合口回连至一次风主路，一次风经由煤粉半气化装置气化后煤气及未反应残碳混合物混入一次风主路。

作为进一步的技术方案，所述一次风主路及一次风旁路均安装阀门，以调节一次风主、旁路分配的一次风比例。

作为进一步的技术方案，所述一次风旁路的阀门设置于煤粉半气化装置的前后两侧，且一次风旁路与一次风主路的阀门并联设置。

作为进一步的技术方案，所述一次风主路和一次风旁路混合口离炉膛的距离范围为0～10m。

作为进一步的技术方案，所述煤粉半气化装置的气化温度范围为800～1000℃。

作为进一步的技术方案，所述一次风主路和炉膛之间设置锅炉底层燃烧器。

作为进一步的技术方案，所述锅炉底层燃烧器还与二次风风路连通。

作为进一步的技术方案，所述炉膛侧部还设置多个锅炉上层燃烧器，对炉膛内物料进行燃烧。

作为进一步的技术方案，所述炉膛顶部与烟气通道连通，以将产生的烟气排出。