[實(shí)用新型]一種基于提高爐前煤粉氣流溫度的鍋爐穩(wěn)燃裝置

有效

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• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN202494104U
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛蔚然;邱燕
• 申請（專利權(quán)）人: 山東電力研究院
• 主分類號: F23D1/00
• 分類號: F23D1/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種提高鍋爐穩(wěn)燃性能的方法和加熱風(fēng)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(qiáng)鍋爐穩(wěn)燃性能和煤種適應(yīng)性的裝置。

背景技術(shù)

煤粉燃燒作為重要的電力生產(chǎn)方式，提高其燃燒性能具有十分重要的社會和經(jīng)濟(jì)意義。由于電廠實(shí)際燃用煤種經(jīng)常會出現(xiàn)變化，而不同煤種間燃燒特性差異較大，因此電站鍋爐經(jīng)常出現(xiàn)鍋爐結(jié)焦、滅火等問題，進(jìn)而影響發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)實(shí)際煤種，及時進(jìn)行適當(dāng)燃燒調(diào)整，優(yōu)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(jīng)過破碎和研磨而成的細(xì)微粉末，其懸浮在空氣流中被噴入爐膛，在數(shù)秒或更短的時間內(nèi)燃盡。燃燒優(yōu)化就是使煤粉火焰在離開噴燃設(shè)備一定距離處穩(wěn)定住，一方面保證煤粉燃燒器的運(yùn)行安全，一方面使煤粉及時燃燒，提高煤粉燃燼率。

根據(jù)煤粉燃燒理論，燃燒過程的強(qiáng)化可采取諸如熱力、濃度、空氣動力學(xué)以及其他一些旨在加強(qiáng)釋熱和減少散熱的很多措施。目前較常采用的強(qiáng)化燃燒途徑有：（1）采用預(yù)燃室燃燒器、鈍體燃燒器、濃淡燃燒器等可強(qiáng)化著火的煤粉燃燒器，加強(qiáng)高溫?zé)煔饣亓骱吞岣呙悍蹪舛仍黾俞専崃浚唬?）增加煤粉細(xì)度；（3）優(yōu)化燃燒配風(fēng)方式；（4）增加衛(wèi)燃帶，減少反應(yīng)區(qū)中的散熱量。分析其燃燒機(jī)理可知，上述強(qiáng)化燃燒方法又大致可分為兩類：（1）強(qiáng)化風(fēng)粉氣流換熱，使煤粉氣流盡快達(dá)到著火溫度；途徑(1)中的預(yù)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(huán)境溫度，提高風(fēng)粉氣流的升溫速率，增強(qiáng)風(fēng)粉氣流的著火能力。（2）強(qiáng)化煤粉中揮發(fā)份的析出。途徑(1)中的濃淡燃燒技術(shù)和途徑(2)就是分別利用加大煤粉濃度和減小煤粉顆粒細(xì)度的方法強(qiáng)化煤粉中揮發(fā)份的析出，進(jìn)而達(dá)到降低風(fēng)粉氣流著火溫度，強(qiáng)化燃燒的目的。

另外對比不同制粉系統(tǒng)形式的鍋爐，特別是熱風(fēng)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(fēng)粉溫度的提高對爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定有利的結(jié)論。

綜合以上分析并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行情況可知，雖然風(fēng)粉溫度是影響煤粉燃燒的重要因素，但現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行中，限于制粉系統(tǒng)安全防爆的要求，煤粉氣流溫度的調(diào)整幅度有限，以致實(shí)際中其強(qiáng)化燃燒的作用無法得到應(yīng)用。因此本實(shí)用新型提出了一種爐前風(fēng)粉加熱裝置，使風(fēng)粉氣流溫度脫離制粉系統(tǒng)限制，方便實(shí)現(xiàn)獨(dú)立調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化煤粉燃燒，提高鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性的目的。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于提高爐前風(fēng)粉氣流溫度的鍋爐穩(wěn)燃裝置，它利用煤粉燃燒理論，采用特別設(shè)計(jì)的風(fēng)粉氣流加熱裝置，擺脫了制粉系統(tǒng)對煤粉氣流溫度的限制，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)粉氣流溫度的單獨(dú)控制；風(fēng)粉氣流加熱裝置還強(qiáng)化了煤粉富集和揮發(fā)份析出，利于降低風(fēng)粉氣流著火溫度。總之，本實(shí)用新型完善了電站鍋爐燃燒調(diào)整手段，達(dá)到了強(qiáng)化煤粉燃燒的目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：

一種基于提高爐前煤粉氣流溫度的鍋爐穩(wěn)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(jīng)筒體及內(nèi)部結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)，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(nèi)壁設(shè)計(jì)有沿氣流方向布置的旋轉(zhuǎn)肋片。肋片是一種懸臂梁結(jié)構(gòu)，類似兩塊旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流板，可設(shè)計(jì)肋片的長度、旋轉(zhuǎn)步長及出入口角度等參數(shù)以控制煤粉氣流旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度，進(jìn)而起到強(qiáng)化換熱、富集煤粉和強(qiáng)化煤粉揮發(fā)份析出等作用。

本實(shí)用新型在風(fēng)粉管道上安裝新型煤粉氣流加熱裝置，利用測量的風(fēng)粉氣流參數(shù)和煤質(zhì)情況，在顯示儀表單元內(nèi)完成煤粉氣流溫度參數(shù)的實(shí)時顯示及控制。顯示控制單元可對測量單元進(jìn)行參數(shù)設(shè)定及修正，完成煤粉流量溫度選擇計(jì)算及利用溫度測量系統(tǒng)控制加熱系統(tǒng)運(yùn)行。

沿氣流方向布置的旋轉(zhuǎn)肋片在筒體內(nèi)組成強(qiáng)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(qiáng)制軸向旋轉(zhuǎn)裝置，必然使大量固相顆粒沿肋片旋轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，這一方面增加了肋片出口的煤粉富集現(xiàn)象，也同時增加了煤粉與管道壁面碰撞的機(jī)會，進(jìn)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(wěn)燃裝置，組合了風(fēng)粉氣流的溫度測量和加熱裝置，利用旋轉(zhuǎn)肋片結(jié)構(gòu)強(qiáng)化了煤粉富集及換熱過程。

本實(shí)用新型的有益效果為：

1、建立了獨(dú)立的風(fēng)粉氣流溫度控制系統(tǒng)，通過可控的爐前煤粉氣流溫度，提高鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，提高鍋爐煤種適應(yīng)性能及機(jī)組運(yùn)行的安全性。