[發明專利]單火球八角直流燃燒器煤粉濃淡分離布置結構

有效

• 申請號: 201110358273.X
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102563634A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 陳飛;張建文;肖琨;李江濤
• 申請（專利權）人: 上海鍋爐廠有限公司
• 主分類號: F23D1/00
• 分類號: F23D1/00
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張妍;張靜潔

技術領域

本發明涉及一種屬于煤粉燃燒裝置的技術，具體涉及一種燃用無煙煤的單火球八角直流燃燒器煤粉濃淡分離布置結構。

背景技術

中國已探明的煤炭儲量約為6400億噸，其中低揮發份無煙煤約占煤炭總儲量的14.6%。我國火電廠燃用無煙煤約占發電用煤總量的3%，這一數字還在增加。無煙煤的揮發份含量低，含氫量低，著火溫度高，火焰傳播速度較慢，如燃燒組織得不好，易發生低負荷燃燒不穩定，煤質變差時鍋爐高負荷容易熄火的情況，燃燒效率一般也較低。

目前，國內外燃用無煙煤采用W火焰鍋爐，四角切向燃燒鍋爐，以及前后墻對沖旋流燃燒鍋爐。W火焰鍋爐最大容量為600MW等級，四角切向燃燒鍋爐以及前后墻對沖旋流燃燒鍋爐最大容量為300MW等級，還未有600MW及以上等級的四角切向燃燒無煙煤鍋爐的設計和運行業績。

我國電站鍋爐制造廠家從70年代初開始設計、制造專燒無煙煤的鍋爐。隨著機組容量發展到600MW～1300MW等級，鍋爐的爐膛熱力參數較125MW、300MW無煙煤鍋爐有較大變化，首先是爐膛容積熱負荷q_v降低，煤粉在爐膛內停留時間延長，有利于無煙煤的燃盡。但同時燃燒器區域壁面熱負荷q_Hr降低，雖然斷面熱負荷q_F有所升高，但是總的燃燒器區域水冷壁的吸熱量是增加的，導致燃燒器區域的溫度水平下降，對無煙煤的及時、穩定著火不利。特別是容量增加到800MW～1300MW等級后，由于受到單個煤粉噴嘴熱功率的限制，單臺磨煤機對應的煤粉噴嘴的數量相對于300MW～600MW鍋爐需要增加50%到100%，由4個增加到6個或8個。比如1000MW超超臨界鍋爐，在配備6臺中速磨或雙進雙出磨煤機情況下，單臺磨煤機對應的煤粉噴嘴的數量為8個，總的煤粉噴嘴的數量達到48個。在采用直流燃燒器四角切圓布置的情況下，單角一次風煤粉噴嘴的數量為12個，再加上燃燒器在垂直方向上分為2到3組，這樣導致燃燒器最上和最下2個一次風煤粉噴嘴的間距較大，燃燒器區域壁面熱負荷q_Hr較低，該區域燃燒溫度較低，不利于無煙煤粉氣流的及時、穩定著火及鍋爐不投油低負荷穩燃。

國內已經成功投運的大量50MW、125MW和300MW無煙煤鍋爐，幾乎全部采用中間倉儲制熱風送粉系統，該系統一次風粉混合溫度可高達220～250°C，一次風比率14～15%，并能夠將含有水份的乏氣從一次風中分離出來，從燃燒器上部送入爐膛，從而減少煤粉著火熱，采用中間倉儲制熱風送粉系統，是在50～300MW鍋爐上成功燃用無煙煤的關鍵。但是對于中間倉儲制熱風送粉系統，由于國產鋼球磨出力最大約為50t/h，對600MW及以上機組，每臺爐要布置6～8臺磨，該系統本身較為復雜，再加上龐大的煤粉倉，使得設計院設計布置較為困難，占地也較大。因此在機組容量增大到600MW后，一般不再推薦采用該系統。

如圖1和圖2所示，圖中以1000MW超超臨界塔式鍋爐為例，說明了現有的燃燒器切圓布置方式。圖2為圖1的Ⅱ-Ⅱ剖視圖，圖1為圖2的Ⅰ-Ⅰ剖視圖。該種布置方式包括鍋爐本體1，爐膛2，磨煤機3，煤粉管道4，一次風煤粉噴嘴5及二次風噴嘴6。每臺鍋爐1配置六臺磨煤機3，編號分別為A、B、C、D、E、F。爐膛2由四面水冷壁7組成，在爐膛2的每個角上布置有一組燃燒器8，四角燃燒器8的噴嘴中心線在爐膛2內形成假想切圓9。每組燃燒器8沿垂直方向又分為三組小的燃燒器，中間隔開一定的距離，每組小的燃燒器由四個一次風煤粉噴嘴5及六個二次風噴嘴6組成，即垂直方向間隔布置12個一次風煤粉噴嘴5及18個二次風噴嘴6，如1號角12個一次風煤粉噴嘴5的編號為A1-1，A1-2，B1-1，B1-2，C1-1，C1-2，D1-1，D1-2，E1-1，E1-2，F1-1，F1-2，4號角12個一次風煤粉噴嘴5的編號為A4-1，A4-2，B4-1，B4-2，C4-1，C4-2，D4-1，D4-2，E4-1，E4-2，F4-1，F4-2。磨煤機3通過煤粉管道4與一次風煤粉噴嘴5相連接，每臺磨煤機3出口有四根煤粉管道4，每根煤粉管道4通過一個煤粉分配器10與同一個角相鄰標高的2個一次風煤粉噴嘴5連接，比如編號為A的磨煤機3與編號為A1-1，A1-2，A2-1，A2-2，A3-1，A3-2，A4-1，A4-2共八個一次風煤粉噴嘴5連接。可見，由于每組燃燒器8沿垂直方向間隔布置有12個一次風煤粉噴嘴5，該布置方式燃燒器區域壁面熱負荷q_Hr較低，不能適應無煙煤燃燒的要求。

發明內容