一种燃煤电厂深度调峰下锅炉改造方法与系统与流程

本发明属于燃煤电厂锅炉改造，具体涉及一种燃煤电厂深度调峰下锅炉改造方法与系统。

背景技术：

1、燃煤电厂深度调峰就是受电网负荷峰谷差较大影响，而导致各火电厂降出力，发电机组超过基本调峰范围进行调峰的一种运行方式，一般深度调峰的负荷率多为40％至30％。燃煤火电机组的调峰能力，取决于锅炉对低负荷的适应能力，所谓调峰能力，就是机组最大和最小稳燃负荷之比。所谓“深度调峰”，就是煤电机组的锅炉最低稳燃能力能够达到的比例，对于深度调峰，其改造的重点应该是解决煤粉炉如何在超低负荷下达到稳定着火和燃烧。深度调峰改造技术的关键和难度是解决锅炉在超低负荷下的安全性和稳定着火与燃烧性能，同时，还应该在超低负荷下能够实现污染物超低排放。

2、然而，目前现有技术缺乏多锅炉30％负荷及以下深度调峰下，锅炉深度调峰改造方法，不利于深度调峰下锅炉性能准确评估。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提供一种燃煤电厂深度调峰下锅炉改造方法与系统，用于实现多锅炉30％负荷及以下深度调峰下，锅炉深度调峰的改造。

2、为了实现上述技术效果，本发明提供以下技术方案：

3、一种燃煤电厂深度调峰下锅炉改造方法，包括如下步骤：

4、在燃煤电厂燃煤锅炉深度调峰前，对深度调峰下的锅炉进行性能计算；

5、进行低负荷下煤粉燃烧特性的实验室试验，获取煤粉燃烧特性相关的动力学参数，同时通过数值模拟方法研究并获取低负荷下燃烧器的设计参数；

6、对燃煤电厂燃煤锅炉进行深度调峰现场优化试验，获得现场试验数据；

7、以低负荷下煤粉燃烧特性相关的动力学参数和燃烧器的设计参数为参考，基于锅炉性能计算的结果和现场试验数据进行深度调峰下的工程改造；

8、对于改造后的燃煤锅炉，进行现场优化，以达到深度调峰下燃煤电厂的最佳运行。

9、进一步的，深度调峰下的锅炉性能计算具体包括：

10、锅炉水动力计算、锅炉壁温计算、锅炉关键部件的强度应力评估和锅炉数值模拟计算。

11、进一步的，通过实验室试验方法获取煤粉燃烧特性相关的动力学参数和燃烧器的设计参数，具体包括：

12、选择典型煤种进行元素分析和工业分析，并在热重试验台上开展典型煤种空气着火和燃烧实验，获得煤种相关着火及燃烧动力学参数；

13、数值模拟研究煤粉粒径、一次风温、一次风速对典型煤种着火和燃烧特性的影响，研究燃烧器下游炉膛内温度场对典型煤种着火和燃烧特性的影响，根据研究结果对燃烧器进行设计；

14、采用数值仿真方法研究不同工况下燃烧器热态流场、温度场、组分分布和颗粒运行轨迹的情况，确定燃烧器的设计参数。

15、进一步的，现场优化试验具体为：制粉系统试验；

16、制粉系统试验在机组30％负荷工况下进行，试验期间，按照试验标准中对于性能测试的相关要求进行测试，测试期间退出agc和一次调频运行。

17、进一步的，制粉系统试验具体包括：

18、磨煤机出口风速和风量及偏差测试、磨煤机出力特性试验、磨煤机最大出力试验、锅炉效率试验、脱硝性能试验和炉膛出口火焰温度测量。

19、进一步的，工程改造包括7个方面的改造，具体为：

20、用于提高燃烧器低负荷稳燃能力的燃烧器低负荷稳燃改造、用于提高锅炉经济性和安全性的磨煤机分离器改造、用于提高低负荷下scr脱硝系统入口烟气温度的脱硝系统改造、用于防止水平烟道积灰的水平烟道积灰改造、用于防止空气预热器堵塞的空气预热器堵塞改造、用于提高风机运行效率的风机改造和炉膛受热面壁温测点改造。

21、进一步的，采用工程改造的7个方面中的至少一种或若干种改造组合实现不同水平下对燃煤电厂深度调峰下的锅炉改造。

22、进一步的，对于脱硝系统改造，在锅炉侧的改造具体包括：

23、省煤器给水旁路、省煤器烟气旁路、炉水循环和省煤器分级。

24、进一步的，采用所述在锅炉侧的改造中的至少一种或若干种改造组合实现不同水平下的脱硝系统改造。

25、第二方面，本发明提供了一种燃煤电厂深度调峰下锅炉改造系统，包括：

26、性能评估单元，用于在燃煤电厂燃煤锅炉深度调峰前，根据深度调峰下的锅炉性能计算结果进行锅炉性能评估；

27、第一参数获取单元，用于根据低负荷下煤粉燃烧特性的实验室试验，获取煤粉燃烧特性相关的动力学参数，同时通过数值模拟方法研究并获取低负荷下燃烧器的设计参数；

28、第二参数获取单元，用于根据燃煤电厂燃煤锅炉深度调峰现场优化试验，获取现场试验数据；

29、改造单元，用于获取燃煤电厂深度调峰下锅炉改造的内容，锅炉改造的内容以低负荷下煤粉燃烧特性相关的动力学参数和燃烧器的设计参数为参考，基于锅炉性能计算的结果和现场试验数据进行确定；

30、优化单元，用于获取优化参数，优化参数基于对改造后的燃煤锅炉，进行现场优化得到，以达到深度调峰下燃煤电厂的最佳运行。

31、综上，本发明提供了一种燃煤电厂深度调峰下锅炉改造方法与系统，包括在燃煤电厂燃煤锅炉深度调峰前，开展深度调峰下的锅炉性能计算；进行低负荷下煤粉燃烧特性的实验室试验，获取煤粉燃烧特性相关的动力学参数，同时通过数值模拟方法研究并获取低负荷下燃烧器的设计参数；对燃煤电厂燃煤锅炉进行深度调峰现场优化试验，获得现场试验数据；以低负荷下煤粉燃烧特性相关的动力学参数和燃烧器的设计参数为参考，基于锅炉性能计算的结果和现场试验数据进行深度调峰下的工程改造；对于改造后的燃煤锅炉，进行现场优化，以达到深度调峰下燃煤电厂的最佳运行。本发明通过对低负荷下煤粉燃烧特性和燃烧器设计参数的研究获取，为现场进行工程改造提供依据，能够适应低负荷深度调峰下的锅炉改造。

技术特征：

1.一种燃煤电厂深度调峰下锅炉改造方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的燃煤电厂深度调峰下锅炉改造方法，其特征在于，深度调峰下的锅炉性能计算具体包括：

3.根据权利要求1所述的燃煤电厂深度调峰下锅炉改造方法，其特征在于，通过实验室试验方法获取所述煤粉燃烧特性相关的动力学参数和燃烧器的设计参数，具体包括：

4.根据权利要求1所述的燃煤电厂深度调峰下锅炉改造方法，其特征在于，所述现场优化试验具体为：制粉系统试验；

5.根据权利要求4所述的燃煤电厂深度调峰下锅炉改造方法，其特征在于，所述制粉系统试验具体包括：

6.根据权利要求1所述的燃煤电厂深度调峰下锅炉改造方法，其特征在于，工程改造包括7个方面的改造，具体为：

7.根据权利要求6所述的燃煤电厂深度调峰下锅炉改造方法，其特征在于，采用工程改造的7个方面中的至少一种或若干种改造组合实现不同水平下对燃煤电厂深度调峰下的锅炉改造。

8.根据权利要求6所述的燃煤电厂深度调峰下锅炉改造方法，其特征在于，对于所述脱硝系统改造，在锅炉侧的改造具体包括：

9.根据权利要求8所述的燃煤电厂深度调峰下锅炉改造方法，其特征在于，采用所述在锅炉侧的改造中的至少一种或若干种改造组合实现不同水平下的脱硝系统改造。

10.一种燃煤电厂深度调峰下锅炉改造系统，其特征在于，包括：

技术总结本发明提供了一种燃煤电厂深度调峰下锅炉改造方法与系统，包括在燃煤电厂燃煤锅炉深度调峰前，开展深度调峰下的锅炉性能计算；进行低负荷下煤粉燃烧特性的实验室试验，获取煤粉燃烧特性相关的动力学参数，同时通过数值模拟方法研究并获取低负荷下燃烧器的设计参数；对燃煤电厂燃煤锅炉进行深度调峰现场优化试验，获得现场试验数据；以低负荷下煤粉燃烧特性相关的动力学参数和燃烧器的设计参数为参考，基于锅炉性能计算的结果和现场试验数据进行深度调峰下的工程改造；进行现场优化，以达到最佳运行。本发明通过对低负荷下煤粉燃烧特性和燃烧器设计参数的研究获取，为现场进行工程改造提供依据，能够适应低负荷深度调峰下的锅炉改造。技术研发人员：李德波,陈兆立,陈智豪,陈拓,周杰联,王广雷,金凤雏,陈刚,张宏亮,宋景慧,孙超凡,冯永新受保护的技术使用者：南方电网电力科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/19