一种用于燃煤锅炉超低负荷稳燃的气体引射送粉装置

本技术属于燃煤锅炉发电，具体涉及一种用于燃煤锅炉超低负荷稳燃的气体引射送粉装置。

背景技术：

1、燃煤机组灵活性调峰是现阶段平抑波动的、间歇的可再生能源最为经济可行的办法。然而，随着煤电机组负荷降低，锅炉的炉膛热强度和燃烧稳定性显著下降，仅靠调节锅炉运行参数很难维持稳定燃烧，增强低负荷下燃煤锅炉的稳燃能力是机组灵活性调峰过程亟待解决的关键科学问题。

2、目前，燃煤锅炉低负荷稳燃技术主要包括辅助燃料油/气稳燃技术、等离子体稳燃技术、富氧稳燃技术和空气预热稳燃技术等，但都没能从本质上解决低负荷工况下煤粉着火推迟和燃烧不稳定的问题，不能完全满足锅炉超低负荷稳燃的技术要求，尤其对于低活性、高燃点的煤种，适应性较差。专利202210541607.5公开了一种煤粉部分气化提质的稳燃技术，提出将煤粉的预热过程和燃烧过程解耦，原煤先经气化炉部分气化改性为可燃气体和活性半焦，再进入炉膛，实现高温类气体燃料燃烧，从本质上解决了固体燃料的低负荷稳燃限值。

3、然而，燃煤机组低负荷运行状态时煤粉输送系统波动大、稳定性差、煤粉浓度低，给稳燃气化炉的调节控制和稳定运行带来了巨大挑战，使稳燃装置受制于燃煤锅炉供粉系统。

技术实现思路

1、针对燃煤机组在低负荷调峰运行时煤粉系统波动大、稳定性差、煤粉浓度低的问题，本实用新型提供了一种用于燃煤锅炉超低负荷稳燃的气体引射送粉装置及方法。

2、为了达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

3、一种用于燃煤锅炉超低负荷稳燃的气体引射送粉装置，包括煤粉主管道、气体引射送粉单元、稳燃气化炉和锅炉，所述的气体引射送粉单元包括：煤粉支管、蝶阀、旋风分离器、煤粉储料立管、星型给料机；

4、所述煤粉支管的一端与所述煤粉主管道相连，另一端与旋风分离器的进气口相连，所述旋风分离器底部出口连接煤粉储料立管，煤粉储料立管的底部连接星型给料机，

5、所述星型给料机的一端设有引射气流b，星型给料机的另一端通过管道连接稳燃气化炉的中心通道；

6、所述的稳燃气化炉位于锅炉的外侧，稳燃气化炉的燃气出口通过管路连接引火管，所述引火管位于锅炉最下层燃烧器一次风道的中心，用于锅炉启动时的点火和低负荷时助燃；所述引火管由锅炉一次风口的中心插入锅炉的炉膛；所述的一次风是指用于输送煤粉的空气，通过燃烧器的一次风道与煤粉一起喷入锅炉，提供煤粉中的挥发分起火燃烧需要的氧气；所述旋风分离器的顶部气体出口通过管路与锅炉的炉膛联通，在旋风分离器与锅炉之间的管路上设有引射气流a，以及闸阀；将旋风分离器分离出煤粉后的乏气和引射气流a通过管路连接燃尽风燃烧器，喷射进入锅炉的炉膛；所述的燃尽风燃烧器位于锅炉的最上层，保证燃料得到完全燃烧。

7、进一步，根据燃煤锅炉的不同负荷，通过调节引射气流的压力30～100kpa，实现稳燃气化炉进料量400～2000kg/h的连续稳定供应。

8、一种用于燃煤锅炉超低负荷稳燃的气体引射送粉方法，包括以下步骤：

9、步骤1，将原煤送入磨煤机研磨成细煤粉，通过调节空气量使空气携带煤粉从磨煤机顶部排出；

10、步骤2，空气携带细煤粉通过煤粉主管道进行输送，大部分煤粉和气体经主管道进入燃煤锅炉；

11、步骤3，在旋风分离器出口引射气流a的作用下，少部分煤粉和空气经煤粉支管进入引射送粉单元；

12、步骤4，进入煤粉支管的煤粉在旋风分离器的离心作用下移向器壁，并随外旋流进入煤粉储料立管，形成一定高度的颗粒料封；

13、步骤5，分离后的乏气与引射气流一起作为燃尽风通过燃尽风喷口进入锅炉的炉膛；

14、步骤6，煤粉储料立管内的堆积颗粒通过底部的星型给料机通入稳燃气化炉顶部烧嘴的中心通道；

15、步骤7，在输送气流b的作用下中心通道内的细煤粉喷入稳燃气化炉；

16、步骤8，通过变频调速电机控制星型给料机的转速，进而控制煤粉的给料量。

17、进一步，所述步骤1中细煤粉的研磨粒径小于100μm，且粒径小于45μm的超细煤粉占总煤粉的质量分数大于45％。

18、进一步，所述步骤2中煤粉主管道的直径为1200～1500mm，煤粉浓度为0.8～1.2kg/nm3。

19、进一步，所述步骤2中煤粉主管道中空气与细煤粉的质量比为1～6:1。

20、进一步，所述细煤粉的输送速度为10～30m/s，细煤粉的温度为50～80℃，输送压力为6～15kpa。

21、进一步，所述步骤3中引射气流a的压力为30～100kpa，煤粉的引出量为400～2000kg/h。

22、进一步，所述步骤4中煤粉储料立管的直径为240～360mm，立管中颗粒的堆积高度保持在800～2000mm。

23、进一步，所述步骤6中星型给料机的给料速度为400～2000kg/h。

24、与现有技术相比本实用新型具有以下优点：

25、本实用新型通过气体引射送粉装置来实现稳燃气化炉煤粉供应的连续性、稳定性和可调节性，省去了备煤、磨煤、煤粉输送等配套工程，具有操作灵活，简单可靠，响应快速，可适应快速的调峰过程。

技术特征：

1.一种用于燃煤锅炉超低负荷稳燃的气体引射送粉装置，包括煤粉主管道(1)、气体引射送粉单元、稳燃气化炉(9)和锅炉(10)，其特征在于：所述的气体引射送粉单元包括：煤粉支管(2)、蝶阀(3)、旋风分离器(5)、煤粉储料立管(6)、星型给料机(7)；

2.根据权利要求1所述的一种用于燃煤锅炉超低负荷稳燃的气体引射送粉装置，其特征在于：所述煤粉主管道(1)的直径为1200～1500mm。

3.根据权利要求1所述的一种用于燃煤锅炉超低负荷稳燃的气体引射送粉装置，其特征在于：所述煤粉储料立管(6)的直径为240～360mm。

4.根据权利要求1所述的一种用于燃煤锅炉超低负荷稳燃的气体引射送粉装置，其特征在于：所述煤粉储料立管(6)中颗粒的堆积高度保持在800～2000mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于燃煤锅炉超低负荷稳燃的气体引射送粉装置，其特征在于：所述星型给料机(7)的给料速度为400～2000kg/h。

6.根据权利要求1所述的一种用于燃煤锅炉超低负荷稳燃的气体引射送粉装置，其特征在于：在旋风分离器(5)与锅炉(10)之间的管路上设有闸阀(12)。

7.根据权利要求1所述的一种用于燃煤锅炉超低负荷稳燃的气体引射送粉装置，其特征在于：所述引射气流a和引射气流b的压力为30～100kpa。

技术总结本技术公开了一种用于燃煤锅炉超低负荷稳燃的气体引射送粉装置，属于燃煤锅炉发电技术领域。针对燃煤机组在低负荷调峰运行时煤粉系统波动大、稳定性差、煤粉浓度低的问题，本技术提供了一种用于燃煤锅炉超低负荷稳燃的气体引射送粉装置。本技术通过气体引射送粉装置来实现稳燃气化炉煤粉供应的连续性、稳定性和可调节性，省去了备煤、磨煤、煤粉输送等配套工程，具有操作灵活，简单可靠，响应快速，可适应快速的调峰过程。技术研发人员：巴忠仁,赵建涛,张志春,李春玉,聂伟,曹国强,郭良受保护的技术使用者：中国科学院山西煤炭化学研究所技术研发日：20230913技术公布日：2024/5/27