一种配备氢气值班火焰稳燃的煤粉锅炉燃烧系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113464932A(43)申请公布日2021.10.01(21)申请号202110926677.8(22)申请日2021.08.12(71)申请人西安热工研究院有限公司地址710032陕西省西安市碑林区兴庆路136号(72)发明人王慧青赵永坚赵杰徐征徐远纲(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人王晶(51)Int.Cl.F23D1/00(2006.01)F23D14/02(2006.01)F23D14/46(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种配备氢气值班火焰稳燃的煤粉锅炉燃烧系统(57)摘要本发明公开了一种配备氢气值班火焰稳燃的煤粉锅炉燃烧系统，包括在一次风管内高浓度煤粉区内布置内置式氢气燃烧器，所述内置式氢气燃烧器末端设置分级扩展式煤粉燃烧器，所述高浓度煤粉区域设置有预燃室，所述一次风管上设置有与氨分解制氢系统相连的管道，氨分解制氢系统为预燃室提供氢气，所述管道上还与压缩空气相连通。本发明采用氢气作为助燃剂，以清洁燃烧并且不对锅炉长期运行产生负面影响的方式，使煤粉锅炉燃烧系统具备在超低负荷下稳燃的能力，拓宽锅炉的运行负荷区间，改善并提升机组灵活性，利用燃煤电厂现有资源条件，采用氨分解制氢工艺，既减少了氢气储运环节、降低了安全风险，也实现了氢气的随用随制。CN113464932ACN113464932A权利要求书1/1页1.一种配备氢气值班火焰稳燃的煤粉锅炉燃烧系统，其特征在于，包括在一次风管内高浓度煤粉区内布置的内置式氢气燃烧器，所述内置式氢气燃烧器末端设置分级扩展式煤粉燃烧器，所述高浓度煤粉区域设置有预燃室，所述一次风管上设置有与氨分解制氢系统相连的管道，氨分解制氢系统为预燃室提供氢气，所述管道还与压缩空气相连通。2.根据权利要求1所述的一种配备氢气值班火焰稳燃的煤粉锅炉燃烧系统，其特征在于，所述的一次风管内的一次风粉气流经过中心煤粉浓缩器进行分离浓缩，形成中心富燃料区。3.根据权利要求1所述的一种配备氢气值班火焰稳燃的煤粉锅炉燃烧系统，其特征在于，所述内置式氢气燃烧器采用射流引吸式结构。4.根据权利要求1所述的一种配备氢气值班火焰稳燃的煤粉锅炉燃烧系统，其特征在于，所述系统在低负荷阶段通过少量氢气的燃烧形成值班火焰，加热周围高浓度煤粉，形成火核，稳定煤粉主气流的燃烧。5.根据权利要求4所述的一种配备氢气值班火焰稳燃的煤粉锅炉燃烧系统，其特征在于，所述低负荷下投入氢气值班火焰后，整个燃烧区域形成两级燃烧，一级燃烧为氢气值班火焰对高浓度煤粉气流内核的加热和点燃，二级燃烧为一级煤粉火核对煤粉气流整体的加热和点燃。6.根据权利要求4所述的一种配备氢气值班火焰稳燃的煤粉锅炉燃烧系统，其特征在于，所述系统在高负荷运行时，氢气值班火焰不投入，通入少量压缩空气对氢气燃烧器进行冷却；在低负荷运行时，压缩空气以射流的形式进入氢气燃烧器，抽吸氢气同步进入，经预混段后，喷出燃烧，形成值班火焰。7.根据权利要求1所述的一种配备氢气值班火焰稳燃的煤粉锅炉燃烧系统，其特征在于，所述氢气燃烧器采用部分预混燃烧方式，通过压缩空气抽吸氢气经过渡混合后喷出燃烧，保证氢气火焰的连续稳定。2CN113464932A说明书1/4页一种配备氢气值班火焰稳燃的煤粉锅炉燃烧系统技术领域[0001]本发明涉及燃煤电厂灵活性改造及深度调峰技术领域，具体涉及一种配备氢气值班火焰稳燃的煤粉锅炉燃烧系统。背景技术[0002]受电厂煤质、设备情况等影响，目前我国火电机组调峰能力在纯凝工况下普遍只有50％额定容量，无法满足装机规模持续增长的可再生能源的消纳。而锅炉低负荷稳燃能力是限制机组进一步提升调峰能力的关键因素之一，提高锅炉在低负荷状态下乃至超低负荷下的稳燃能力，使火电机组能够在更低的负荷下安全稳定运行而不致引起熄火事故，从而实现深度调峰，是当前亟待解决的问题同时也是当前的研究难点。[0003]采用特殊助燃技术加强燃烧稳燃能力，是目前提升锅炉低负荷稳燃能力的一项重要手段，目前针对机组深度调峰工况可采用的助燃技术手段包括以下几种：[0004]微油点火燃烧器助燃。微油点火助燃技术是在传统油枪点火技术的基础上发展出来的，比传统油枪更加节油。但就低负荷稳燃方面来讲，微油助燃使得锅炉处于油煤混烧状态，对于环保设备带来不利影响，长期运行会对脱硫、脱硝、除尘等带来损伤。[0005]等离子点火燃烧器助燃。等离子点火助燃主要依靠强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体，形成温度＞5000K的局部高温区；煤粉颗粒经过高温区迅速释放出挥发分，并使煤粉颗粒破裂，从而迅速燃烧。但等离子点火器阴极头寿命较短，对于长期深度调峰，需频繁更换阴极头，费用较高，同时也影响机组运行的连