一种火电厂锅炉负荷深度调节燃烧装置

目前，火力发电厂普遍采用煤粉燃烧锅炉，这种燃烧方式是采用罗丝风机将煤粉直接送入锅炉燃烧室内进行燃烧，产生热量，经锅炉吸收转化为高温高压蒸汽，由汽轮发电机转化为电能。由于这种输送方式简单、粗放，不能精确控制流量，煤粉浓度低，大量冷空气进入窑内，吸收大量热量，造成煤粉燃烧不稳定；同时，由于大量空气是由煤粉输送系统带入，仅有少量空气由锅炉预热后进入燃烧室，风煤比控制调节难度大，增加了操作难度又不利于精确控制温度；锅炉燃烧室结构简单，空间大，单位时间燃烧煤粉量大，煤粉低流量时无法稳定燃烧、容易熄火，锅炉受热面温度不均衡，严重影响锅炉的运行安全，必要时需要投入燃料油方可确保运行，也就是锅炉无法实现低负荷运行，锅炉负荷调节范围窄，达不到深度调节，无法满足火力发电厂深度调峰的目的。锅炉主燃烧室大，点火时投油量大，时间长，成本高，造成锅炉一旦投入运行，启停困难，严重制约锅炉的运行调节。同时，这种燃烧方式煤粉燃烧不完全，锅炉热效率及煤粉利用率不高。

随着我国新能源的发展，水力发电，太阳能光伏发电、风力发电以及生物质能发电厂、垃圾发电厂、工厂余热发电等新能源发电厂的兴起，电力供应市场发生了很大的变化，上述新能源电厂由于其功率小具有随机性、间歇性较强的特点，启停灵活，负荷调节方便。为保障电网安全稳定运行，火力发电机组的灵活性改造建设，提高深度调峰能力，显得尤为必要。根据分析国内、外现状，火电机组受火电厂煤质、设备等的影响，目前我国火电机组纯凝工况调峰能力普遍只有40~50%，供热工况下调峰能力更是低至30%左右，这与德国、丹麦等欧洲国家火电机组70%以上的调峰能力差距较大。当电力网用电负荷降低时，火力发电厂供电负荷降低，大量多余热量无法直接转换为电能，造成浪费较大。

现有的煤电机组必须具备更佳的灵活性能指标，即更强的深度调峰能力，更快的爬坡能力、启停能力，以满足系统电力负荷随时调整的需要。

本实用新型装置可以在不改变原来的煤粉输送系统设备状态下进行改造，增加一套新的煤粉输送系统单独运行或切换运行，也可以结合原有的煤粉输送系统进行改造，共同组成煤粉输送系统，同时运行，根据锅炉调峰需求时进行自动调节供粉量。锅炉燃烧室结构需要进行适当改造，以达到燃烧优化控制的目的。通过燃烧室的改造及燃烧方式的改变，煤粉燃烧更充分，更完全，锅炉的热效率及煤粉热能利用率得到有效提高，做到既环保又节能。

全系统实行全封闭运行，外排煤、气混合性气体采用袋式除尘器过滤排空，确保系统安全环保。

该装置具有煤粉流量精确控制、全自动化操作、故障率低、环保无粉尘、运行稳定等特点。输送粉料均匀且不堵管、燃烧稳定、能准确测量输送煤粉流量大小。系统占用面积小，输送管路简单。由于煤粉本身粒度很小，与雾化气混合后，很容易达到雾化状态，对雾化气的要求不是很高，只要保证一定的量即可。采用的煤粉燃烧器构造简单，煤粉量连续、均匀、稳定，不易堵塞，而且内外杆可拆分，便于清洗。

本装置采用浓相输送，煤粉浓度大，装置中设有称重仪表，经过计算机的精确计算可以瞬时监测煤粉流量，使煤粉用量能受到精确控制，很好的解决了煤粉燃烧流量不受控制的问题；浓相输送采用压缩空气作为动力，燃烧用空气量可以全部或大部分经锅炉余热预热而有利于煤粉的燃烧工况的调整和控制，解决了大量冷空气进入燃烧室影响燃烧工况的问题；

结合锅炉燃烧室的改造，在燃烧室的正面和两侧设立一个或多个独立的分体燃烧室，各分体燃烧室与锅炉主燃烧室相连通，便于热量传递与重负荷时的整体燃烧。分体独立燃烧室的设计将燃烧室进行了分区设置，使燃烧空间由一个整体分成由多个独立燃烧空间组成，多个分体独立燃烧室可以同时运行也可部分运行，这样可以通过调节分体独立燃烧室数量和各分体独立燃烧室的煤粉用量实现调节锅炉燃烧负荷的大小，既保证了燃烧整体性能，又可以灵活调节锅炉负荷量，锅炉运行工况稳定，解决了低煤粉量时锅炉稳定运行的需求。系统装置工作时可以根据锅炉负荷大小需求调整燃烧室的工作数量和燃烧器数量，系统设备切换方便，达到灵活调节锅炉负荷的幅度。

本装置所具备的精确控制煤粉输送和分体独立燃烧室技术相互结合，可以使锅炉运行负荷调节范围加大，低负荷运行时不会出现熄火现象，负荷大小调节灵活度大大增加，能量浪费大大减少，既节能又实现环保，可以达到深度调峰的目的。

本装置具有如下优点：

１、煤粉输送量均匀，燃烧稳定，温度均衡，负荷稳定性高；

２、在低煤粉量燃烧运行工况下，不需要投入燃料油补充，大大节省成本；

３、分散点火，速度快，投油少，大大节约点火成本，锅炉启停方便，使发电调峰能力大大增强；

４、设备工作实现全自动控制，运行稳定，操作容易，劳动强度低；

５、燃烧工况稳定，锅炉受热均匀，不会出现局部温度过高问题。