一种应用在超临界四角切圆锅炉的低负荷稳燃系统

本发明涉及锅炉燃烧技术，特别是涉及一种应用在超临界四角切圆锅炉的低负荷稳燃系统。

背景技术：

1、目前可再生能源受到地域、天气等各种因素的影响而无法保证供电的稳定性，因此火力发电承担起深度调峰维护电网稳定性的责任。超临界四角切圆锅炉是火力发电的主要设备之一，在这种锅炉中，工质水通过煤粉的燃烧被加热并在超过其临界压力和温度时转化为蒸汽，从而驱动涡轮机发电。与传统锅炉相比，该锅炉具有更高的热效率和更少的污染物排放。然而在电力系统中，由于需求波动，发电厂要频繁地调整功率输出以匹配电网的需求。当进行深度调峰时，超临界四角切圆锅炉要在低负荷(低于该锅炉设计最大输出功率运行的状态)工况下进行燃烧作业。在低负荷运行时，由于燃烧条件偏离了最优状态，超临界四角切圆锅炉的燃烧效率会下降，具体为低负荷燃烧可能会产生燃烧熄火、管道超温、排烟温度下降、污染排放增加等问题。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种应用在超临界四角切圆锅炉的低负荷稳燃系统，该系统能够提高超临界四角切圆锅炉燃烧的稳定性及燃烧效率，同时也能降低污染物的排放。

2、技术方案：为实现上述目的，本发明所述的应用在超临界四角切圆锅炉的低负荷稳燃系统，其中超临界四角切圆锅炉的壁面上分布有多组燃烧器，所述燃烧器通过喷口将外部的煤粉或空气引入到该锅炉的炉内区域进行燃烧，该锅炉在低负荷运行时，通过控制燃烧器引入炉内煤粉或空气的比例和方向，使煤粉在炉内充分燃烧。

3、其中，所述炉内区域包括主燃区和位于主燃区上方的燃尽风区，所述燃烧器设置在主燃区和燃尽风区的超临界四角切圆锅炉内壁上。

4、其中，所述主燃区和燃尽风区之间的过渡区域高度为4-7米。

5、其中，所述主燃区的多组燃烧器用于交错引入一次风和二次风，其中一次风裹挟有煤粉。

6、其中，所述燃尽风区多组燃烧器用于引入燃尽风，用于对主燃区未燃尽的煤粉颗粒进一步燃烧。

7、其中，所述一次风和二次风、燃尽风中包含外部引入的空气，并由送风机吹入到对应燃烧器中，其中一次风由送风机先将其吹入制粉模块后，再吹入对应燃烧器中。

8、其中，所述过量空气系数设置为1.2，一次风风量占比0.25，二次风占比0.5，燃尽风占比0.25。

9、其中，所述一次风和燃尽风水平吹入炉内，二次风通过10°仰角吹入炉内。

10、其中，所述外部引入的空气由空气预热器进行初步预热后，再被送风机吹入到对应燃烧器中。

11、其中，所述空气预热器利用超临界四角切圆锅炉排出烟气的余热对空气进行预热。

12、有益效果：本发明具有如下优点：1、本系统通过在超临界四角切圆锅炉内主燃区和燃尽风区内合理配置裹挟煤粉的一次风、二次风和燃尽风的引入比例和方向，能有效提高燃料的燃烧效率，减少污染物的排放，加强了煤粉的燃烧稳定性，从而使锅炉在低负荷工况下燃烧也不易产生燃烧熄火、污染排放增加等问题；

13、2、本系统在主燃区交错引入一次风和二次风促进煤粉和空气的稳定混合的同时增强了空气射流的强度，消除了局部高温区域，从而使锅炉在低负荷工况下燃烧也不易产生管道超温、排烟温度下降等问题；

14、3、锅炉排出的烟气余热被引入空气预热器中，用于对引入的空气进行预热，不仅提高了能源利用率，也减少了能源消耗。

技术特征：

1.一种应用在超临界四角切圆锅炉的低负荷稳燃系统，其特征在于，所述超临界四角切圆锅炉的壁面上分布有多组燃烧器，所述燃烧器通过喷口将外部的煤粉或空气引入到该锅炉的炉内区域进行燃烧，该锅炉在低负荷运行时，通过控制燃烧器引入炉内煤粉或空气的比例和方向，使煤粉在炉内充分燃烧。

2.根据权利要求1所述的应用在超临界四角切圆锅炉的低负荷稳燃系统，其特征在于，所述炉内区域包括主燃区和位于主燃区上方的燃尽风区，所述燃烧器设置在主燃区和燃尽风区的超临界四角切圆锅炉内壁上。

3.根据权利要求2所述的应用在超临界四角切圆锅炉的低负荷稳燃系统，其特征在于，所述主燃区和燃尽风区之间的过渡区域高度为4-7米。

4.根据权利要求2所述的应用在超临界四角切圆锅炉的低负荷稳燃系统，其特征在于，所述主燃区的多组燃烧器用于交错引入一次风和二次风，其中一次风裹挟有煤粉。

5.根据权利要求2所述的应用在超临界四角切圆锅炉的低负荷稳燃系统，其特征在于，所述燃尽风区多组燃烧器用于引入燃尽风，用于对主燃区未燃尽的煤粉颗粒进一步燃烧。

6.根据权利要求4或5所述的应用在超临界四角切圆锅炉的低负荷稳燃系统，其特征在于，所述一次风和二次风、燃尽风中包含外部引入的空气，并由送风机吹入到对应燃烧器中，其中一次风由送风机先将其吹入制粉模块后，再吹入对应燃烧器中。

7.根据权利要求6所述的应用在超临界四角切圆锅炉的低负荷稳燃系统，其特征在于，所述过量空气系数设置为1.2，一次风风量占比0.25，二次风占比0.5，燃尽风占比0.25。

8.根据权利要求6所述的应用在超临界四角切圆锅炉的低负荷稳燃系统，其特征在于，所述一次风和燃尽风水平吹入炉内，二次风通过10°仰角吹入炉内。

9.根据权利要求6所述的应用在超临界四角切圆锅炉的低负荷稳燃系统，其特征在于，所述外部引入的空气由空气预热器进行初步预热后，再被送风机吹入到对应燃烧器中。

10.根据权利要求9所述的应用在超临界四角切圆锅炉的低负荷稳燃系统，其特征在于，所述空气预热器利用超临界四角切圆锅炉排出烟气的余热对空气进行预热。

技术总结本发明公开了一种应用在超临界四角切圆锅炉的低负荷稳燃系统，所述超临界四角切圆锅炉的壁面上分布有多组燃烧器，所述燃烧器通过喷口将外部的煤粉或空气引入到该锅炉的炉内区域进行燃烧，通过控制燃烧器引入煤粉或空气的比例和方向，使煤粉充分燃烧。本发明解决了现有超临界四角切圆锅炉在低负荷运行时，由于燃烧条件偏离了最优状态，锅炉的燃烧效率会下降，产生燃烧熄火、管道超温、排烟温度下降、污染排放增加等问题。技术研发人员：汪扬,张军受保护的技术使用者：东南大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18