適合強沾污性固體燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種適合強沾污性固體燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)，爐膛頂部設有爐膛頂部受熱面，空氣預熱器連接制粉系統(tǒng)和燃燒器，制粉系統(tǒng)也連接燃燒器；鍋爐尾部受熱面的一部分設置為雙煙道受熱面區(qū)，雙煙道受熱面的下游設有煙氣擋板；煙氣再循環(huán)系統(tǒng)包括分別從空氣預熱器入口、出口處引出的高、低溫再循環(huán)煙氣管道，高、低溫再循環(huán)煙氣管道合并后再通過兩路管道分別連接爐膛。本實用新型還提供了上述適合強沾污性固體燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)的控制方法。本實用新型可保證不同爐膛沾污情況下主蒸汽溫度的實現(xiàn)，同時爐膛受熱面的沾污情況也有所減輕，從而對鍋爐在燃用強沾污性固體燃料時運行條件的改善，以及連續(xù)運行時間的增加都具有非常顯著的改進效果。
【專利說明】
適合強沾污性固體燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種鍋爐系統(tǒng)，尤其涉及一種適合強沾污性固體燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術】
[0002]新疆蘊藏著大量尚未開發(fā)的煤炭能源。預測資源總量達219萬億噸，占中國預測煤炭資源總量的40%。新疆由于蘊藏著如此豐富的煤炭資源，目前正成為全國能源界的焦點。在我國東、中部的一批老能源基地呈現(xiàn)出資源枯竭趨勢及全國能源需求的不斷增長情況下，新疆煤炭將成為中國十分重要的能源接續(xù)區(qū)和戰(zhàn)略性能源儲備區(qū)。
[0003]在新疆的各大煤田中，準東煤田(準噶爾盆地東部從阜康市到木皇哈薩克自治縣的一條狹長地帶，東西長約220公里)預測儲量達3900億噸，是我國目前最大的整裝煤田。以現(xiàn)在我國煤炭年產(chǎn)量計算，一個準東煤田就能夠全國使用一百年。目前，準東煤田是我國“新電東送”、“西氣東輸”、“新煤東運”最主要的能源保障基地，也是新疆煤電煤化工最主要的煤炭供應來源。
[0004]由于準東煤礦的歷史成因和當?shù)夭煌淖匀粭l件，該地區(qū)的煤質(zhì)也是沿著煤礦分布帶而變化的。總體來說，該地區(qū)的煤質(zhì)具有中高水分、中等發(fā)熱值、煤質(zhì)堆積密度小、易著火、易燃盡、強結焦、高堿金屬含量、強沾污性等特點。相比國內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的其它動力煤種，準東煤具有極高的堿金屬氧化物。例如，堿金屬氧化物Na2O的含量總體都在2 %以上，最高時可高達10%。而Na2O在其它動力用煤中的含量均不超過I %。
[0005]目前的研究表明，煤中較高的堿金屬含量(包括Na2O和K2O)是導致煤灰具有強沾污性的最主要因素。大量的實際運行經(jīng)驗也表明，電廠摻燒準東煤造成鍋爐大面積結焦、沾污，跟準東煤高Ca0、Na20、K20的含量是有著重要的聯(lián)系。由于準東煤質(zhì)高水分、高結焦性、嚴重沾污性極大的特點，部分準東地區(qū)電廠基本上停止了摻燒準東煤的試驗，同時他們對煤質(zhì)里面堿金屬Na、K的含量有著相當明確的要求。這就限制了準東煤在電廠的大量使用，給準東煤的應用帶來了很大的難題。
[0006]因此，為了能夠大比例摻燒甚至100%燃用準東煤，保證鍋爐投產(chǎn)后的安全、經(jīng)濟和環(huán)保運行，本申請?zhí)岢隽艘环N燃用強沾污性固體燃料的鍋爐系統(tǒng)及其控制方法。與傳統(tǒng)的鍋爐系統(tǒng)相比，本實用新型所涉系統(tǒng)具有良好的受熱面?zhèn)鳠嵴{(diào)節(jié)能力，更加符合燃用強沾污性固體燃料時的鍋爐運行要求，對改善鍋爐運行條件、延長鍋爐運行時間具有非常顯著的效果。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型要解決的技術問題是在燃用強沾污性固體燃料時，如何減輕鍋爐受熱面的沾污傾向，延長鍋爐運行時間，使其具有更好的靈活性和經(jīng)濟性。
[0008]為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是提供一種適合強沾污性固體燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)，包括鍋爐本體、制粉系統(tǒng)、空氣預熱器和煙氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:
[0009]鍋爐本體包括爐膛，爐膛頂部設有爐膛頂部受熱面，空氣預熱器連接制粉系統(tǒng)和燃燒器，制粉系統(tǒng)也連接燃燒器；
[0010]煙氣再循環(huán)系統(tǒng)包括分別從空氣預熱器入口、出口處引出的高溫再循環(huán)煙氣管道和低溫再循環(huán)煙氣管道，高溫再循環(huán)煙氣管道和低溫再循環(huán)煙氣管道合并后再通過兩路再循環(huán)煙氣引入口分別連接爐膛。
[0011 ]優(yōu)選地，鍋爐尾部受熱面的一部分設置為雙煙道受熱面區(qū)，在雙煙道受熱面區(qū)的煙氣出口處設有煙氣擋板;所述雙煙道受熱面區(qū)的兩個通道由水冷或氣冷分隔墻隔開。
[0012]優(yōu)選地，所述高溫再循環(huán)煙氣管道和低溫再循環(huán)煙氣管道上分別設有高溫再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥和低溫再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥。
[0013]優(yōu)選地，所述高溫再循環(huán)煙氣管道和低溫再循環(huán)煙氣管道合并后的管道上設有再循環(huán)風機。
[0014]優(yōu)選地，所述兩路再循環(huán)煙氣引入口中的一路設于所述燃燒器下部，另一路設于所述爐膛頂部受熱面的下部。
[0015]優(yōu)選地，所述兩路再循環(huán)煙氣引入口中的一路的位置為距離所述燃燒器最下層噴口水平位置下方3m以內(nèi)。
[0016]優(yōu)選地，所述兩路再循環(huán)煙氣引入口中的另一路的位置為所述爐膛頂部受熱面下端下方3m以內(nèi)。
[0017]本實用新型還提供了一種上述適合強沾污性固體燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:空氣經(jīng)空氣預熱器加熱后，一部分與固體燃料一起進入制粉系統(tǒng)，隨后通過燃燒器進入爐膛，另一部分直接通過燃燒器進入爐膛；爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)鍋爐尾部受熱面和空氣預熱器換熱后作為排煙排到下游；
[0018]高溫再循環(huán)煙氣從空氣預熱器入口處引出，低溫再循環(huán)煙氣從空氣預熱器出口處引出，兩股再循環(huán)煙氣合并成一股進入再循環(huán)風機，并分A、B兩路引入爐膛;再循環(huán)煙氣引入口 A設于所述燃燒器下部，再循環(huán)煙氣引入口 B設于所述爐膛頂部受熱面的下部；
[0019]當爐膛沾污程度較輕時，通過增加再循環(huán)煙氣引入口A處的再循環(huán)煙氣量，并通過調(diào)節(jié)高溫再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥和低溫再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥以保持進入爐膛的再循環(huán)煙氣溫度在300°C以上；
[0020]當爐膛沾污程度較嚴重時，通過增加再循環(huán)煙氣引入口B處的再循環(huán)煙氣量，并通過調(diào)節(jié)高溫再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥和低溫再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥以保持進入爐膛的再循環(huán)煙氣溫度在250 °C以下。
[0021]優(yōu)選地，從空氣預熱器入口處引出的高溫再循環(huán)煙氣的溫度為200?450°C，從空氣預熱器出口處引出的低溫再循環(huán)煙氣的溫度為80?200°C;高溫、低溫再循環(huán)煙氣從鍋爐本體引出的溫度之差在100?300°C范圍內(nèi)。
[0022]優(yōu)選地，在調(diào)整再循環(huán)煙氣時，通過調(diào)節(jié)雙煙道受熱面區(qū)下游的煙氣擋板來保證主蒸汽溫度的穩(wěn)定，如果鍋爐系統(tǒng)存在再熱蒸汽流程，通過調(diào)節(jié)煙氣擋板來保證主蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度的匹配。
[0023]本實用新型提供的鍋爐系統(tǒng)，通過調(diào)整不同位置處的再循環(huán)煙氣量，可以直接改變鍋爐爐膛的吸熱量，從而在不同爐膛沾污情況下達到所要求蒸氣品質(zhì)的目的。
[0024]當爐膛沾污程度較輕時，爐膛吸熱量較大，這時可通過增加再循環(huán)煙氣引入口A處的再循環(huán)煙氣量來降低燃燒器區(qū)域的煙氣溫度，從而減少爐膛受熱面沾污速度。為了減輕再循環(huán)煙氣對燃料燃燒過程的影響，這里再循環(huán)煙氣的入爐溫度需保持在300°C以上。煙氣在流經(jīng)爐膛頂部受熱面時的溫度有有所降低，即也減輕了爐膛頂部受熱面的沾污速度。最終爐膛出口煙氣溫度下降，從而保證了尾部高溫受熱面的安全運行。
[0025]當爐膛沾污程度較嚴重時，爐膛吸熱量較小，這時增加再循環(huán)煙氣引入口B處的再循環(huán)煙氣量，將使下部爐膛的輻射吸熱量有所增加。為了達到降低爐膛頂部受熱面及其下游受熱面的沾污程度并盡可能減少再循環(huán)煙氣量對鍋爐受熱面的影響，這里再循環(huán)煙氣的入爐溫度需盡可能地保持在較低水平，不應高過250°C。高溫煙氣在爐膛頂部受熱面前與溫度較低的再循環(huán)煙氣混合，溫度有一定程度降低，減輕了爐膛頂部受熱面的沾污速度。最終爐膛出口煙氣溫度下降，同樣保證了尾部高溫受熱面的安全運行。
[0026]在調(diào)整A、B兩個煙氣再循環(huán)引入口的再循環(huán)煙氣量時，需配合調(diào)整雙煙道受熱面區(qū)煙氣擋板的開度來保證主蒸汽的溫度的實現(xiàn)或主蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度的匹配。
[0027]本實用新型提供的鍋爐系統(tǒng)及其控制方法能夠通過簡單、具有可操作性的控制措施即可保證不同爐膛沾污情況下主蒸汽溫度的實現(xiàn)，同時爐膛受熱面的沾污情況也有所減輕，從而對鍋爐在燃用強沾污性固體燃料時運行條件的改善，以及連續(xù)運行時間的增加都具有非常顯著的改進效果。
【附圖說明】
[0028]圖1為本實施例提供的適合強沾污性固體燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0030]圖1為本實施例提供的適合強沾污性固體燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)結構示意圖，所述的適合強沾污性固體燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)包括鍋爐本體、制粉系統(tǒng)1、空氣預熱器7和煙氣再循環(huán)系統(tǒng)。爐膛3頂部設置屏式受熱面4，空氣經(jīng)空氣預熱器7加熱后，一部分與固體燃料一起進入到制粉系統(tǒng)I，隨后通過燃燒器2進入爐膛3進行燃燒，另一部分直接通過燃燒器2進入爐膛3;高溫煙氣經(jīng)爐膛3及鍋爐尾部受熱面和空氣預熱器換熱后作為排煙排到下游；鍋爐尾部受熱面的一部分設置為雙煙道受熱面區(qū)5;再循環(huán)煙氣從高溫處ZA和低溫處ZB分別引出后連接各自的調(diào)節(jié)閥9、10，這兩股煙氣合并成一股進入再循環(huán)風機8，并分兩路進入爐膛3。
[0031 ] 高溫再循環(huán)煙氣從空氣預熱器7前端引出，引出的煙氣溫度為380 V ;低溫溫再循環(huán)煙氣從空氣預熱器7后端引出，引出的煙氣溫度為130°C ;再循環(huán)煙氣經(jīng)過再循環(huán)風機8加壓后，一路再循環(huán)煙氣引入口 A在燃燒器2下部，另一路再循環(huán)煙氣引入口 B在緊挨著爐膛頂部屏式受熱面4的下部。
[0032]所述的雙煙道受熱面區(qū)5的受熱面布置在兩個通道中，并由過熱器分隔墻(水冷或氣冷)隔開，緊挨著雙煙道受熱面下游的地方設置煙氣擋板6。
[0033]所述的再循環(huán)煙氣引入口A的位置為距離燃燒器2最下層噴口水平位置下方2m處。
[0034]所述的再循環(huán)煙氣引入口B的位置為爐膛屏式受熱面4下端下方2m處。
[0035]當爐膛沾污程度較輕時，可通過增加再循環(huán)煙氣引入口A處的再循環(huán)煙氣量，并通過調(diào)節(jié)高溫再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥9和低溫再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥10以保持進入爐膛3的再循環(huán)煙氣溫度在350°C以上；當爐膛沾污程度較嚴重時，可通過增加再循環(huán)煙氣引入口B處的再循環(huán)煙氣量，并通過調(diào)節(jié)高溫再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥9和低溫再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥10以保持進入爐膛3的再循環(huán)煙氣溫度在120°C;在調(diào)整再循環(huán)煙氣時通過調(diào)節(jié)雙煙道受熱面區(qū)的煙氣擋板6來保證主蒸汽溫度的穩(wěn)定。
[0036]通過調(diào)整不同位置處的再循環(huán)煙氣量，可以直接改變鍋爐爐膛的吸熱量，從而在不同爐膛沾污情況下達到所要求蒸氣品質(zhì)的目的。當爐膛沾污程度較輕時，爐膛吸熱量較大，這時可通過增加再循環(huán)煙氣引入口 A處的再循環(huán)煙氣量來降低燃燒器區(qū)域的煙氣溫度，從而減少爐膛受熱面沾污速度。同時，煙氣在流經(jīng)爐膛頂部屏式受熱面時的溫度有有所降低，即也減輕了屏式受熱面的沾污速度。最終爐膛出口煙氣溫度下降，從而保證了尾部高溫受熱面的安全運行。
[0037]當爐膛沾污程度較嚴重時，爐膛吸熱量較小，這時增加再循環(huán)煙氣引入口B處的再循環(huán)煙氣量，將使下部爐膛的輻射吸熱量有所增加。同時，高溫煙氣在爐膛頂部屏式受熱面前與溫度較低的再循環(huán)煙氣混合，溫度有一定程度降低，減輕了屏式受熱面的沾污速度。最終爐膛出口煙氣溫度下降，同樣保證了尾部高溫受熱面的安全運行。
[0038]綜合來看，上述鍋爐系統(tǒng)及其控制方法能夠通過簡單、具有可操作性的控制措施即可保證不同爐膛沾污情況下主蒸汽溫度的達到，同時爐膛受熱面的沾污情況也有所減輕，從而對鍋爐在燃用強沾污性固體燃料時運行條件的改善，以及連續(xù)運行時間的增加都具有非常顯著的改進效果。
【主權項】
1.一種適合強沾污性固體燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)，包括鍋爐本體、制粉系統(tǒng)(I)、空氣預熱器(7)和煙氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于: 鍋爐本體包括爐膛(3)，爐膛(3)頂部設有爐膛頂部受熱面，空氣預熱器(7)連接制粉系統(tǒng)(I)和燃燒器(2)，制粉系統(tǒng)(I)也連接燃燒器(2); 煙氣再循環(huán)系統(tǒng)包括分別從空氣預熱器(7)入口、出口處引出的高溫再循環(huán)煙氣管道和低溫再循環(huán)煙氣管道，高溫再循環(huán)煙氣管道和低溫再循環(huán)煙氣管道合并后再通過兩路再循環(huán)煙氣引入口分別連接爐膛(3)。2.如權利要求1所述的一種適合強沾污性固體燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)，其特征在于:所述鍋爐尾部受熱面的一部分設置為雙煙道受熱面區(qū)(5)，在雙煙道受熱面區(qū)(5)的煙氣出口處設有煙氣擋板(6);雙煙道受熱面區(qū)(5)的兩個通道由水冷或氣冷分隔墻隔開。3.如權利要求1所述的一種適合強沾污性固體燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)，其特征在于:所述高溫再循環(huán)煙氣管道和低溫再循環(huán)煙氣管道上分別設有高溫再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥(9)和低溫再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥(10)。4.如權利要求1或3所述的一種適合強沾污性固體燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)，其特征在于:所述高溫再循環(huán)煙氣管道和低溫再循環(huán)煙氣管道合并后的管道上設有再循環(huán)風機(8)。5.如權利要求1所述的一種適合強沾污性固體燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)，其特征在于:所述兩路再循環(huán)煙氣引入口中的一路設于所述燃燒器(2)下部，另一路設于所述爐膛頂部受熱面的下部。6.如權利要求5所述的一種適合強沾污性固體燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)，其特征在于:所述兩路再循環(huán)煙氣引入口中的一路的位置為距離所述燃燒器(2)最下層噴口水平位置下方3m以內(nèi)。7.如權利要求5或6所述的一種適合強沾污性固體燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)，其特征在于:所述兩路再循環(huán)煙氣引入口中的另一路的位置為所述爐膛頂部受熱面下端下方3m以內(nèi)。
【文檔編號】F23J9/00GK205504960SQ201620156502
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月1日
【發(fā)明人】閆凱, 張翔, 烏曉江, 張建文
【申請人】上海鍋爐廠有限公司