CN101886815A - 一种电站煤粉锅炉送粉方法 - Google Patents

一种电站煤粉锅炉送粉方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电站煤粉锅炉送粉方法。目前的送粉方法存在各种不足。本发明方法是在电站煤粉锅炉系统的低温过热器与省煤器之间的烟道上抽取总烟气量的5％～15％作为送粉烟气，然后在送粉烟气中混入5％～20％的水蒸汽形成送粉混合气，将送粉混合气加热至800～1000℃；利用加热后的送粉混合气将浓度为0.8～2kg/kg的煤粉送入电站煤粉锅炉的燃烧器中，在送粉过程中保持送粉混合气气流温度为800～1000℃。本发明中一次风煤粉气流浓度较高，可以有效降低煤粉气流的着火热，并且利用锅炉尾部烟气的部分余热，节约了能量，提高了热能利用效率。

Description

一种电站煤粉锅炉送粉方法
技术领域
本发明涉及一种电站煤粉锅炉送粉方法，具体是一种能够显著降低煤粉气流着火热，利用锅炉炉膛尾部低氧量的高温烟气的送粉方法。
技术背景
电站锅炉启停与低负荷稳燃过程中，都需要想方设法降低煤粉气流的着火热，以达到煤粉快速点燃，稳定燃烧的目的。
对于电厂来说，在特定的煤种以及煤粉粒度分布的情况下，常用的降低着火热的方法：1、热风送粉：采用温度为300℃左右的热空气送粉，但温度不能过高，否则会使得煤粉在送粉管道中提前燃烧，引发事故；2、提高煤粉浓度：正常一次风送粉浓度为0.6kg/kg左右，过高浓度容易使得煤粉沉积，堵塞送粉管，故而常在燃烧器内部增加浓淡分离装置，将煤粉浓度分为浓淡两股，先点燃浓相煤粉气流，再点燃整个煤粉气流，浓淡分离装置的增加使得燃烧器的结构复杂化；3、加入可燃性气体：研究表明少量的可燃性气体的加入可以显著降低煤粉气流的着火热，故而有研究者采用水电解的方式产生布朗气，进行送粉，或将煤气化装置上的煤气引入点火燃烧器中，以降低着火热，这两种方式都需要额外的水电解或煤气化装置。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种可以有效降低着火热的电站煤粉锅炉送粉方法。
本发明方法利用锅炉炉膛低温过热器后含氧量极低的高温烟气，与少量水蒸汽的高温混合气体替代热空气进行高浓度送粉，并采用中频加热或电热阻加热方式，保持送粉管内800～1000℃高温。由于锅炉在正常运行时，低温过热器后部烟气的含氧量一般不超过3％，故而在高温情况下，不会引起煤粉气流的剧烈燃烧或爆炸。
本发明方法具体是：在电站煤粉锅炉系统的低温过热器与省煤器之间的烟道上抽取送粉烟气，抽取的送粉烟气的质量流量为总烟气量的质量流量的5％～15％；然后在送粉烟气中混入水蒸汽形成送粉混合气，混入的水蒸汽的质量流量为送粉烟气的质量流量的5％～20％；将送粉混合气加热，使其保持800～1000℃高温；利用加热后的送粉混合气将浓度为0.8～2kg/kg的煤粉送入电站煤粉锅炉的燃烧器中，在送粉过程中保持送粉混合气气流温度为800～1000℃。
在送粉烟气中混入的水蒸汽来自于电厂公用站的中压蒸汽管路。
所述的将送粉混合气进行加热的方法采用管外加热，保持送粉混合气气流温度的方法采用管外加热；所述的管外加热就是在管路外对管内气流进行电阻加热或中频加热。
当电站煤粉锅炉系统启动时，送粉烟气由正在运行的邻炉电站煤粉锅炉系统中抽取；当电站煤粉锅炉系统稳定运行时，送粉烟气来自于自身的电站煤粉锅炉系统。
为了保证送粉的安全性，一般电厂的一次风风温为300℃左右时，煤粉浓度为0.6kg/kg左右，由于气流的送粉能力与气流的单位质量动量成正比，本发明中送粉混合气的温度保持在800～1000℃高温，一次风煤粉气流浓度可以达到0.8～2kg/kg，煤粉气流浓度的提高可以有效降低煤粉气流的着火热。
在此过程中，煤粉气流进入燃烧器着火前产生热解，析出部分挥发分，并使送粉气流中的CO2、H2O、O2等气体与煤焦产生部分气化，生成CO、H2等可燃性气体，也能有效降低煤粉气流的着火热。反应方程式如下：
C+H2O→CO+H2-135kJ
2C+O2→2CO+221kJ
C+CO2→2CO-170kJ
同时，由于挥发分的大量析出，煤粉颗粒表面的孔隙面积大大增加，即加大了煤粉表面与氧气的反应面积，也会使得煤粉气流更易于点燃。
本发明还具有以下效果：
1.减少了锅炉排放尾气中的CO2和NOx；
2.利用锅炉尾部烟气的部分余热，节约了能量，提高了热能利用效率；
3.可根据锅炉运行状况，在一定范围内灵活调节烟气量、水蒸汽比例以及管外壁的加热器功率；
4.简化了电站锅炉启停时的点火以及低负荷时的稳燃装置。
具体实施方式
实施例1.
在电站煤粉锅炉系统的低温过热器与省煤器之间的烟道上抽取总烟气量的质量流量的10％作为送粉烟气，然后在送粉烟气中混入水蒸汽形成送粉混合气，混入的水蒸汽的质量流量为送粉烟气的质量流量的5％，混入的水蒸汽来自于电厂公用站的中压蒸汽管路；通过在管路外对管内气流进行电阻加热将送粉混合气加热，使其保持1000℃高温；利用加热后的送粉混合气将浓度为2kg/kg的煤粉送入电站煤粉锅炉的燃烧器中，在送粉过程中继续通过在管路外对管内气流进行电阻加热，保持送粉混合气气流温度为1000℃。
当电站煤粉锅炉系统启动时，送粉烟气由邻炉正在运行的电站煤粉锅炉系统中抽取；当电站煤粉锅炉系统稳定运行时，送粉烟气来自于自身的电站煤粉锅炉系统。
实施例2.
在电站煤粉锅炉系统的低温过热器与省煤器之间的烟道上抽取总烟气量的质量流量的12％作为送粉烟气，然后在送粉烟气中混入水蒸汽形成送粉混合气，混入的水蒸汽的质量流量为送粉烟气的质量流量的10％，混入的水蒸汽来自于电厂公用站的中压蒸汽管路；通过在管路外对管内气流进行电阻加热将送粉混合气加热，使其保持800℃高温；利用加热后的送粉混合气将浓度为0.8kg/kg的煤粉送入电站煤粉锅炉的燃烧器中，在送粉过程中继续通过在管路外对管内气流进行电阻加热，保持送粉混合气气流温度为800℃。
当电站煤粉锅炉系统启动时，送粉烟气由邻炉正在运行的电站煤粉锅炉系统中抽取；当电站煤粉锅炉系统稳定运行时，送粉烟气来自于自身的电站煤粉锅炉系统。
实施例3.
在电站煤粉锅炉系统的低温过热器与省煤器之间的烟道上抽取总烟气量的质量流量的8％作为送粉烟气，然后在送粉烟气中混入水蒸汽形成送粉混合气，混入的水蒸汽的质量流量为送粉烟气的质量流量的15％，混入的水蒸汽来自于电厂公用站的中压蒸汽管路；通过在管路外对管内气流进行中频加热将送粉混合气加热，使其保持900℃高温；利用加热后的送粉混合气将浓度为1kg/kg的煤粉送入电站煤粉锅炉的燃烧器中，在送粉过程中继续通过在管路外对管内气流进行中频加热，保持送粉混合气气流温度为900℃。
当电站煤粉锅炉系统启动时，送粉烟气由邻炉正在运行的电站煤粉锅炉系统中抽取；当电站煤粉锅炉系统稳定运行时，送粉烟气来自于自身的电站煤粉锅炉系统。
实施例4.
在电站煤粉锅炉系统的低温过热器与省煤器之间的烟道上抽取总烟气量的质量流量的15％作为送粉烟气，然后在送粉烟气中混入水蒸汽形成送粉混合气，混入的水蒸汽的质量流量为送粉烟气的质量流量的20％，混入的水蒸汽来自于电厂公用站的中压蒸汽管路；通过在管路外对管内气流进行中频加热将送粉混合气加热，使其保持950℃高温；利用加热后的送粉混合气将浓度为1.5kg/kg的煤粉送入电站煤粉锅炉的燃烧器中，在送粉过程中继续通过在管路外对管内气流进行中频加热，保持送粉混合气气流温度为950℃。
当电站煤粉锅炉系统启动时，送粉烟气由邻炉正在运行的电站煤粉锅炉系统中抽取；当电站煤粉锅炉系统稳定运行时，送粉烟气来自于自身的电站煤粉锅炉系统。

Claims (4)

1.一种电站煤粉锅炉送粉方法，其特征在于：该方法是在电站煤粉锅炉系统的低温过热器与省煤器之间的烟道上抽取送粉烟气，抽取的送粉烟气的质量流量为总烟气量的质量流量的5％～15％；然后在送粉烟气中混入水蒸汽形成送粉混合气，混入的水蒸汽的质量流量为送粉烟气的质量流量的5％～20％；将送粉混合气加热，使其保持800～1000℃高温；利用加热后的送粉混合气将浓度为0.8～2kg/kg的煤粉送入电站煤粉锅炉的燃烧器中，在送粉过程中保持送粉混合气气流温度为800～1000℃。
2.如权利要求1所述的一种电站煤粉锅炉送粉方法，其特征在于：在送粉烟气中混入的水蒸汽来自于电厂公用站的中压蒸汽管路。
3.如权利要求1所述的一种电站煤粉锅炉送粉方法，其特征在于：所述的将送粉混合气进行加热的方法采用管外加热，保持送粉混合气气流温度的方法采用管外加热，所述的管外加热就是在管路外对管内气流进行电阻加热或中频加热。
4.如权利要求1所述的一种电站煤粉锅炉送粉方法，其特征在于：当电站煤粉锅炉系统启动时，送粉烟气由正在运行的邻炉电站煤粉锅炉系统中抽取；当电站煤粉锅炉系统稳定运行时，送粉烟气来自于自身的电站煤粉锅炉系统。
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