CN103776028A - 适用于w型火焰锅炉的微油点火系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于W型火焰锅炉的微油点火系统及其方法。它包括煤粉制备系统、煤粉储存系统、煤粉输送系统、锅炉本体、微油点火煤粉燃烧器、原燃烧器、煤粉分配器，煤粉制备系统、煤粉储存系统、煤粉输送系统、煤粉分配器、微油点火煤粉燃烧器、锅炉本体顺次相连，微油点火煤粉燃烧器安装在锅炉本体的前后拱上，煤粉输送系统包括中间粉仓、电动阀门、输粉绞龙、落料管、罗茨风机、风粉混合器、输粉绞龙电机、一次风送风管。本发明不改动电厂原有的制粉系统，从而确保了原有制粉系统的安全性和可靠性，具有节油率高、系统简单、设备投资和运行成本低等优点，可广泛用于W型火焰锅炉点火以及低负荷稳燃过程，具有一定的市场竞争力。

Description

适用于W型火焰锅炉的微油点火系统及其方法

技术领域

本发明涉及微油点火系统，尤其涉及一种适用于W型火焰锅炉的微油点火系统及其方法。

背景技术

我国煤炭资源总量丰富，据统计，全国预测煤炭储量为2.6万亿吨，其中无烟煤占全国保有煤储量的12%，且分布广泛，全国大约有20多个省份都不同程度地拥有无烟煤资源。无烟煤通常具有煤化程度高、挥发分含量低和灰分含量高的特点，而高的煤化程度也使其岩相结构紧密而稳定，孔隙率小，反应性低，因而在实际燃用过程中，无烟煤往往存在着火难、稳定燃烧难和燃尽难的问题，需要的着火温度和燃尽温度较高、燃尽时间长。在20世纪90年代之前，国内电站锅炉燃烧无烟煤主要选用直流燃烧器四角切圆燃烧方式，并在如何强化无烟煤着火稳燃方面做了多方面的研究，如预燃室、可调煤粉浓度燃烧器、火焰稳定船式直流煤粉燃烧器、钝体燃烧器、夹心风燃烧器、大速差同向射流燃烧器、百叶窗浓淡燃烧器、PAX燃烧器、花瓣燃烧器及敷设卫燃带等。这些燃烧方式或新型燃烧器的应用在改善无烟煤燃烧性能上均取得了一定进展，但是在锅炉实际运行过程中，仍存在锅炉熄火、飞灰可燃物高、炉膛结渣、换热面爆管等问题。

针对无烟煤这类难着火稳燃的劣质煤，英、美等国发展了一种专门适宜于燃烧低挥发分煤种的W形火焰煤粉锅炉，我国也相应在20世纪80年代末开始从国外引进这一类型的锅炉。从设计理念上看，W型火焰锅炉内独特的下射式燃烧方式有利于延长煤粉颗粒在炉内停留时间而获得较好燃尽率，燃烧区域四周敷设大量卫燃带和拱下形成高温烟气回流有助于无烟煤煤粉气流的着火和稳燃，而炉内二次风的分级送入也有利于降低NO_X的排放。由于W型火焰锅炉具有这些特有的结构和燃烧组织形式，因而被认为是燃用无烟煤这类低挥发分煤种的较理想炉型。据不完全统计，目前我国已投运和在建的W型火焰锅炉数量已达130台左右，占世界W型火焰锅炉保有量的80%以上，总装机容量超过41000MW。

由于W型火焰锅炉燃用的煤种基本为无烟煤，而无烟煤的着火和稳燃性能差，使得W型锅炉新建机组调试、锅炉机组启动以及低负荷稳燃耗油量普遍偏大。据相关资料统计，一台600MW机组的W型火焰锅炉一次冷态点火需消耗200-300吨燃料油。因此如何降低W型火焰锅炉的启动和低负荷稳燃耗油量，成为提高电厂经济效益的有效途径。国内多家采用W型火焰技术的电厂对如何降低燃油消耗进行了摸索和探讨，如降低锅炉冷态启动时间、改用挥发分高的燃煤作为启动用煤、降低磨煤机启停助燃用油以及采用微油点火技术等方面。

这些技术普遍存在节油率并不高、操作复杂、制粉系统故障及炉膛灭火等问题，比如采用烟煤等挥发分较高的煤种作为锅炉的启动用煤，由于未对制粉系统进行改进，仍采用磨制无烟煤的制粉系统，导致该系统在偏离设计工况下运行，容易引起制粉系统故障，严重时更会导致系统爆炸。另外，一些电厂采用了常规的微油点火技术，但是该技术一般应用于点燃挥发分较高的煤种，而直接用于点燃挥发分较低的无烟煤，会存在无烟煤难以迅速着火及稳定燃烧的缺点，从而导致锅炉熄火或者仍需投入大量油枪用于点火稳燃。

针对以上问题，本发明在原有微油点火技术的基础上，研发了适用于W型火焰锅炉的微油点火技术。该技术提出了采用烟煤作为代油煤种，用微量的油点燃挥发分较高的烟煤，从而提高微油点火技术的可靠性，节油率可达90%以上。该技术的基础是采用外购烟煤煤粉或者是现场自制烟煤煤粉作为点火用煤，不对原有无烟煤制粉系统进行改动，确保了制粉系统的安全性和可靠性。

发明内容

针对以上存在的问题，本发明的目的在于提供一种集煤粉制备、储存、输送、燃烧于一体化的适用于W型火焰锅炉的微油点火系统及其方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

适用于W型火焰锅炉的微油点火系统包括煤粉制备系统、煤粉储存系统、煤粉输送系统、锅炉本体、微油点火煤粉燃烧器、原燃烧器、煤粉分配器，煤粉制备系统包括送风机和磨煤机，煤粉储存系统包括袋式收尘器和煤粉仓，煤粉输送系统包括中间粉仓、电动阀门、输粉绞龙、落料管、罗茨风机、风粉混合器、输粉绞龙电机、一次风送风管,送风机、磨煤机、袋式收尘器、煤粉仓、煤粉输送系统、煤粉分配器、微油点火煤粉燃烧器、锅炉本体顺次相连，微油点火煤粉燃烧器、原燃烧器安装在锅炉本体的前后拱上，

所述的中间粉仓与输粉绞龙通过管道连通，管道上安装有电动阀门；输粉绞龙的一端与输粉绞龙电机连接，输粉绞龙的出料口通过落料管与风粉混合器的中部连通，风粉混合器的一端通过送风管道与罗茨风机连接，风粉混合器的另一端与一次风送风管连接。

所述的风粉混合器呈文丘里管状。

所述的微油点火煤粉燃烧器的一次风口通过煤粉分配器与煤粉输送系统的一次风送风管连接；所述微油点火煤粉燃烧器的油枪进口和助燃风进口分别与电厂的油管路和一次风管相连接。

适用于W型火焰锅炉的微油点火系统的微油点火方法是：从原煤场通过输送皮带将原煤送至磨煤机磨制，磨制后的煤粉通过送风机输送至袋式收尘器，袋式收尘器将煤粉过滤后通过下落管落入煤粉仓，乏气则通过烟囱排入大气，当煤粉投入燃烧时，打开电动阀门，同时启动输粉绞龙电机，中间粉仓中的煤粉连续旋转输送至输粉绞龙的末端，并落入落料管中，煤粉由于自重下落至风粉混合器，罗茨风机产生的高压风与煤粉在风粉混合器处混合，混合好后的风粉气流通过一次风送风管进入煤粉分配器，煤粉分配器将煤粉气流均分后分别通入相应的微油点火煤粉燃烧器，进入微油点火煤粉燃烧器的煤粉气流受到高温油火焰的冲击加热，挥发份快速析出，并被迅速引燃。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

1．对于W型火焰锅炉启动点火燃油耗油量大的问题，本发明采用微油点火技术，用微量的油点燃大量的煤粉，从而实现“以煤代油”，点火节油率可达90%以上，并且具有低负荷稳燃功能；

2．相对于现有技术，本发明单独设置有煤粉制备、储存和输送系统，独立于电厂原有的制粉系统，未对原有的制粉系统进行改动，从而确保了原有制粉系统的安全性和可靠性。

3.由于多数现有技术在原有制粉系统上磨制启动用煤，因此由于原有制粉系统的局限性只能磨制低挥发份的煤种，从而导致整套系统的节油率不高。本发明由于采用了独立的煤粉制备、储存和输送系统，因而可以磨制高挥发份的烟煤作为点火用煤，从而可以显著提高整套系统的节油率。

  4.本发明系统简单，整个过程可实现自动控制，且投资少，运行成本低，具有一定的市场竞争力。

附图说明

图1是适用于W型火焰锅炉的微油点火系统结构示意图；

图2是本发明煤粉输送系统的结构示意图；

图中，煤粉制备系统1、煤粉储存系统2、煤粉输送系统3、锅炉本体4、微油点火煤粉燃烧器5、原燃烧器6、送风机7、磨煤机8、袋式收尘器9、煤粉仓10、煤粉分配器11、中间粉仓31、电动阀门32、输粉绞龙33、落料管34、罗茨风机35、风粉混合器36、输粉绞龙电机37、一次风送风管38。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步的说明。

如图1和图2所示，适用于W型火焰锅炉的微油点火系统包括煤粉制备系统1、煤粉储存系统2、煤粉输送系统3、锅炉本体4、微油点火煤粉燃烧器5、原燃烧器6、煤粉分配器11，煤粉制备系统1包括送风机7和磨煤机8，煤粉储存系统2包括袋式收尘器9和煤粉仓10，煤粉输送系统3包括中间粉仓31、电动阀门32、输粉绞龙33、落料管34、罗茨风机35、风粉混合器36、输粉绞龙电机37、一次风送风管38,送风机7、磨煤机8、袋式收尘器9、煤粉仓10、煤粉输送系统3、煤粉分配器11、微油点火煤粉燃烧器5、锅炉本体4顺次相连，微油点火煤粉燃烧器5、原燃烧器6安装在锅炉本体4的前后拱上，所述的中间粉仓31与输粉绞龙33通过管道连通，管道上安装有电动阀门32；输粉绞龙33的一端与输粉绞龙电机37连接，输粉绞龙33的出料口通过落料管34与风粉混合器36的中部连通，风粉混合器36的一端通过送风管道与罗茨风机35连接，风粉混合器36的另一端与一次风送风管38连接。本发明不对W型锅炉原燃烧器6进行改造，而是在部分油燃烧器位置安装微油点火煤粉燃烧器。本发明煤粉制备系统1制备的煤粉进入煤粉储存系统2储存，后经过煤粉输送系统3送入微油点火煤粉燃烧器5燃烧。

本发明的微油点火煤粉燃烧器5安装在锅炉本体4前后拱上的油燃烧器位置，本发明的磨煤机具有体积小、效率高、易操作的优点，可将入厂的煤块磨成较细的颗粒送入煤粉储存系统。本发明的收尘器采用广泛用于水泥行业煤粉制备系统的袋式收尘器，该收尘器具有分离效率高、清灰控制灵活、阻力小、安全可靠等优点。煤粉仓10采用现在已经成熟的煤粉储粉仓技术，该技术采用了防爆阀、流化风、N₂惰性气体保护、温度和CO监测等措施，能保证煤粉仓的安全可靠运行。

所述的风粉混合器36呈文丘里管状。

所述的微油点火煤粉燃烧器5的一次风口通过煤粉分配器11与煤粉输送系统3的一次风送风管38连接；所述微油点火煤粉燃烧器5的油枪进口和助燃风进口分别与电厂的油管路和一次风管相连接。

本发明的风粉混合器采用了文丘里管形状，能保证供料均匀，且不会发生堵塞。本发明的送粉风机采用高压罗茨风机，它可以满足煤粉的远距离输送，从而可以为煤粉仓的布置位置提供更大的灵活性。

本发明的微油点火煤粉燃烧器5采用《贫煤微油冷态点火和超低负荷稳燃燃烧器》（专利号：ZL200510049732.0）所述的燃烧器，该燃烧器的一次风口通过煤粉分配器11与煤粉输送系统3的一次风送风管37连接。微油点火煤粉燃烧器的油枪进口和助燃风进口分别与电厂的油管路和一次风管相连接。该微油点火煤粉燃烧器为3级放大引燃方式，当煤粉被流线型浓淡分离装置浓缩后，浓相煤粉通过1级燃烧室，煤粉受到高温油火焰的冲击加热，挥发分快速析出，并被迅速引燃。第1级引燃的煤粉再引燃第2级和第3级煤粉，达到在冷炉状态下，用微油点燃煤粉的目的。该微油点火煤粉燃烧器还采用了独特的气膜冷却风设计，该冷却风引自原有的二次风箱，无需增加新的管道。气膜冷却风与燃烧器壁面平行吹扫，能对壁面均匀冷却，另外对一次风管的动力场影响极小，并且兼有防磨损作用。

适用于W型火焰锅炉的微油点火系统的微油点火方法是：从原煤场通过输送皮带将原煤送至磨煤机8磨制，磨制后的煤粉通过送风机7输送至袋式收尘器9，袋式收尘器9将煤粉过滤后通过下落管落入煤粉仓10，乏气则通过烟囱排入大气，在煤粉投入燃烧前，需将煤粉仓储够足够的煤粉，当煤粉仓煤粉足够一次锅炉点火启动用煤时，停止磨煤。可以根据一次点火启动用煤量，设置多个煤粉仓，当煤粉投入燃烧时，打开电动阀门32，同时启动输粉绞龙电机37，中间粉仓31中的煤粉连续旋转输送至输粉绞龙33的末端，并落入落料管34中，煤粉由于自重下落至风粉混合器36，罗茨风机35产生的高压风与煤粉在风粉混合器36处混合，混合好后的风粉气流通过一次风送风管38进入煤粉分配器11，煤粉分配器11将煤粉气流均分后分别通入相应的微油点火煤粉燃烧器5，进入微油点火煤粉燃烧器5的煤粉气流受到高温油火焰的冲击加热，挥发份快速析出，并被迅速引燃，第1级引燃的煤粉再引燃第2级和第3级煤粉，从而达到在冷炉状态下，用微油点燃煤粉的目的。

Claims (4)

1.一种适用于W型火焰锅炉的微油点火系统，其特征在于包括煤粉制备系统（1）、煤粉储存系统（2）、煤粉输送系统（3）、锅炉本体（4）、微油点火煤粉燃烧器（5）、原燃烧器（6）、煤粉分配器（11），煤粉制备系统(1)包括送风机（7）和磨煤机（8），煤粉储存系统（2）包括袋式收尘器（9）和煤粉仓（10），煤粉输送系统（3）包括中间粉仓(31)、电动阀门（32）、输粉绞龙(33)、落料管(34)、罗茨风机(35)、风粉混合器（36）、输粉绞龙电机（37）、一次风送风管（38），送风机（7）、磨煤机（8）、袋式收尘器（9）、煤粉仓（10）、煤粉输送系统（3）、煤粉分配器（11）、微油点火煤粉燃烧器（5）、锅炉本体（4）顺次相连，微油点火煤粉燃烧器（5）、原燃烧器（6）安装在锅炉本体（4）的前后拱上，所述的中间粉仓（31）与输粉绞龙（33）通过管道连通，管道上安装有电动阀门（32）；输粉绞龙（33）的一端与输粉绞龙电机（37）连接，输粉绞龙（33）的出料口通过落料管（34）与风粉混合器（36）的中部连通，风粉混合器（36）的一端通过送风管道与罗茨风机（35）连接，风粉混合器（36）的另一端与一次风送风管（38）连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于W型火焰锅炉的微油点火系统，其特征在于所述的风粉混合器（36）呈文丘里管状。

3.根据权利要求1所述的一种适用于W型火焰锅炉的微油点火系统，其特征在于：所述的微油点火煤粉燃烧器（5）的一次风口通过煤粉分配器（11）与煤粉输送系统（3）的一次风送风管（38）连接；所述微油点火煤粉燃烧器（5）的油枪进口和助燃风进口分别与电厂的油管路和一次风管相连接。

4.一种使用如权利要求1所述微油点火系统的微油点火方法，其特征在于它的步骤如下：从原煤场通过输送皮带将原煤送至磨煤机（8）磨制，磨制后的煤粉通过送风机（7）输送至袋式收尘器（9），袋式收尘器（9）将煤粉过滤后通过下落管落入煤粉仓（10），乏气则通过烟囱排入大气，当煤粉投入燃烧时，打开电动阀门（32），同时启动输粉绞龙电机（37），中间粉仓（31）中的煤粉连续旋转输送至输粉绞龙（33）的末端，并落入落料管（34）中，煤粉由于自重下落至风粉混合器（36），罗茨风机（35）产生的高压风与煤粉在风粉混合器（36）处混合，混合好后的风粉气流通过一次风送风管（38）进入煤粉分配器（11），煤粉分配器（11）将煤粉气流均分后分别通入相应的微油点火煤粉燃烧器（5），进入微油点火煤粉燃烧器（5）的煤粉气流受到高温油火焰的冲击加热，挥发份快速析出，并被迅速引燃。

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