带预热室的循环流化床锅炉设备及其负荷调节方法

本发明的实施例涉及循环流化床锅炉，尤其涉及一种循环流化床锅炉设备及其负荷调节方法。

背景技术：

1、国家应对全球气候变化和促进国内能源结构调整的重大战略，可再生能源发电是实现碳减排的重要途径，但可再生能源电力具有波动性、随机性和间歇性，迫切需要燃煤锅炉深度灵活调峰新技术以消纳可再生能源电力的同时保障电力系统稳定安全。

2、循环流化床(cfb)锅炉由于具有负荷调节能力强、燃料适应性广、控制污染物排放的成本低等优势，在近些年来得到迅速的发展和广泛的应用。

3、循环流化床机组存在显著的特点：1)循环流化床锅炉循环灰量巨大，热惯性大，常规的调节手段快速变负荷调节困难，很难满足可再生能源大规模消纳要求；2)灰分高的煤质低负荷下床温低，难以保证低负荷下的稳定燃烧。

4、目前我国循环流化床锅炉变负荷速率约为1.0％/min，无法满足可再生能源大规模消纳的要求。

5、另外，目前我国循环流化床的调峰深度大都在额定负荷的20％-40％的范围内，例如30％左右，而且在深度调峰过程当中同样也会出现低负荷稳燃效果差、污染物排放超标等问题。

6、因此，亟需循环流化床深度快速灵活调峰的新技术，使循环流化床具有高变负荷速率以及宽范围的调峰能力，为高比例的可再生能源发电并网保驾护航。

7、当前循环流化床锅炉深度灵活调峰目前存在的主要问题包括：

8、1)循环流化床锅炉在超低负荷(例如，对于某一锅炉，在30％额定负荷以下)下，由于床温低，燃烧效率低；一次风量低，布风板阻力低，布风不均匀，流化困难，燃烧不稳定，局部高温易发生结焦问题。

9、2)在超低负荷下，一方面一次风比例高，没有二次风的分级燃烧作用，炉内nox排放高；另一方面，负荷低，床温低，烟气脱硝装置sncr与scr进口烟温低，不能满足sncr与scr脱硝温度窗口的要求，脱硝效率低，低负荷下不能实现达标排放。

10、3)循环流化床燃煤粒径为0-10mm，燃烧反应时间长，难燃尽，燃烧反应速度慢，传热传质速率低，不能满足可再生能源大规模消纳电网对负荷快速响应的要求。

技术实现思路

1、为缓解或解决上述问题中的至少一个方面或者至少一点，提出本发明。

2、本发明的一个目的在于克服现有技术缺陷，提供一种带预热室的循环流化床锅炉超低负荷稳燃及低氮燃烧方法，以有利于保证循环流化床锅炉超低负荷运行时燃烧的稳定性并有效降低原始nox排放，还可以有利于循环流化床锅炉的快速变负荷调节。

3、本发明的还一个目的在于提供一种带预热室的循环流化床锅炉超低负荷稳燃及低氮燃烧装置。

4、基于以上，根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种循环流化床锅炉设备，包括：

5、循环流化床锅炉，包括主燃室；

6、预热装置，所述预热装置包括预热室，经过预热室预热的燃料适于通入到所述主燃室；和

7、控制装置，在负荷小于循环流化床锅炉额定负荷预定比例的情况下，所述控制装置控制循环流化床锅炉设备的热负荷由预热室提供，以及在负荷不小于循环流化床锅炉额定负荷预定比例的情况下，所述控制装置控制循环流化床锅炉设备的热负荷由预热室和主燃室共同提供或者由主燃室单独提供。

8、根据本发明的实施例的另一方面，提出了一种循环流化床锅炉设备的负荷调节方法，包括步骤：当预热燃料的粒径范围为0-1mm时，使得预热装置的第一燃料出口与主燃室的密相区的中下部相通。

9、根据本发明的实施例的又一方面，提出了一种循环流化床锅炉设备的负荷调节方法，包括步骤：当预热燃料的粒径范围为0-4mm时，使得预热装置的第一燃料出口与主燃室的密相区的中上部相通，预热装置的第二燃料出口与主燃室的密相区的中下部相通。

10、根据本发明的实施例的还一方面，提出了一种循环流化床锅炉设备的负荷调节方法，包括步骤：在负荷小于循环流化床锅炉额定负荷预定比例的情况下，使得循环流化床锅炉设备的热负荷由预热室提供，以及在负荷不小于循环流化床锅炉额定负荷预定比例的情况下，使得循环流化床锅炉设备的热负荷由预热室和主燃室共同提供或者由主燃室单独提供。

技术特征：

1.一种循环流化床锅炉设备，包括：

2.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉设备，其中：

3.根据权利要求2所述的循环流化床锅炉设备，其中：

4.根据权利要求3所述的循环流化床锅炉设备，其中：

5.根据权利要求4所述的循环流化床锅炉设备，其中：

6.根据权利要求2所述的循环流化床锅炉设备，其中：

7.根据权利要求6所述的循环流化床锅炉设备，其中：

8.根据权利要求7所述的循环流化床锅炉设备，其中：

9.根据权利要求7所述的循环流化床锅炉设备，其中：

10.根据权利要求9所述的循环流化床锅炉设备，其中：

11.根据权利要求7所述的循环流化床锅炉设备，其中：

12.根据权利要求2-11中任一项所述的循环流化床锅炉设备，其中：

13.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉设备，其中：

14.根据权利要求13所述的循环流化床锅炉设备，其中：

15.根据权利要求14所述的循环流化床锅炉设备，其中：

16.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉设备，其中：

17.一种根据权利要求1-4中任一项所述的循环流化床锅炉设备的负荷调节方法，包括步骤：

18.一种根据权利要求7-11中任一项所述的循环流化床锅炉设备的负荷调节方法，包括步骤：

19.一种根据权利要求1-16中任一项所述的循环流化床锅炉设备的负荷调节方法，包括步骤：

20.根据权利要求19所述的方法，包括步骤：

技术总结本发明涉及一种循环流化床锅炉设备，包括：循环流化床锅炉，包括主燃室；预热装置，所述预热装置包括预热室，经过预热室预热的燃料适于通入到所述主燃室；和控制装置，在负荷小于循环流化床锅炉额定负荷预定比例例如30％的情况下，所述控制装置控制循环流化床锅炉设备的热负荷由预热室提供，以及在负荷不小于循环流化床锅炉额定负荷预定比例例如30％的情况下，所述控制装置控制循环流化床锅炉设备的热负荷由预热室和主燃室共同提供或者由主燃室单独提供。本发明还涉及一种上述循环流化床锅炉设备的负荷调节方法。技术研发人员：吕清刚,宋国良,刘敬樟,宋维健受保护的技术使用者：中国科学院工程热物理研究所技术研发日：技术公布日：2024/3/24