一種火電廠鍋爐負(fù)荷深度調(diào)節(jié)燃燒裝置

目前，火力發(fā)電廠普遍采用煤粉燃燒鍋爐，這種燃燒方式是采用羅絲風(fēng)機(jī)將煤粉直接送入鍋爐燃燒室內(nèi)進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生熱量，經(jīng)鍋爐吸收轉(zhuǎn)化為高溫高壓蒸汽，由汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能。由于這種輸送方式簡單、粗放，不能精確控制流量，煤粉濃度低，大量冷空氣進(jìn)入窯內(nèi)，吸收大量熱量，造成煤粉燃燒不穩(wěn)定；同時(shí)，由于大量空氣是由煤粉輸送系統(tǒng)帶入，僅有少量空氣由鍋爐預(yù)熱后進(jìn)入燃燒室，風(fēng)煤比控制調(diào)節(jié)難度大，增加了操作難度又不利于精確控制溫度；鍋爐燃燒室結(jié)構(gòu)簡單，空間大，單位時(shí)間燃燒煤粉量大，煤粉低流量時(shí)無法穩(wěn)定燃燒、容易熄火，鍋爐受熱面溫度不均衡，嚴(yán)重影響鍋爐的運(yùn)行安全，必要時(shí)需要投入燃料油方可確保運(yùn)行，也就是鍋爐無法實(shí)現(xiàn)低負(fù)荷運(yùn)行，鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍窄，達(dá)不到深度調(diào)節(jié)，無法滿足火力發(fā)電廠深度調(diào)峰的目的。鍋爐主燃燒室大，點(diǎn)火時(shí)投油量大，時(shí)間長，成本高，造成鍋爐一旦投入運(yùn)行，啟停困難，嚴(yán)重制約鍋爐的運(yùn)行調(diào)節(jié)。同時(shí)，這種燃燒方式煤粉燃燒不完全，鍋爐熱效率及煤粉利用率不高。

隨著我國新能源的發(fā)展，水力發(fā)電，太陽能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電以及生物質(zhì)能發(fā)電廠、垃圾發(fā)電廠、工廠余熱發(fā)電等新能源發(fā)電廠的興起，電力供應(yīng)市場發(fā)生了很大的變化，上述新能源電廠由于其功率小具有隨機(jī)性、間歇性較強(qiáng)的特點(diǎn)，啟停靈活，負(fù)荷調(diào)節(jié)方便。為保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，火力發(fā)電機(jī)組的靈活性改造建設(shè)，提高深度調(diào)峰能力，顯得尤為必要。根據(jù)分析國內(nèi)、外現(xiàn)狀，火電機(jī)組受火電廠煤質(zhì)、設(shè)備等的影響，目前我國火電機(jī)組純凝工況調(diào)峰能力普遍只有40~50%，供熱工況下調(diào)峰能力更是低至30%左右，這與德國、丹麥等歐洲國家火電機(jī)組70%以上的調(diào)峰能力差距較大。當(dāng)電力網(wǎng)用電負(fù)荷降低時(shí)，火力發(fā)電廠供電負(fù)荷降低，大量多余熱量無法直接轉(zhuǎn)換為電能，造成浪費(fèi)較大。

現(xiàn)有的煤電機(jī)組必須具備更佳的靈活性能指標(biāo)，即更強(qiáng)的深度調(diào)峰能力，更快的爬坡能力、啟停能力，以滿足系統(tǒng)電力負(fù)荷隨時(shí)調(diào)整的需要。

本實(shí)用新型裝置可以在不改變原來的煤粉輸送系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)下進(jìn)行改造，增加一套新的煤粉輸送系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行或切換運(yùn)行，也可以結(jié)合原有的煤粉輸送系統(tǒng)進(jìn)行改造，共同組成煤粉輸送系統(tǒng)，同時(shí)運(yùn)行，根據(jù)鍋爐調(diào)峰需求時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)供粉量。鍋爐燃燒室結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行適當(dāng)改造，以達(dá)到燃燒優(yōu)化控制的目的。通過燃燒室的改造及燃燒方式的改變，煤粉燃燒更充分，更完全，鍋爐的熱效率及煤粉熱能利用率得到有效提高，做到既環(huán)保又節(jié)能。

全系統(tǒng)實(shí)行全封閉運(yùn)行，外排煤、氣混合性氣體采用袋式除塵器過濾排空，確保系統(tǒng)安全環(huán)保。

該裝置具有煤粉流量精確控制、全自動(dòng)化操作、故障率低、環(huán)保無粉塵、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)。輸送粉料均勻且不堵管、燃燒穩(wěn)定、能準(zhǔn)確測量輸送煤粉流量大小。系統(tǒng)占用面積小，輸送管路簡單。由于煤粉本身粒度很小，與霧化氣混合后，很容易達(dá)到霧化狀態(tài)，對霧化氣的要求不是很高，只要保證一定的量即可。采用的煤粉燃燒器構(gòu)造簡單，煤粉量連續(xù)、均勻、穩(wěn)定，不易堵塞，而且內(nèi)外桿可拆分，便于清洗。

本裝置采用濃相輸送，煤粉濃度大，裝置中設(shè)有稱重儀表，經(jīng)過計(jì)算機(jī)的精確計(jì)算可以瞬時(shí)監(jiān)測煤粉流量，使煤粉用量能受到精確控制，很好的解決了煤粉燃燒流量不受控制的問題；濃相輸送采用壓縮空氣作為動(dòng)力，燃燒用空氣量可以全部或大部分經(jīng)鍋爐余熱預(yù)熱而有利于煤粉的燃燒工況的調(diào)整和控制，解決了大量冷空氣進(jìn)入燃燒室影響燃燒工況的問題；

結(jié)合鍋爐燃燒室的改造，在燃燒室的正面和兩側(cè)設(shè)立一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的分體燃燒室，各分體燃燒室與鍋爐主燃燒室相連通，便于熱量傳遞與重負(fù)荷時(shí)的整體燃燒。分體獨(dú)立燃燒室的設(shè)計(jì)將燃燒室進(jìn)行了分區(qū)設(shè)置，使燃燒空間由一個(gè)整體分成由多個(gè)獨(dú)立燃燒空間組成，多個(gè)分體獨(dú)立燃燒室可以同時(shí)運(yùn)行也可部分運(yùn)行，這樣可以通過調(diào)節(jié)分體獨(dú)立燃燒室數(shù)量和各分體獨(dú)立燃燒室的煤粉用量實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)鍋爐燃燒負(fù)荷的大小，既保證了燃燒整體性能，又可以靈活調(diào)節(jié)鍋爐負(fù)荷量，鍋爐運(yùn)行工況穩(wěn)定，解決了低煤粉量時(shí)鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的需求。系統(tǒng)裝置工作時(shí)可以根據(jù)鍋爐負(fù)荷大小需求調(diào)整燃燒室的工作數(shù)量和燃燒器數(shù)量，系統(tǒng)設(shè)備切換方便，達(dá)到靈活調(diào)節(jié)鍋爐負(fù)荷的幅度。

本裝置所具備的精確控制煤粉輸送和分體獨(dú)立燃燒室技術(shù)相互結(jié)合，可以使鍋爐運(yùn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍加大，低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，負(fù)荷大小調(diào)節(jié)靈活度大大增加，能量浪費(fèi)大大減少，既節(jié)能又實(shí)現(xiàn)環(huán)保，可以達(dá)到深度調(diào)峰的目的。

本裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)：

１、煤粉輸送量均勻，燃燒穩(wěn)定，溫度均衡，負(fù)荷穩(wěn)定性高；

２、在低煤粉量燃燒運(yùn)行工況下，不需要投入燃料油補(bǔ)充，大大節(jié)省成本；

３、分散點(diǎn)火，速度快，投油少，大大節(jié)約點(diǎn)火成本，鍋爐啟停方便，使發(fā)電調(diào)峰能力大大增強(qiáng)；

４、設(shè)備工作實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，運(yùn)行穩(wěn)定，操作容易，勞動(dòng)強(qiáng)度低；

５、燃燒工況穩(wěn)定，鍋爐受熱均勻，不會(huì)出現(xiàn)局部溫度過高問題。