CN111396867A - 燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法 - Google Patents
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Abstract
燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法。目前在役机组存在锅炉低负荷不投油稳燃能力欠佳、锅炉高负荷运行时炉膛严重结渣、水冷壁严重高温腐蚀的问题，直接影响火电机组深度调峰能力。本发明的组成包括：安装在锅炉炉膛的四角上的主燃烧器，主燃烧器中心轴线与炉膛的水冷壁形成夹角α，主燃烧器包含多组间隔布置的二次风喷嘴和一次风喷嘴。本发明用于燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法。
Description
技术领域：
本发明涉及一种燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法。
背景技术：
近年来，随着中国电力能源供给侧结构的调整，电网中接入的风电等可再生能源的比例越来越高。但随着电网峰谷差日益增大，而风电等新能源出力又具有不确定性及反调峰等特点，源荷双重压力导致电力系统的调峰负担大大增加。由于目前电力系统的电源结构仍以火电为主，如能深入挖掘火电机组的灵活运行能力，将能较大程度地提升电力系统的调节空间。火电灵活性改造具体涉及深度调峰、机组快速启停、机组爬坡速率等技术方面，而实践证明，深度调峰是当前促进新能源消纳最有效的方法之一。然而由于电厂机组燃煤多为低品位劣质煤，且变化频繁，导致目前在役机组存在锅炉低负荷不投油稳燃能力欠佳、锅炉高负荷运行时炉膛严重结渣、水冷壁严重高温腐蚀的问题，直接影响火电机组深度调峰能力。
发明内容：
本发明的目的是解决目前锅炉高负荷运行时炉膛严重结渣、水冷壁严重高温腐蚀的问题，提供一种可以提高锅炉燃烧器低负荷稳燃能力及锅炉高负荷运行时的防结渣、防高温腐蚀能力的燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法，该燃烧切圆直径可调的锅炉包括安装在锅炉炉膛的四角上的主燃烧器，主燃烧器中心轴线与炉膛的水冷壁形成夹角α，主燃烧器包含多组间隔布置的二次风喷嘴和一次风喷嘴；
所述的燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法包括如下步骤：
（1）当为锅炉低负荷运行阶段时；
通过调节投运层，为A层一次风喷嘴和B层一次风喷嘴水平摆动角度，将其旋向设置为与燃烧器中心轴线偏转角度δ，其中β≤δ≤2β，β=45°-α，在炉内形成较大的燃烧切圆，浓相煤粉气流进入炉膛后迅速与上游火焰混合被快速加热至着火温度，同时淡相一次风及二次风及时混入提供煤粉后期燃烧所需氧气；
（2）当为锅炉高负荷运行阶段时；
A层一次风喷嘴，其旋向与燃烧器中心轴线平行，喷出的A层一次风气流方向与燃烧器中心轴线平行；
B层、C层、D层、E层一次风喷嘴的旋向设置为与燃烧器中心轴线偏转角度δ 1， 其中β≤δ≤2β，β=45°-α，从B层、C层、D层、E层一次风喷嘴喷出的煤粉气流在炉内形成对冲气流，形成二次风包裹淡一次风，淡一次风包裹浓一次风，防止该区域的炉膛水冷壁结渣及发生高温腐蚀；
F层一次风喷嘴的旋向设置为与燃烧器中心轴线偏转角度δ 2， 其中β≤δ 2 ≤2β，β=45°-α，从F层一次风喷嘴喷出的气流在炉内形成切圆直径较大的反向切圆，F层一次风的浓相煤粉直接打入炉膛燃烧火焰中心，形成二次风包裹淡一次风，淡一次风包裹浓一次风的结构。
所述的燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法，所述的一次风喷嘴通过摆动连杆机构可做左右摆动，摆动角度为β≤δ≤2β，其中β=45°-α。
所述的燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法，二次风喷嘴的旋向与燃烧器中心轴线平行，喷出的气流与燃烧器中心轴线平行。
所述的燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法，所述的一次风喷嘴选用水平浓淡喷嘴。
所述的燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法，所述的锅炉低负荷运行阶段为机组启动阶段或者深度调峰阶段。
有益效果：
1.本发明以提高锅炉燃烧器低负荷稳燃能力及锅炉高负荷运行时的防结渣、防高温腐蚀能力。
本发明的锅炉低负荷运行阶段，通过调节投运层一次风喷嘴水平摆动角度，在炉内形成较大的燃烧切圆，浓相煤粉气流进入炉膛后迅速与上游火焰混合被快速加热至着火温度，同时淡相一次风及二次风及时混入提供煤粉后期燃烧所需氧气，保证了火焰的稳定性，提高了锅炉低负荷不投油稳燃能力。
本发明的锅炉高负荷运行阶段，通过调节一次风喷嘴水平摆角，在炉内形成较小的燃烧切圆，下组一次风喷嘴旋向与燃烧器中心轴线平行，喷出的一次风气流方向与燃烧器中心轴线平行，有利于二次风气流拖住该层煤粉防止煤粉落入底部灰斗，有效降低底渣含碳量，调整中组一次喷嘴水平摆角，中组一次风喷嘴喷出的煤粉气流在炉内形成对冲气流或者反向切圆，形成二次风包裹淡一次风，淡一次风包裹浓一次风，防止该区域的炉膛水冷壁结渣及发生高温腐蚀，调整上组燃烧器的一次风喷嘴摆角，从一次风喷嘴喷出的气流在炉内形成切圆直径较大的反向切圆，浓相煤粉直接打入炉膛燃烧火焰中心，即提高了煤粉燃尽率，又降低了煤粉刷墙概率，同样形成的二次风包裹淡一次风，淡一次风包裹浓一次风的结构，可保证在锅炉炉膛中易发生结渣及高温腐蚀区域的水冷壁附近形成氧化性气氛，大幅度降低该区域炉膛结渣及发生高温腐蚀的可能性。
附图说明：
附图1是本发明燃烧器结构示意图；
附图2是本发明锅炉低负荷运行时主燃烧区燃烧器射流示意图；
附图3是本发明锅炉高负荷运行时主燃烧区燃烧器射流示意图；
具体实施方式：
实施例1：
一种燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法，该燃烧切圆直径可调的锅炉包括安装在锅炉炉膛的四角上的主燃烧器，主燃烧器中心轴线与炉膛的水冷壁形成夹角α，主燃烧器包含多组间隔布置的二次风喷嘴和一次风喷嘴；
所述的燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法包括如下步骤：
（1）当为锅炉低负荷运行阶段时；
通过调节投运层，为A层一次风喷嘴和B层一次风喷嘴水平摆动角度，将其旋向设置为与燃烧器中心轴线偏转角度δ，其中β≤δ≤2β，β=45°-α，在炉内形成较大的燃烧切圆，浓相煤粉气流进入炉膛后迅速与上游火焰混合被快速加热至着火温度，同时淡相一次风及二次风及时混入提供煤粉后期燃烧所需氧气，保证了火焰的稳定性，提高了锅炉低负荷不投油稳燃能力；
（2）当为锅炉高负荷运行阶段时；
A层一次风喷嘴，其旋向与燃烧器中心轴线平行，喷出的A层一次风气流方向与燃烧器中心轴线平行，有利于底层二次风气流拖住A层煤粉防止煤粉落入底部灰斗，有效降低底渣含碳量；
B层、C层、D层、E层一次风喷嘴的旋向设置为与燃烧器中心轴线偏转角度δ 1， 其中β≤δ≤2β，β=45°-α，从B层、C层、D层、E层一次风喷嘴喷出的煤粉气流在炉内形成对冲气流，形成二次风包裹淡一次风，淡一次风包裹浓一次风，防止该区域的炉膛水冷壁结渣及发生高温腐蚀；
F层一次风喷嘴的旋向设置为与燃烧器中心轴线偏转角度δ 2， 其中β≤δ 2 ≤2β，β=45°-α，从F层一次风喷嘴喷出的气流在炉内形成切圆直径较大的反向切圆，F层一次风的浓相煤粉直接打入炉膛燃烧火焰中心，即提高了煤粉燃尽率，又降低了煤粉刷墙概率，同样形成的二次风包裹淡一次风，淡一次风包裹浓一次风的结构，可保证在锅炉炉膛中易发生结渣及高温腐蚀区域的水冷壁附近形成氧化性气氛，大幅度降低该区域炉膛结渣及发生高温腐蚀的可能性。
实施例2：
根据实施例1所述的燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法，所述的一次风喷嘴通过摆动连杆机构可做左右摆动，摆动角度为β≤δ≤2β，其中β=45°-α。
实施例3：
根据实施例2所述的燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法，二次风喷嘴的旋向与燃烧器中心轴线平行，喷出的气流与燃烧器中心轴线平行。
实施例4：
根据实施例3所述的燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法，所述的一次风喷嘴选用水平浓淡喷嘴，水平浓淡煤浓缩器将一次风煤粉气流分成水平方向上浓度相差很大的两股煤粉气流，浓相煤粉气流射向炉膛向火侧，淡相煤粉气流射向炉膛背火侧，实现水平方向一次风的分级，有利于建立煤粉早期着火，使火焰稳定在喷嘴出口的一段距离内，使挥发分在富燃料的气氛下迅速着火，保持火焰稳定。
实施例5：
根据实施例4所述的燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法，所述的锅炉低负荷运行阶段为机组启动阶段或者深度调峰阶段。
Claims (5)
1.一种燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法，其特征是：该燃烧切圆直径可调的锅炉包括安装在锅炉炉膛的四角上的主燃烧器，主燃烧器中心轴线与炉膛的水冷壁形成夹角α，主燃烧器包含多组间隔布置的二次风喷嘴和一次风喷嘴；
所述的燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法包括如下步骤：
（1）当为锅炉低负荷运行阶段时；
通过调节投运层，为A层一次风喷嘴和B层一次风喷嘴水平摆动角度，将其旋向设置为与燃烧器中心轴线偏转角度δ，其中β≤δ≤2β，β=45°-α，在炉内形成较大的燃烧切圆，浓相煤粉气流进入炉膛后迅速与上游火焰混合被快速加热至着火温度，同时淡相一次风及二次风及时混入提供煤粉后期燃烧所需氧气；
（2）当为锅炉高负荷运行阶段时；
A层一次风喷嘴，其旋向与燃烧器中心轴线平行，喷出的A层一次风气流方向与燃烧器中心轴线平行；
B层、C层、D层、E层一次风喷嘴的旋向设置为与燃烧器中心轴线偏转角度δ 1， 其中β≤δ≤2β，β=45°-α，从B层、C层、D层、E层一次风喷嘴喷出的煤粉气流在炉内形成对冲气流，形成二次风包裹淡一次风，淡一次风包裹浓一次风，防止该区域的炉膛水冷壁结渣及发生高温腐蚀；
F层一次风喷嘴的旋向设置为与燃烧器中心轴线偏转角度δ 2， 其中β≤δ 2 ≤2β，β=45°-α，从F层一次风喷嘴喷出的气流在炉内形成切圆直径较大的反向切圆，F层一次风的浓相煤粉直接打入炉膛燃烧火焰中心，形成二次风包裹淡一次风，淡一次风包裹浓一次风的结构。
2.根据权利要求1所述的燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法，其特征是：所述的一次风喷嘴通过摆动连杆机构可做左右摆动，摆动角度为β≤δ≤2β，其中β=45°-α。
3.根据权利要求2所述的燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法，其特征是：二次风喷嘴的旋向与燃烧器中心轴线平行，喷出的气流与燃烧器中心轴线平行。
4.根据权利要求3所述的燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法，其特征是：所述的一次风喷嘴选用水平浓淡喷嘴。
5.根据权利要求4所述的燃烧切圆直径可调的锅炉煤粉燃烧方法，其特征是：所述的锅炉低负荷运行阶段为机组启动阶段或者深度调峰阶段。
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