一种煤粉锅炉双向双分级燃烧技术.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CN108413387A(43)申请公布日2018.08.17(21)申请号201810192558.2(22)申请日2018.03.09(71)申请人山西大学地址030013山西省太原市坞城路92号(72)发明人王福珍(74)专利代理机构太原晋科知识产权代理事务所(特殊普通合伙)14110代理人任林芳(51)Int.Cl.F23D1/00(2006.01)F23N1/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种煤粉锅炉双向双分级燃烧技术(57)摘要本发明属于煤粉燃烧技术领域，特别涉及基于通流面积可调直流煤粉燃烧器的一种煤粉锅炉双向双分级燃烧技术。该技术基于通流面积可调直流煤粉燃烧器以及锅炉整体A～E层燃烧器配合投运实现，其中通流面积可调直流煤粉燃烧器包括燃烧器内隔板、挡板、挡板执行装置、背火侧通道补充风、稳燃齿装置组成；此技术最大特点是根据具体锅炉负荷要求，配合调节单只燃烧器通流面积以及投运A～E层燃烧器层数，实现锅炉全负荷范围内，尤其是超低负荷工况下稳、低NOx、无高温腐蚀运行，使得火电厂机组锅炉具备灵活性深度调峰能力，且调节灵活，操作简单方便，经济实用，同时具有适应多煤种的宽范围特性，具有广泛的经济效益和社会效益。CN108413387ACN108413387A权利要求书1/2页1.一种煤粉锅炉双向双分级燃烧技术，其特征在于，锅炉所有燃烧器或者其中几层燃烧器设计为通流面积可调燃烧器，锅炉运行时，全负荷范围内根据具体负荷要求，调节各个燃烧器通流面积以及投入A～E层燃烧器的具体层数，保证燃烧器弯头入口风速大于煤粉沉积临界速度，进而调节入炉煤量、风量，使锅炉适应负荷要求运行；相同负荷工况下，单只燃烧器煤粉气流减少，但投运的燃烧器层数增加，实现垂直方向燃料分布和燃烧过程分级，而燃烧器背火侧通道增加空气流量，水平方向向火侧为煤粉气流，背火侧为空气，实现水平方向燃料分布和燃烧过程分级，通过双向双分级技术使得炉膛内总体呈现风包煤燃料分布和燃烧，拉长了燃烧过程还原区，减少NOx生成；同时，多层燃烧器投运能够提高火焰中心位置，提高烟气出口温度，满足低负荷时SCR烟温要求；燃烧器向火侧浓煤粉有上游高温烟气点燃，另一侧低压区有高温烟气回流持续稳定点燃煤粉且保持稳定燃烧，实现锅炉低负荷、超低负荷稳定着火及燃烧；燃烧器背火侧分隔通道有空气流入，在水冷壁附近补充氧气避免高温腐蚀。2.根据权利1要求所述的一种煤粉锅炉双向双分级燃烧技术，其技术特征在于，锅炉采用通流面积可调燃烧器，负荷一定时，缩小单个燃烧器通流面积，增加燃烧器投运层数，总体保持投入煤量不变，实现垂直方向燃料分布分级、燃烧过程分级，拉长燃烧区域和NOx还原区域；总入炉风量不变，总过量空气系数不变，增加一次风切园外侧风量，减少二次风量，火焰中心横向、纵向还原区拉长，减少NOx生成；低负荷时可以选择投运上层燃烧器，提高火焰中心位置，提高出口烟温，满足低负荷时SCR烟温要求。3.根据权利1要求所述的一种煤粉锅炉双向双分级燃烧技术，其技术特征在于，锅炉采用通流面积可调燃烧器，满负荷时燃烧器通流面积全开，低负荷时关闭或者关小燃烧器背火侧分隔通道，形成炉内水平方向中心浓相，靠近水冷壁区域为稀相，水平方向总体呈现风包煤分布，实现炉内水平方向燃料分布分级、燃烧过程分级，保证浓相煤粉稳定着火的同时延长与稀相混合，增加NOx生成过程中间产物，利于NOx还原，实现低NOx燃烧；同时燃烧器背火侧分隔通道空气通流，最终使得水冷壁附件区域氧气浓度高，避免水冷壁高温腐蚀。4.根据权利1要求所述的一种煤粉锅炉双向双分级燃烧技术，其技术特征在于，锅炉采用通流面积可调燃烧器，中间分隔通道通流少量空气或者稀相煤粉气流，在燃烧器出口中间形成低压回流区，高温烟气一方面从向火侧点燃煤粉，另一方面回流入喷口中心低压从浓煤粉背侧点燃煤粉，实现低负荷、超低负荷时少量煤粉稳定着火和燃烧。5.根据权利1要求所述的一种煤粉锅炉双向双分级燃烧技术，其技术特征在于，锅炉采用通流面积可调燃烧器，燃烧器内利用分隔板沿水平方向分隔为2～4个分隔通道，附图中以3个分隔通道为例，分隔通道宽度的几何尺寸m、z、h根据具体的锅炉及燃烧器参数确定；燃烧器入口靠近弯头部位设计分隔通道入口挡板，挡板可对分隔通道开启或者关闭进行调节，其行程范围为燃烧器背火侧外壳至向火侧分隔板之间，挡板与分隔板夹角范围为0°～90°之间，挡板外端连接有执行机构和控制箱，对挡板伸缩运动可实现就地操作也可以实现远程控制操作，调节入口挡板行程位置，可以实现中间分隔通道入口面积，进而调整中间分隔通道煤粉通流量，也即调整炉膛水平方向煤粉浓度分布。6.根据权利1要求所述的一种煤粉锅炉双向双分级燃