CN106287679A - 一种煤粉锅炉高温烟气循环控制方法 - Google Patents

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金玉花
包国举
李顺昶
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GANSU HONGFA ELECTRIC POWER ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Lanzhou University of Technology
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2202/00—Fluegas recirculation
    • F23C2202/30—Premixing fluegas with combustion air

Abstract

本发明提供了一种煤粉锅炉高温烟气循环控制方法，主要用于纯烧新疆准东煤的煤粉锅炉综合燃烧的控制。本发明在煤粉锅炉烟道上引出高温烟气到高温风机，由高温风机增压后鼓入煤粉锅炉的高温烟气母管，再使高温烟气与制粉系统原有热风混合，然后通入制粉系统的磨煤机制粉，制粉后的一次风进入煤粉锅炉的燃烧装置组织并参与炉内燃烧。本发明在不改变锅炉设备主体结构的基础上，通过外置控制高温烟气循环，有效提升磨煤机制粉系统干燥出力、提高磨出口一次风温，有利于煤粉气流的及时着火，降低炉膛火焰中心高度，确保锅炉在纯烧准东煤的条件下安全、环保、经济运行。

Description

一种煤粉锅炉高温烟气循环控制方法
技术领域
本发明属于电站锅炉洁净煤燃烧技术领域，涉及一种煤粉锅炉高温烟气循环控制方法，主要用于纯烧新疆准东煤的煤粉锅炉综合燃烧的控制。
背景技术
准东煤田是近年在新疆探明的特大型煤田，其储量达3900亿吨，成为西北地区燃煤电厂缓解煤炭采购压力的主要掺烧煤种。但准东煤具有两低四高的特点，即低灰、低硫、高水份、高挥发份、高灰融点、高位发热量高；由于准东煤的水分较大，严重影响了制粉系统的干燥出力，为此运行中使得磨通风量远远超出设计值，煤粉细度保证不了。同时磨煤机出口温度只能维持在55℃左右，磨出口温度过低导致一次风进入炉膛后着火推迟，炉内火焰中心上移，炉膛出口温度升高、减温水量增大等一系列不利锅炉稳定运行工况的问题出现。
另外，准东煤碱金属含量高，沾污性强，许多火力发电厂在掺烧过程中由于对准东煤的煤质特性缺乏足够的认识，出现炉内燃烧器区结渣严重和高温过热器、高温再热器等受热面积灰沾污、烟温升高、受热面堵塞腐蚀爆管以及氮氧化物排放超标等问题，直接影响到机组接带负荷的能力。如果掺烧不当或掺烧比例过高都会对锅炉的安全稳定运行带来很大威胁。对于现役机组纯烧新疆准东煤的技术一直是难以解决的一项研究课题。
目前国内许多相关科研单位也相继投入大量精力来研究大比例掺烧准东煤的技术，虽取得了一定成果，但仅仅是从燃烧调整技术与改变锅炉主体的几何尺寸方面进行了尝试，很难达到纯烧准东煤的理想效果。国外由于受地域差别，也没有相类似特性的煤质和燃烧技术经验可供借鉴。
发明内容
本发明的目的是针对目前电站锅炉的现状，提供一种煤粉锅炉高温烟气循环控制方法，以期在在不改变锅炉设备主体几何参数下，通过高温烟气的再循环来增加煤粉锅炉辅机制粉能力，降低磨煤机通风量，控制合理煤粉细度及一次风温来实现煤粉锅炉对纯烧准东煤的适应性，保证锅炉纯烧准东煤的安全性和机组运行的经济性。
本发明种煤粉锅炉高温烟气循环控制方法，是在煤粉锅炉烟道上引出高温烟气并引入高温风机，由高温风机增压后鼓入煤粉锅炉的高温烟气母管，再使高温烟气与制粉系统原有热风混合，然后通入制粉系统的磨煤机制粉，制粉后的一次风进入煤粉锅炉的燃烧装置组织并参与炉内燃烧。
煤粉锅炉烟道上引出高温烟气的温度在580～600℃；引出高温烟气量的大小根据所燃用煤质特性确定。
高温风机除了能够承受580～600℃的高温外，其提供的风量和风压还要能够满足磨煤机运行所需的参数要求。通过调节高温风机开度来提供磨煤机所需的风量及风压。
控制高温烟气与制粉系统原有热风混合后的风温为380～420℃；混合后热风风温的控制由设置在高温烟气母管与热风管路上的调节挡板进行调节。
为了提高了制粉系统干燥能力，也有效的降低了磨通风量，控制制粉后煤粉细度R90在20～22%，一次风风温达到75～85℃。
由于高温烟气含尘量在30g/m3左右，高尘进入高温风机会对风机叶轮及蜗壳造成较为严重的磨损。为确保后期设备安全，需将高温烟气经过两级高效旋风除尘器，将90%左右大颗粒的灰尘除掉，然后引入高温风机。
本发明相对现有技术具有以下优点：
1、本发明在不改变锅炉设备主体结构的基础上，通过外置控制高温烟气循环，可有效提升磨煤机制粉系统干燥出力、提高磨出口一次风温、降低一次风率，从而有利于煤粉气流的及时着火，降低炉膛火焰中心、炉内空气动力场与温度场工况趋于合理，使炉内燃烧组织得到有效保证，解决了困扰煤粉锅炉纯烧新疆准东煤的难题，确保锅炉纯烧准东煤的安全性和机组运行的经济性；
2、本发明对于煤种适应性强，最大限度地拓宽锅炉燃料渠道，降低动力煤采购成本。实验表明，本发明控制方法适应于可燃基挥发分Vdaf:10～50%、灰分Aad：5～40%、水分Mt,ar：10%以上、发热量Qar：15～15MJ/kg范围内变化的煤种。
3、发明在现有机组容量为200～350MW电站锅炉外形保持不变的条件下，通过简单地改造施工便可实现，投资成本低、实际收益率高；
4、本发明在实施过程中不会牵涉到锅炉主设备，并可与锅炉原系统并列运行。当煤质发生变化时，在不需要高温烟气的情况下，可以停用本系统，对原有系统不产生任何影响。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面以300MW机组，燃用新疆准东煤、中速磨为例，通过具体实施例，并结合附图对本发明煤粉锅炉高温烟气循环控制方法作进一步详细说明。
在锅炉烟道合理位置上引出580～600℃高温烟气，根据所燃用煤种特性选取合理通流截面作为热烟气再循环管线。高温烟气经两级高效旋风除尘器除掉大颗粒的灰尘后引入高温风机，高温风机的风压、风量可通过风机叶片开度可调。高温烟气经高温风机增压后鼓入到过路的高温烟气母管，然后该高温烟气母管与制粉系统原有热风混合（形成混合风道内安装有高温烟气调节挡板），使混合后的风温达到400℃左右。然后引入磨煤机（引入磨煤机的混合风风量的大小由混合风道上调节挡板来调节）。由于混合风温的提高，有效增加了磨煤机的干燥能力，降低了磨磨煤机的通风量，使得煤粉细度R90控制到20%左右，制粉后的一次风温也达到80℃左右。由于一次风中携带煤粉细度的降低与风温的提高，保证了煤粉气流的稳定及时着火，而且还能够有效降低一次风的含氧量，火焰燃烧温度不会很高，有利于防止燃烧器区域的结焦，确保了锅炉纯烧准东煤的安全性和机组运行的经济性。
高温烟气的引入，对原来的系统并不造成影响，当燃用其它低水分煤种时，停止高温风机，关闭系统各关断门和调节门即可。

Claims (6)

1.一种煤粉锅炉高温烟气循环控制方法，是在煤粉锅炉烟道上引出高温烟气到高温风机，由高温风机增压后鼓入煤粉锅炉的高温烟气母管，再使高温烟气与制粉系统原有热风混合，然后通入制粉系统的磨煤机制粉，制粉后的一次风进入煤粉锅炉的燃烧装置组织并参与炉内燃烧。
2.如权利要求1所述煤粉锅炉高温烟气循环控制方法，其特征在于：煤粉锅炉烟道上引出高温烟气的温度在580～600℃。
3.如权利要求1所述煤粉锅炉高温烟气循环控制方法，其特征在于：控制高温烟气与制粉系统原有热风混合后的风温为380～420℃。
4.如权利要求1所述煤粉锅炉高温烟气循环控制方法，其特征在于：控制制粉后的一次风的风温达到75～85℃。
5.如权利要求1所述煤粉锅炉高温烟气循环控制方法，其特征在于：制粉后煤粉细度R90控制在20～22%。
6.如权利要求1所述煤粉锅炉高温烟气循环控制方法，其特征在于：将煤粉锅炉烟道上引出得高温烟气经除尘器除去大颗粒灰尘后再引入高温风机。
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