[發明專利]一種基于提高爐前煤粉氣流溫度的鍋爐穩燃裝置

有效

• 申請號: 201210083504.5
• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN102588961A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 牛蔚然;邱燕
• 申請（專利權）人: 山東電力研究院
• 主分類號: F23D1/00
• 分類號: F23D1/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

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技術領域

本發明涉及一種提高鍋爐穩燃性能的方法和加熱風粉氣流溫度的裝置，尤其涉及利用提高煤粉氣流溫度的增強鍋爐穩燃性能和煤種適應性的裝置。

背景技術

煤粉燃燒作為重要的電力生產方式，提高其燃燒性能具有十分重要的社會和經濟意義。由于電廠實際燃用煤種經常會出現變化，而不同煤種間燃燒特性差異較大，因此電站鍋爐經常出現鍋爐結焦、滅火等問題，進而影響發電機組的安全穩定運行。根據實際煤種，及時進行適當燃燒調整，優化煤粉燃燒是解決此類問題的根本方法。

鍋爐燃燒的煤粉是煤經過破碎和研磨而成的細微粉末，其懸浮在空氣流中被噴入爐膛，在數秒或更短的時間內燃盡。燃燒優化就是使煤粉火焰在離開噴燃設備一定距離處穩定住，一方面保證煤粉燃燒器的運行安全，一方面使煤粉及時燃燒，提高煤粉燃燼率。

根據煤粉燃燒理論，燃燒過程的強化可采取諸如熱力、濃度、空氣動力學以及其他一些旨在加強釋熱和減少散熱的很多措施。目前較常采用的強化燃燒途徑有：（1）采用預燃室燃燒器、鈍體燃燒器、濃淡燃燒器等可強化著火的煤粉燃燒器，加強高溫煙氣回流和提高煤粉濃度增加釋熱量；（2）增加煤粉細度；（3）優化燃燒配風方式；（4）增加衛燃帶，減少反應區中的散熱量。分析其燃燒機理可知，上述強化燃燒方法又大致可分為兩類：（1）強化風粉氣流換熱，使煤粉氣流盡快達到著火溫度；途徑(1)中的預燃室燃燒器、途徑(3)和途徑(4)均是通過提高煤粉氣流入爐環境溫度，提高風粉氣流的升溫速率，增強風粉氣流的著火能力。（2）強化煤粉中揮發份的析出。途徑(1)中的濃淡燃燒技術和途徑(2)就是分別利用加大煤粉濃度和減小煤粉顆粒細度的方法強化煤粉中揮發份的析出，進而達到降低風粉氣流著火溫度，強化燃燒的目的。

另外對比不同制粉系統形式的鍋爐，特別是熱風送粉和乏氣送粉兩種制粉形式的鍋爐，可以最直觀的得到，風粉溫度的提高對爐內燃燒穩定有利的結論。

綜合以上分析并結合現場實際運行情況可知，雖然風粉溫度是影響煤粉燃燒的重要因素，但現場實際運行中，限于制粉系統安全防爆的要求，煤粉氣流溫度的調整幅度有限，以致實際中其強化燃燒的作用無法得到應用。因此本發明提出了一種爐前風粉加熱裝置，使風粉氣流溫度脫離制粉系統限制，方便實現獨立調整，從而實現強化煤粉燃燒，提高鍋爐運行經濟性和穩定性的目的。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種基于提高爐前風粉氣流溫度的鍋爐穩燃裝置，它利用煤粉燃燒理論，采用特別設計的風粉氣流加熱裝置，擺脫了制粉系統對煤粉氣流溫度的限制，實現了風粉氣流溫度的單獨控制；風粉氣流加熱裝置還強化了煤粉富集和揮發份析出，利于降低風粉氣流著火溫度。總之，本發明完善了電站鍋爐燃燒調整手段，達到了強化煤粉燃燒的目的。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種基于提高爐前煤粉氣流溫度的鍋爐穩燃裝置，它包括煤粉氣流加熱裝置，煤粉氣流加熱裝置安裝在爐前煤粉管道上，在煤粉管道上還安裝有測量煤粉氣流加熱裝置前后的煤粉氣流溫度的測量元件，煤粉氣流加熱裝置和測量元件均與顯示控制裝置連接。

所述煤粉氣流加熱裝置采用外部熱源加熱裝置筒體，熱量經筒體及內部結構傳導，以對流換熱方式完成加熱煤粉氣流的換熱過程。筒體加熱裝置可采用電加熱或蒸汽加熱兩種方式。

沿筒體內壁設計有沿氣流方向布置的旋轉肋片。肋片是一種懸臂梁結構，類似兩塊旋轉導流板，可設計肋片的長度、旋轉步長及出入口角度等參數以控制煤粉氣流旋轉強度，進而起到強化換熱、富集煤粉和強化煤粉揮發份析出等作用。

本發明在風粉管道上安裝新型煤粉氣流加熱裝置，利用測量的風粉氣流參數和煤質情況，在顯示儀表單元內完成煤粉氣流溫度參數的實時顯示及控制。顯示控制單元可對測量單元進行參數設定及修正，完成煤粉流量溫度選擇計算及利用溫度測量系統控制加熱系統運行。

沿氣流方向布置的旋轉肋片在筒體內組成強化傳熱和煤粉富集裝置，由于氣固兩相流中固相較為靠近管道壁面，所以在壁面處增加強制軸向旋轉裝置，必然使大量固相顆粒沿肋片旋轉方向產生旋轉，這一方面增加了肋片出口的煤粉富集現象，也同時增加了煤粉與管道壁面碰撞的機會，進而提高了傳熱效率。

新型基于提高爐前煤粉氣流溫度的鍋爐穩燃裝置，組合了風粉氣流的溫度測量和加熱裝置，利用旋轉肋片結構強化了煤粉富集及換熱過程。

本發明的有益效果為：

1、建立了獨立的風粉氣流溫度控制系統，通過可控的爐前煤粉氣流溫度，提高鍋爐燃燒的穩定性，提高鍋爐煤種適應性能及機組運行的安全性。