一种煤粉预热的低负荷稳燃系统及方法与流程

本发明涉及燃煤锅炉发电，尤其涉及一种煤粉预热的低负荷稳燃系统及方法。

背景技术：

1、随着双碳目标提出，为了配合风力发电和光伏发电上网，煤电机组普遍参与调峰运行，燃煤锅炉低负荷运行成为常态，锅炉稳燃的重要性进一步凸显。随着锅炉负荷降低，锅炉燃烧系统的低负荷稳燃能力的直接决定了锅炉深度调峰的能力，因此开发低负荷稳燃系统尤为重要。

2、负荷的降低导致了锅炉入口风量减少，即入口空气量减少，同时燃烧产热量相较变低，常常会出现燃烧不充分和燃烧不稳定的问题，影响机组的稳定运行。同时，当锅炉处于低负荷燃烧时，会出现给煤量和返灰量投入不均衡，造成换热管道受热不均，易导致管道局部超温，引起管壁过热，长时间运行会增加爆管发生的几率；同时锅炉低负荷燃烧时，排烟温度会有所下降，换热管道的低温腐蚀概率会增加。特别是随着新能源相关技术的迅速发展，风电、水电等新能源发电量的占比正不断升高，越来越多的火电机组面临深度调峰的情况，对机组的稳定运行带来较大挑战。

3、为保障锅炉在低负荷下的安全稳定运行，采取有效措施保证燃烧器在低负荷工况下工作的稳定性至关重要。目前，预热煤粉和采用浓淡分离装置浓缩煤粉是较为常见的措施。然而，目前的各种措施的预热煤粉、浓淡分离效果并不明显，对燃烧器安全稳定燃烧的助益效果十分有限，不利于深度调峰工况（如30%额定负荷）下锅炉的安全稳定运行。

技术实现思路

1、本发明提供了一种煤粉预热的低负荷稳燃系统及方法，解决了目前的各种措施的预热煤粉、浓淡分离效果并不明显，对燃烧器安全稳定燃烧的助益效果十分有限，不利于深度调峰工况下锅炉的安全稳定运行的技术问题。

2、有鉴于此，本发明第一方面提供了一种煤粉预热的低负荷稳燃系统，包括锅炉，还包括：旋风分离器1、煤粉收集装置6、一次风道、煤粉输送装置7、增压风机4和引射器5；

3、所述旋风分离器1用于对风粉混合物进行气固分离；

4、所述旋风分离器1的固体出口与所述煤粉收集装置6的入口连接；

5、所述旋风分离器1的气体出口与所述一次风道连通；

6、所述一次风道分为两路，其中，一路一次风道与所述增压风机4连通，一路一次风道内输送的一次风经过所述增压风机4增压后通入所述引射器5，另一路一次风道与所述锅炉的炉膛连通；

7、所述煤粉收集装置6用于收集所述风粉混合物经过所述旋风分离器1的气固分离后的煤粉，所述煤粉收集装置6的出口与所述煤粉输送装置7的入口连接；

8、所述煤粉输送装置7用于将所述煤粉转移至所述引射器5内；

9、所述引射器5用于利用经所述增压风机4增压后的一次风携带所述煤粉喷射进入所述锅炉的炉膛内。

10、优选地，所述旋风分离器1设有两个入料口，两个所述入料口分别布置于所述旋风分离器1的两对侧。

11、优选地，本系统还包括：

12、均粉装置2，所述均粉装置2的入口与所述旋风分离器1的固体出口连接，所述均粉装置2的出口与所述煤粉收集装置6的入口连接，所述均粉装置2用于对煤粉进行均分。

13、优选地，所述均粉装置2为上下开口的倒置漏斗型结构，所述均粉装置2的上开口的口径小于下开口的口径；

14、所述均粉装置2的内部设有多个导流板，多个所述导流板将所述均粉装置2的内部空间间隔为多个截面大小一致的煤粉颗粒通路。

15、优选地，本系统还包括：

16、移动床换热器3，所述移动床换热器3位于所述均粉装置2的下方，所述移动床换热器3的入口与所述均粉装置2的出口连通，所述移动床换热器3的出口与所述煤粉收集装置6的入口连通。

17、优选地，所述移动床换热器3设有多个固体颗粒入口通路、移动床本体和加热元件；

18、多个所述固体颗粒入口通路与多个所述煤粉颗粒通路的数量和位置相匹配，所述均粉装置2输出的煤粉颗粒经过多个所述固体颗粒入口通路流至所述移动床本体；

19、所述加热元件用于对所述移动床本体加热处理。

20、优选地，本系统还包括：

21、磨煤机和一次风煤粉管道；

22、所述磨煤机的出口通过所述一次风煤粉管道与所述旋风分离器1连通。

23、优选地，所述煤粉收集装置6为上下开口的漏斗型结构，所述煤粉收集装置6的上开口的口径大于下开口的口径。

24、优选地，所述煤粉输送装置7靠近所述引射器5的煤粉输送末端位于所述引射器5的喉部上方。

25、第二方面，本发明还提供了一种煤粉预热的低负荷稳燃方法，应用上述的煤粉预热的低负荷稳燃系统，包括以下步骤：

26、通过旋风分离器1对风粉混合物进行气固分离；

27、通过煤粉收集装置6收集所述风粉混合物经过所述旋风分离器1的气固分离后的煤粉，并通过煤粉输送装置7将所述煤粉转移至引射器5内；

28、通过一次风道输送两路一次风，将一路一次风直接输送至锅炉的炉膛，并将另一路一次风经过增压风机4增压后通入所述引射器5；

29、通过所述引射器5利用经所述增压风机4增压后的一次风携带所述煤粉喷射进入所述锅炉的炉膛内。

30、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

31、本发明通过旋风分离器对风粉混合物进行气固分离，并通过一次风道分为两路输送风粉混合物分离出来的一次风，通过将一路一次风直接输送至锅炉的炉膛中，以提供煤粉中的挥发分起火燃烧需要的氧气，有助于快速助燃，又将一路一次风经过增压风机增压后通入引射器，并通过将风粉混合物分离出来的煤粉转移至引射器内，并在经过增压风机增压后的一次风的引流作用下，进入锅炉的炉膛内，从而显著增强一次风的煤粉浓淡分离效果与煤粉预热效果，并通过一次风携带煤粉喷射入炉膛，可以形成高温高煤粉浓度的一次风气流，有效降低煤粉着火难度，有利于锅炉在低负荷工况下的稳定燃烧。

技术特征：

1.一种煤粉预热的低负荷稳燃系统，包括锅炉，其特征在于，还包括：旋风分离器（1）、煤粉收集装置（6）、一次风道、煤粉输送装置（7）、增压风机（4）和引射器（5）；

2.根据权利要求1所述的煤粉预热的低负荷稳燃系统，其特征在于，所述旋风分离器（1）设有两个入料口，两个所述入料口分别布置于所述旋风分离器（1）的两对侧。

3.根据权利要求1所述的煤粉预热的低负荷稳燃系统，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的煤粉预热的低负荷稳燃系统，其特征在于，所述均粉装置（2）为上下开口的倒置漏斗型结构，所述均粉装置（2）的上开口的口径小于下开口的口径；

5.根据权利要求4所述的煤粉预热的低负荷稳燃系统，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求5所述的煤粉预热的低负荷稳燃系统，其特征在于，所述移动床换热器（3）设有多个固体颗粒入口通路、移动床本体和加热元件；

7.根据权利要求1所述的煤粉预热的低负荷稳燃系统，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求1所述的煤粉预热的低负荷稳燃系统，其特征在于，所述煤粉收集装置（6）为上下开口的漏斗型结构，所述煤粉收集装置（6）的上开口的口径大于下开口的口径。

9.根据权利要求1所述的煤粉预热的低负荷稳燃系统，其特征在于，所述煤粉输送装置（7）靠近所述引射器（5）的煤粉输送末端位于所述引射器（5）的喉部上方。

10.一种煤粉预热的低负荷稳燃方法，应用权利要求1~9任一项所述的煤粉预热的低负荷稳燃系统，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及燃煤锅炉发电技术领域，公开了一种煤粉预热的低负荷稳燃系统及方法，通过旋风分离器对风粉混合物进行气固分离，并通过一次风道分为两路输送风粉混合物分离出来的一次风，通过将一路一次风直接输送至锅炉的炉膛中，以提供煤粉中的挥发分起火燃烧需要的氧气，有助于快速助燃，又将一路一次风经过增压风机增压后通入引射器，并通过将风粉混合物分离出来的煤粉转移至引射器内，并在经过增压风机增压后的一次风的引流作用下，进入锅炉的炉膛内，从而显著增强一次风的煤粉浓淡分离效果与煤粉预热效果，并通过一次风携带煤粉喷射入炉膛，可以形成高温高煤粉浓度的一次风气流，有效降低煤粉着火难度，有利于锅炉在低负荷工况下的稳定燃烧。技术研发人员：李德波,陈兆立,金凤雏,陈拓,陈刚,张宏亮,廖宏楷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：2024/7/15