CN112325285A - 一种保护燃烧器的系统和方法 - Google Patents

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党黎军
沈植
杨辉
张良平
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Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

一种保护燃烧器的系统和方法，一种保护燃烧器的系统，包括一次风管、中心风管和二次风道；一次风管、中心风管和二次风道末端均与燃烧器喷口相连；一次风管一侧设置有与一次风管相连通的一次风管冷却烟气旁路；中心风管一侧设置有与中心风管相连通的中心风管冷却烟气旁路；二次风道一侧设置有与二次风道相连通的二次风道冷却烟气旁路。由于用热烟气对燃烧器进行冷却，能保证充足的烟气量来有效冷却燃烧器，防止其烧损。进一步的，热烟气的含氧量很低，不会增加NOx生成量，避免了对脱硝系统产生不利影响。进一步的，采用热烟气冷却燃烧器，减少了热二次风的消耗，有助于提高二次风箱压力，保证运行层燃烧器的二次风刚性。

Description

一种保护燃烧器的系统和方法
技术领域
本发明属于火力发电领域，具体涉及一种保护燃烧器的系统和方法。
背景技术
大型火电机组的锅炉燃烧器系统通常设计为多运一备，即在设计条件下，机组满负荷运行时，有一层燃烧器处于备用状态。燃烧器备用时，其一次风挡板关闭，由二次风进行冷却。我国污染物排放指标日益严格，新建机组锅炉燃烧系统广泛采用低氮燃烧技术，已投产机组也都进行了相应改造。低氮燃烧技术为保证主燃烧器区域形成还原性气氛，降低NOx生成量，空气被分级送入炉膛，即热二次风被分为主燃烧器二次风和燃尽风。由于热二次风被分成两部分，主燃烧器二次风风压降低，燃烧器备用时二次风量减少，不足以冷却燃烧器。特别是在机组满负荷或高负荷运行时，炉内温度高，处于备用状态的燃烧器经常发生超温烧损和着火事件。
随着清洁能源的广泛应用，火电机组成为调峰机组，在机组调峰运行时，处于备用状态的燃烧器层增多，燃烧器冷却需求的风量相对增大。而受系统脱硝能力、NOx排放限值和系统漏风的影响，主燃烧器二次风箱压力反而进一步降低，甚至出现二次风箱为负压的状态，导致冷却风量严重不足，燃烧器烧损的问题进一步恶化。一些锅炉设计了燃烧器大气式冷却风，在停用燃烧器后，开启大气式冷却风门，依靠炉膛负压抽吸作用将大气中空气抽入燃烧器对其一次风喷口进行冷却保护，但未达到期望的冷却效果，抽吸的空气相当于锅炉漏风，不仅降低锅炉效率，而且导致脱硝系统的脱硝剂用量增加。
发明内容
为了解决以上问题，本发明目的是提出一种保护燃烧器的系统和方法，该方法能够解决燃烧器备用时冷却风量不足导致的烧损问题，不仅不增加锅炉漏风，而且能避免增加NOx生成量，对脱硝系统没有不利影响。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种保护燃烧器的系统，包括一次风管、中心风管和二次风道；一次风管、中心风管和二次风道末端均与燃烧器喷口相连；
一次风管一侧设置有与一次风管相连通的一次风管冷却烟气旁路；
中心风管一侧设置有与中心风管相连通的中心风管冷却烟气旁路；
二次风道一侧设置有与二次风道相连通的二次风道冷却烟气旁路。
本发明进一步的改进在于，一次风管冷却烟气旁路上设置有一次风管冷却烟气旁路门。
本发明进一步的改进在于，一次风管上设置有一次风管冷却烟气旁路门。
本发明进一步的改进在于，中心风管冷却烟气旁路上设置有中心风管冷却烟气旁路门。
本发明进一步的改进在于，中心风管入口处设置有中心风管入口空气隔离门，中心风管内设置有中心风管调节挡板。
本发明进一步的改进在于，二次风道的入口处设置有二次风道入口空气隔离门，二次风道内设置有内二次风道和外二次风道，内二次风道内设置有内二次风道调节挡板，外二次风道内设置有外二次风道调节挡板。
本发明进一步的改进在于，二次风道冷却烟气旁路入口处设置有二次风道冷却烟气旁路门，二次风道冷却烟气旁路内设置有内二次风道冷却烟气旁路和外二次风道冷却烟气旁路，内二次风道冷却烟气旁路内设置有内二次风道冷却烟气旁路调节挡板，外二次风道冷却烟气旁路内设置有外二次风道冷却烟气旁路调节挡板。
一种保护燃烧器的方法，燃烧器运行时，一次风入口空气隔离门打开，一次风管冷却烟气旁路门关闭，一次风携带煤粉进入燃烧器一次风喷口；中心风管入口空气隔离门打开，中心风管调节挡板保持一定开度，中心风管冷却烟气旁路门关闭，一部分热二次风进入中心风喷口；二次风道入口空气隔离门打开，内二次风道调节挡板和外二次风道调节挡板均保持一定开度，一部分热二次风分为内、外二次风进入内、外二次风喷口；
燃烧器停运时，一次风管入口空气隔离门关闭，一次风管冷却烟气旁路门打开，一部分热烟气进入一次风管，冷却一次风喷口；中心风管入口空气隔离门关闭，中心风管冷却烟气旁路门打开，一部分热烟气进入中心风管，冷却中心风喷口；二次风道入口空气隔离门关闭，二次风道冷却烟气旁路门打开，一部分热烟气进入二次风道，冷却内、外二次风喷口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中通过设置与一次风管相连通的一次风管冷却烟气旁路，与中心风管相连通的中心风管冷却烟气旁路以及与二次风道相连通的二次风道冷却烟气旁路。采用热烟气对燃烧器进行冷却，能保证充足的烟气量来有效冷却燃烧器，防止其烧损。热烟气的含氧量很低，不会增加NOx生成量，避免了对脱硝系统产生不利影响。采用热烟气冷却燃烧器，减少了热二次风的消耗，有助于提高二次风箱压力，保证运行层燃烧器的二次风刚性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中，1为一次风管、2为中心风管、3为二次风道、4为二次风道入口空气隔离门、5为内二次风道调节挡板、6为外二次风道调节挡板、7为二次风道冷却烟气旁路门、8为一次风管冷却烟气旁路门、9为中心风管入口空气隔离门、10为中心风管调节挡板、11为中心风管冷却烟气旁路门、12为一次风管冷却烟气旁路门、13为内二次风道冷却烟气旁路调节挡板、14为外二次风道冷却烟气旁路调节挡板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
参见图1，本发明的一种保护燃烧器的系统，包括一次风管1、中心风管2、二次风道3、二次风道入口空气隔离门4、内二次风道调节挡板5、外二次风道调节挡板6、二次风道冷却烟气旁路门7、一次风管冷却烟气旁路门8、中心风管入口空气隔离门9、中心风管调节挡板10、中心风管冷却烟气旁路门11以及一次风管冷却烟气旁路门12。具体的，二次风道3；一次风管1、中心风管2和二次风道3末端均与燃烧器喷口相连。一次风管1一侧设置有与一次风管1相连通的一次风管冷却烟气旁路，一次风管冷却烟气旁路上设置有一次风管冷却烟气旁路门12，一次风管1上设置有一次风管冷却烟气旁路门8；中心风管2一侧设置有与中心风管2相连通的中心风管冷却烟气旁路，中心风管冷却烟气旁路上设置有中心风管冷却烟气旁路门11，中心风管2入口处设置有中心风管入口空气隔离门9，中心风管2内设置有中心风管调节挡板10；二次风道3的入口处设置有二次风道入口空气隔离门4，二次风道3内设置有内二次风道和外二次风道，内二次风道内设置有内二次风道调节挡板5，外二次风道内设置有外二次风道调节挡板6，二次风道3一侧设置有与二次风道3相连通的二次风道冷却烟气旁路，二次风道冷却烟气旁路入口处设置有二次风道冷却烟气旁路门7，二次风道冷却烟气旁路内设置有内二次风道冷却烟气旁路和外二次风道冷却烟气旁路，内二次风道冷却烟气旁路内设置有内二次风道冷却烟气旁路调节挡板13，外二次风道冷却烟气旁路内设置有外二次风道冷却烟气旁路调节挡板14。
一种保护燃烧器的方法为：燃烧器运行时，一次风入口空气隔离门8打开，一次风管冷却烟气旁路门12关闭，一次风携带煤粉进入燃烧器一次风喷口。中心风管入口空气隔离门9打开，中心风管调节挡板10保持一定开度，中心风管冷却烟气旁路门11关闭，一部分热二次风由此进入中心风喷口，作为助燃风。二次风道入口空气隔离门4打开，内二次风道调节挡板5和外二次风道调节挡板6均保持一定开度，一部分热二次风分为内、外二次风由此进入内、外二次风喷口，作为助燃风。
燃烧器停运时，一次风管入口空气隔离门8关闭，一次风管冷却烟气旁路门12打开，一部分热烟气由此进入一次风管1，冷却一次风喷口。中心风管入口空气隔离门9关闭，中心风管冷却烟气旁路门11打开，一部分热烟气由此进入中心风管2，冷却中心风喷口。二次风道入口空气隔离门4关闭，二次风道冷却烟气旁路门7打开，一部分热烟气由此进入二次风道4，冷却内、外二次风喷口。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

Claims (8)

1.一种保护燃烧器的系统，其特征在于，包括一次风管(1)、中心风管(2)和二次风道(3)；一次风管(1)、中心风管(2)和二次风道(3)末端均与燃烧器喷口相连；
一次风管(1)一侧设置有与一次风管(1)相连通的一次风管冷却烟气旁路；
中心风管(2)一侧设置有与中心风管(2)相连通的中心风管冷却烟气旁路；
二次风道(3)一侧设置有与二次风道(3)相连通的二次风道冷却烟气旁路。
2.根据权利要求1所述的一种保护燃烧器的系统，其特征在于，一次风管冷却烟气旁路上设置有一次风管冷却烟气旁路门(12)。
3.根据权利要求1所述的一种保护燃烧器的系统，其特征在于，一次风管(1)上设置有一次风管冷却烟气旁路门(8)。
4.根据权利要求1所述的一种保护燃烧器的系统，其特征在于，中心风管冷却烟气旁路上设置有中心风管冷却烟气旁路门(11)。
5.根据权利要求1所述的一种保护燃烧器的系统，其特征在于，中心风管(2)入口处设置有中心风管入口空气隔离门(9)，中心风管(2)内设置有中心风管调节挡板(10)。
6.根据权利要求1所述的一种保护燃烧器的系统，其特征在于，二次风道(3)的入口处设置有二次风道入口空气隔离门(4)，二次风道(3)内设置有内二次风道和外二次风道，内二次风道内设置有内二次风道调节挡板(5)，外二次风道内设置有外二次风道调节挡板(6)。
7.根据权利要求1所述的一种保护燃烧器的系统，其特征在于，二次风道冷却烟气旁路入口处设置有二次风道冷却烟气旁路门(7)，二次风道冷却烟气旁路内设置有内二次风道冷却烟气旁路和外二次风道冷却烟气旁路，内二次风道冷却烟气旁路内设置有内二次风道冷却烟气旁路调节挡板(13)，外二次风道冷却烟气旁路内设置有外二次风道冷却烟气旁路调节挡板(14)。
8.一种保护燃烧器的方法，其特征在于，燃烧器运行时，一次风入口空气隔离门(8)打开，一次风管冷却烟气旁路门(12)关闭，一次风携带煤粉进入燃烧器一次风喷口；中心风管入口空气隔离门(9)打开，中心风管调节挡板(10)保持一定开度，中心风管冷却烟气旁路门(11)关闭，一部分热二次风进入中心风喷口；二次风道入口空气隔离门(4)打开，内二次风道调节挡板(5)和外二次风道调节挡板(6)均保持一定开度，一部分热二次风分为内、外二次风进入内、外二次风喷口；
燃烧器停运时，一次风管入口空气隔离门(8)关闭，一次风管冷却烟气旁路门(12)打开，一部分热烟气进入一次风管(1)，冷却一次风喷口；中心风管入口空气隔离门(9)关闭，中心风管冷却烟气旁路门(11)打开，一部分热烟气进入中心风管(2)，冷却中心风喷口；二次风道入口空气隔离门(4)关闭，二次风道冷却烟气旁路门(7)打开，一部分热烟气进入二次风道(4)，冷却内、外二次风喷口。
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