CN101122386A - 直流锅炉自适应点火燃烧系统 - Google Patents

直流锅炉自适应点火燃烧系统 Download PDF

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本发明公开了一种直流锅炉自适应点火燃烧系统，其中燃烧器位于所述炉膛的下部，该燃烧器由外一次风管、内一次风管和油枪组成，其中油枪位于内一次风管内的主轴线上，且油枪的喷嘴靠近内一次风管的出口；内一次风管位于外一次风管内的主轴线上，内一次风管的出口靠近外一次风管的出口；主磨煤机经一次风主管与燃烧器的外一次风管相通，副磨煤机经一次风副管与燃烧器的内一次风管相通。本发明结构简单，实现粗细煤粉的分离燃烧，大大提高了锅炉点火及低负荷运行的稳定性、节约燃油、降低发电成本，也具有防结焦、煤种适应性广等优点。

Description

直流锅炉自适应点火燃烧系统
技术领域
本实用新型属于火力发电点火燃烧装置技术领域，具体地说，是一种用于火电厂锅炉点火的直流锅炉自适应点火燃烧系统。
背景技术
火电厂作为燃料油消耗大户，其每年要消耗大量燃油用于锅炉点火和稳燃。据发改委资料显示，我国发电机组每年油耗高达760万吨，折合人民币418亿元。而我国是一个贫油的国家，2004年石油消费量为3.17亿吨，国内生产量为1.76亿吨，净进口量为1.51亿吨，对外依存度达47.3％。因此降低发电油耗对于降低发电成本、提高发电企业经济效益及我国能源安全战略都具有重要意义。
2005年国家启动了《节能中长期专项规划》，提出了“十一五”期间节约和替代石油3800万吨的奋斗目标。为降低发电成本，实现节油目标，开发和安装新型节油锅炉点火燃烧技术成了电厂最迫切的需求。目前我国大部分燃煤电厂的点火燃烧装置，主要包括主磨煤机、一次风管、燃烧器和一次风管，主磨煤机的输出口经细粉管与所述一次风管相通，一次风管的出口与燃烧器相连，燃烧器位于所述一次风管的下部，所述燃烧器由外一次风管和油枪组成，其中油枪位于外一次风管内的主轴线上，且油枪的喷嘴靠近外一次风管的出口；再在靠近油枪喷嘴的外一次风管出口段内壁上设置有一圈凸台作为煤粉浓缩器。在点火初期，油枪向一次风管喷入大量燃油，油通过燃烧加热一段时间后，煤粉经一次风管、燃烧器外一次风管的出口喷出，煤粉在该出口外燃烧，当煤粉燃烧稳定后，关掉油枪油路。
但我国电站燃煤的煤质普遍偏差、煤质波动性大。煤粉过粗，难以在点火初期实现充分燃烧，需要消耗大量的燃油，使耗油量大幅上升；煤粉过细，容易在燃烧器内及附近受热面结焦，影响锅炉热效率，严重情况还会引起受热面爆管，给电厂安全运行造成影响。
现有直流锅炉燃烧装置的缺点：在电厂锅炉点火燃烧初期及低负荷运行时，燃烧不稳定，耗油量大；锅炉稳定运行时，燃烧器内及其出口附近受热面容易结焦。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种能实现不同大小煤粉的充分燃烧，节约燃油，降低火力发电成本的直流锅炉自适应点火燃烧系统。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种直流锅炉自适应点火燃烧系统，包括主磨煤机、一次风主管、燃烧器和一次风管，主磨煤机经细粉管与所述一次风主管相通，一次风主管的出口与所述燃烧器连接，该燃烧器位于所述一次风管的下部，其关键在于：所述燃烧器由外一次风管、内一次风管和油枪组成，其中油枪位于内一次风管内的主轴线上，且油枪的喷嘴靠近内一次风管的出口；内一次风管位于外一次风管内的主轴线上，内一次风管的出口靠近外一次风管的出口，该外一次风管的进口连接所述一次风主管；
与所述主磨煤机并列设置有副磨煤机，该副磨煤机的输出口经超细粉管连接有一次风副管，该一次风副管的出口与所述内一次风管的进口相通；所述油枪穿出一次风副管和一次风主管，油枪尾部连接有油管；
所述一次风主管还连接有细粉支管与所述一次风副管相通，所述一次风副管还连接有超细粉支管与所述一次风主管相通，且所述细粉支管与一次风主管的连接端m位于超细粉支管与一次风主管的连接端m’前面，细粉支管与一次风副管的连接端n位于超细粉支管与一次风副管的连接端n’后面；所述细粉支管上安装有控制阀a、超细粉支管上安装有控制阀b，以及所述m-m’之间的一次风主管上安装有控制阀c、所述n-n’之间的一次风副管上安装有控制阀d。
根据锅炉运行工况不同，主磨煤机和副磨煤机磨制出的细煤粉和超细煤粉分别经燃烧器的内一次风管、外一次风管喷入炉膛燃烧，实现自适应点火燃烧功能，具体做法是：锅炉在点火启动、低负荷运行、煤质偏差时，控制阀a和控制阀b关闭，控制阀c和控制阀d开启，细煤粉和超细煤粉分别经一次风主管和一次风副管，然后分别从燃烧器的外一次风管、内一次风管喷入一次风管，有助于点火和稳定燃烧，有效降低点火和稳燃用油，节约了燃油；在燃烧稳定后，控制阀c和控制阀d关闭，控制阀a和控制阀b开启，细煤粉和超细煤粉分别经细粉支管和超细粉支管，然后分别从内一次风管和外一次风管喷入一次风管，进而推迟煤粉着火，防止燃烧器内及附近受热面结焦。
所述一次风管还连接有二次风管，该二次风管的出口位于所述燃烧器上方。
所述一次风主管、一次风副管和二次风管的进口安装有风机与大气相通。
二次风管向一次风管内送入氧气，促进一次风管内煤粉的充分燃烧。
在靠近所述油枪喷嘴的内一次风管出口处的内壁上设置有一圈凸台。
凸台作为煤粉浓缩器，将内一次风管中的煤粉进行浓淡分离，使浓煤粉集中在外一次风管出口的中心区域燃烧，易于煤粉着火和稳定燃烧。
一种直流锅炉自适应点火燃烧系统，包括主磨煤机、一次风主管、燃烧器和一次风管，其中燃烧器位于所述一次风管的下部，其关键在于：该燃烧器由外一次风管、内一次风管和油枪组成，其中油枪位于内一次风管内的主轴线上，且油枪的喷嘴靠近内一次风管的出口；内一次风管位于外一次风管内的主轴线上，内一次风管的出口靠近外一次风管的出口；所述油枪穿出一次风副管和一次风主管，油枪尾部连接有油管；
所述主磨煤机的出口连接有细粉三通阀，该细粉三通阀分别经第一细粉管和第二细粉管与所述一次风主管和一次风副管相通，所述一次风主管与外一次风管相通，所述一次风副管与内一次风管相通；与所述主磨煤机并列设置有副磨煤机，该副磨煤机的出口连接有超细粉三通阀，该超细粉三通阀分别经第一超细粉管和第二超细粉管与一次风副管和一次风主管相通。
根据锅炉运行工况不同，分别控制细粉三通阀和超细粉三通阀的切换，具体操作如下：
锅炉在点火启动、低负荷运行、煤质偏差时，细煤粉和超细煤粉分别经第一细粉管和第一超细粉管，然后分别从燃烧器的外一次风管、内一次风管喷入一次风管，有助于点火和稳定燃烧，有效降低点火和稳燃用油，节约了燃油；在燃烧稳定后，细煤粉和超细煤粉分别经第二细粉管和第二超细粉管，然后分别从内一次风管、外一次风管喷入一次风管，进而推迟煤粉着火，防止燃烧器内及附近受热面结焦。
所述一次风管还连接有二次风管，该二次风管的出口位于所述燃烧器上方。
所述一次风主管、一次风副管和二次风管的进口安装有风机与大气相通。
二次风管向一次风管内送入氧气，促进一次风管内煤粉的充分燃烧。
在靠近所述油枪喷嘴的内一次风管出口处的内壁上设置有一圈凸台。
凸台作为煤粉浓缩器，将内一次风管中的煤粉进行浓淡分离，使浓煤粉集中在外一次风管出口的中心区域燃烧，易于煤粉着火和稳定燃烧。
有益效果：本发明的结构简单，能实现不同大小煤粉的充分燃烧，提高煤炭的燃烧效率，节约燃油，降低火力发电成本，具有煤种适应性广等特点，能够根据煤种及运行条件，实现节油点火及稳燃、优化燃烧等，能自适应少油点火及稳定燃烧。
附图说明
图1为实施例1的系统示意图；
图2为实施例2的系统示意图；
图3为燃烧器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：如图1、3所示，一种直流锅炉自适应点火燃烧系统，由主磨煤机1、副磨煤机1’、一次风主管2、一次风副管2’、燃烧器11、炉膛4、细粉管5、细粉支管5’、超细粉管6和超细粉支管6’组成，其中主磨煤机1经细粉管5与所述一次风主管2相通，一次风主管2的出口与所述燃烧器11连接，该燃烧器11位于所述炉膛4的下部，所述燃烧器11由外一次风管12、内一次风管12’和油枪3组成，其中油枪3位于内一次风管12’内的主轴线上，且油枪3的喷嘴靠近内一次风管12’的出口；内一次风管12’位于外一次风管12内的主轴线上，内一次风管12’的出口靠近外一次风管12的出口，该外一次风管12的进口连接所述一次风主管2；
外一次风管12与内一次风管12’之间焊接有支架固定，所述内一次风管12’与油枪3之间焊接有支架固定。
与所述主磨煤机1并列设置有副磨煤机1’，该副磨煤机1’的输出口经超细粉管6连接有一次风副管2’，该一次风副管2’的出口与所述内一次风管12’的进口相通；所述油枪3穿出一次风副管2’和一次风主管2，油枪3尾部连接有油管13；
所述一次风主管2还连接有细粉支管5’与所述一次风副管2’相通，所述一次风副管2’还连接有超细粉支管6’与所述一次风主管2相通，且所述细粉支管5’与一次风主管2的连接端m位于超细粉支管6’与一次风主管2的连接端m’前面，细粉支管5’与一次风副管2’的连接端n位于超细粉支管6’与一次风副管2’的连接端n’后面；所述细粉支管5’上安装有控制阀a、超细粉支管6’上安装有控制阀b，以及所述m-m’之间的一次风主管2上安装有控制阀c、所述n-n’之间的一次风副管2’上安装有控制阀d。
根据锅炉运行工况不同，主磨煤机1和副磨煤机1’磨制出的细煤粉和超细煤粉分别经燃烧器11的内一次风管12’、外一次风管12喷入炉膛燃烧，实现自适应点火燃烧功能，具体做法是：锅炉在点火启动、低负荷运行、煤质偏差时，控制阀a和控制阀b关闭，控制阀c和控制阀d开启，细煤粉和超细煤粉分别经一次风主管2和一次风副管2’，然后分别从燃烧器的外一次风管12、内一次风管12’喷入炉膛4，有助于点火和稳定燃烧，有效降低点火和稳燃用油，节约了燃油；在燃烧稳定后，控制阀c和控制阀d关闭，控制阀a和控制阀b开启，细煤粉和超细煤粉分别经细粉支管5’和超细粉支管6’，然后分别从内一次风管12’和外一次风管12喷入炉膛4，进而推迟煤粉着火，防止燃烧器内及附近受热面结焦。
主磨煤机1磨出细煤粉，若煤粉为无烟煤，其细煤粉的R90在6-10％；若煤粉为贫煤，其细煤粉的R90在12-14％；若煤粉为烟煤，其细煤粉的R90在15-35％；若煤粉为褐煤，其细煤粉的R90在40-60％；副磨煤机1’磨出超细煤粉，超细煤粉的细度为细煤粉细度的1/2-1/3。
所述炉膛4还连接有二次风管9，该二次风管9的出口位于所述燃烧器11上方。
所述一次风主管2、一次风副管2’和二次风管9的进口安装有风机与大气相通。
二次风管9向炉膛4内送入氧气，促进炉膛4内煤粉的充分燃烧。
在靠近所述油枪3喷嘴的内一次风管12’出口处的内壁上设置有一圈凸台10。
凸台10作为煤粉浓缩器，将内一次风管12’中的煤粉进行浓淡分离，使浓煤粉集中在外一次风管12出口的中心区域燃烧，易于煤粉着火和稳定燃烧。
其工作原理是：锅炉在点火启动、低负荷运行、煤质偏差时，关断控制阀a和控制阀b，打开控制阀c和控制阀d，细煤粉和超细煤粉分别通过燃烧器的外一次风管12、内一次风管12’喷入炉膛；燃烧稳定后，打开控制阀a和控制阀b，关断控制阀c和控制阀d，细煤粉和超细煤粉分别通过燃烧器的内一次风管12’、外一次风管12喷入炉膛。
实施例2：如图2、3所示，一种直流锅炉自适应点火燃烧系统，由主磨煤机1、副磨煤机1’、一次风主管2、一次风副管2’、燃烧器11、炉膛4、细粉管5、细粉支管5’、细粉三通阀7、超细粉三通阀8、超细粉管6、超细粉支管6’、外一次风管12和内一次风管12’组成，其中燃烧器11由外一次风管12、内一次风管12’和油枪3组成，其中油枪3位于内一次风管12’内的主轴线上，且油枪3的喷嘴靠近内一次风管12’的出口；内一次风管12’位于外一次风管12内的主轴线上，内一次风管12’的出口靠近外一次风管12的出口；所述油枪3穿出一次风副管2’和一次风主管2，油枪3尾部连接有油管13；
所述主磨煤机1的出口连接有细粉三通阀7，该细粉三通阀7分别经第一细粉管5和第二细粉管5’与所述一次风主管2和一次风副管2’相通，所述一次风主管2与外一次风管12相通，所述一次风副管2’与内一次风管12’相通；与所述主磨煤机1并列设置有副磨煤机1’，该副磨煤机1’的出口连接有超细粉三通阀8，该超细粉三通阀8分别经第一超细粉管6和第二超细粉管6’与一次风副管2’和一次风主管2相通。
根据锅炉运行工况不同，分别控制细粉三通阀7和超细粉三通阀8的切换，具体操作如下：
锅炉在点火启动、低负荷运行、煤质偏差时，细煤粉和超细煤粉分别经第一细粉管5和第一超细粉管6，然后分别从燃烧器的外一次风管12、内一次风管12’喷入炉膛4，有助于点火和稳定燃烧，有效降低点火和稳燃用油，节约了燃油；在燃烧稳定后，细煤粉和超细煤粉分别经第二细粉管5’和第二超细粉管6’，然后分别从内一次风管12’、外一次风管12喷入炉膛4，进而推迟煤粉着火，防止燃烧器内及附近受热面结焦。
所述炉膛4还连接有二次风管9，该二次风管9的出口位于所述燃烧器11上方。
所述一次风主管2、一次风副管2’和二次风管9的进口安装有风机与大气相通。
二次风管9向炉膛4内送入氧气，促进炉膛4内煤粉的充分燃烧。
在靠近所述油枪3喷嘴的内一次风管12’出口处的内壁上设置有一圈凸台10。
凸台10作为煤粉浓缩器，将内一次风管12’中的煤粉进行浓淡分离，使浓煤粉集中在外一次风管12出口的中心区域燃烧，易于煤粉着火和稳定燃烧。
其工作原理是：锅炉在点火启动、低负荷运行、煤质偏差时，通过调节细粉三通阀7和超细粉三通阀8，使磨煤机1和超细粉磨煤机1’分别与第一细粉管5和第一超细粉管6相通，细煤粉和超细煤粉通过燃烧器的外一次风管12、内一次风管12’喷入炉膛；燃烧稳定后，使磨煤机1和超细粉磨煤机1’分别与第二细粉管5’和第二超细粉管6’相通，细煤粉和超细煤粉通过燃烧器的内一次风管12’、外一次风管12喷入炉膛。

Claims (6)

1.一种直流锅炉自适应点火燃烧系统，包括主磨煤机(1)、一次风主管(2)、燃烧器(11)和炉膛(4)，主磨煤机(1)经细粉管(5)与所述一次风主管(2)相通，一次风主管(2)的出口与所述燃烧器(11)连接，该燃烧器(11)位于所述炉膛(4)的下部，其特征在于：所述燃烧器(11)由外一次风管(12)、内一次风管(12’)和油枪(3)组成，其中油枪(3)位于内一次风管(12’)内的主轴线上，且油枪(3)的喷嘴靠近内一次风管(12’)的出口；内一次风管(12’)位于外一次风管(12)内的主轴线上，内一次风管(12’)的出口靠近外一次风管(12)的出口，该外一次风管(12)的进口连接所述一次风主管(2)；
与所述主磨煤机(1)并列设置有副磨煤机(1’)，该副磨煤机(1’)的输出口经超细粉管(6)连接有一次风副管(2’)，该一次风副管(2’)的出口与所述内一次风管(12’)的进口相通；所述油枪(3)穿出一次风副管(2’)和一次风主管(2)，油枪(3)尾部连接有油管(13)；
所述一次风主管(2)还连接有细粉支管(5’)与所述一次风副管(2’)相通，所述一次风副管(2’)还连接有超细粉支管(6’)与所述一次风主管(2)相通，且所述细粉支管(5’)与一次风主管(2)的连接端m位于超细粉支管(6’)与一次风主管(2)的连接端m’前面，细粉支管(5’)与一次风副管(2’)的连接端n位于超细粉支管(6’)与一次风副管(2’)  的连接端n’后面；所述细粉支管(5’)上安装有控制阀a、超细粉支管(6’)上安装有控制阀b，以及所述m-m’之间的一次风主管(2)上安装有控制阀c、所述n-n’之间的一次风副管(2’)上安装有控制阀d。
2.根据权利要求1所述直流锅炉自适应点火燃烧系统，其特征在于：所述炉膛(4)还连接有二次风管(9)，该二次风管(9)的出口位于所述燃烧器(11)上方。
3.根据权利要求1所述直流锅炉自适应点火燃烧系统，其特征在于：在靠近所述油枪(3)喷嘴的内一次风管(12’)出口处的内壁上设置有一圈凸台(10)。
4.一种直流锅炉自适应点火燃烧系统，包括主磨煤机(1)、一次风主管(2)、燃烧器(11)和炉膛(4)，其中燃烧器(11)位于所述炉膛(4)的下部，其特征在于：该燃烧器(11)由外一次风管(12)、内一次风管(12’)和油枪(3)组成，其中油枪(3)位于内一次风管(12’)内的主轴线上，且油枪(3)的喷嘴靠近内一次风管(12’)的出口；内一次风管(12’)  位于外一次风管(12)内的主轴线上，内一次风管(12’)的出口靠近外一次风管(12)的出口；所述油枪(3)穿出一次风副管(2’)和一次风主管(2)，油枪(3)尾部连接有油管(13)；
所述主磨煤机(1)的出口连接有细粉三通阀(7)，该细粉三通阀(7)分别经第一细粉管(5)和第二细粉管(5’)与所述一次风主管(2)和一次风副管(2’)相通，所述一次风主管(2)与外一次风管(12)相通，所述一次风副管(2’)与内一次风管(12’)相通；与所述主磨煤机(1)并列设置有副磨煤机(1’)，该副磨煤机(1’)的出口连接有超细粉三通阀(8)，该超细粉三通阀(8)分别经第一超细粉管(6)和第二超细粉管(6’)与一次风副管(2’)和一次风主管(2)相通。
5.根据权利要求4所述直流锅炉自适应点火燃烧系统，其特征在于：所述炉膛(4)还连接有二次风管(9)，该二次风管(9)的出口位于所述燃烧器(11)上方。
6.根据权利要求4所述直流锅炉自适应点火燃烧系统，其特征在于：在靠近所述油枪(3)喷嘴的内一次风管(12’)出口处的内壁上设置有一圈凸台(10)。
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