[發明專利]一種氣力輸送鍋爐煤粉燃燒系統

在審

• 申請號: 201810911903.3
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN108709196A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 雍占鋒;宋方真;常春梅;李亮;陸羽;程懷志
• 申請（專利權）人: 徐州燃燒控制研究院有限公司;徐州科融環境資源股份有限公司
• 主分類號: F23K3/02
• 分類號: F23K3/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

本發明公開了一種氣力輸送煤粉燃燒系統，適用于發電廠鍋爐、水泥爐窯和工業煤粉爐。燃燒系統包括一次風機、煤粉倉、給粉機、煤粉混合器、濾波器和煤粉燃燒器及連接管道，經煤粉混合器送入煤粉燃燒器的送粉管路上連接有濾波器；所述的濾波器包括入口擴錐段、直管段和出口收縮錐段，所述入口擴錐段的入口直徑為入口擴壓角為β，所述直管段的直徑為長度為L，所述收縮錐段的出口直徑為出口收縮錐段的出口收縮角為α。本系統解決煤粉鍋爐因給粉波動引起的爐膛燃燒波動和飛灰含碳量上升，濾波器結構簡單，操作方便，使用效果好，具有廣泛的實用性。

技術領域

本發明涉及一種煤粉燃燒系統，尤其是一種適用于發電廠鍋爐、水泥爐窯和工業煤粉爐中的氣力輸送鍋爐煤粉燃燒系統。

背景技術

煤粉被廣泛應用在發電廠鍋爐、水泥爐窯和工業煤粉爐中，煤粉雖然像油和氣一樣類似于流體便于輸送，通常稱為氣力輸送，輸送按氣固比又可分為稀相輸送和密相輸送，但是對于稀相輸送的煤粉爐來講，低負荷穩燃一直以來都是一個難題，最近10年工業煤粉鍋爐越來越多，負荷變動也比之前的電站鍋爐頻繁和幅度更大。對于電站煤粉鍋爐來講一般最低不投油穩燃負荷為額定負荷的30～40％，而工業煤粉鍋爐容量比電站鍋爐更小，反而要求更低的不投油穩燃負荷，因此，提出了更為苛刻的要求。經過大量實踐，國內外摸索出了較多的方法。比如煤碳研究總院研發了中心逆噴的煤粉燃燒器，筆者單位徐州燃燒控制研究院開發了雙旋流中心鈍體煤粉燃燒器。但是在運行時發現原有針對電廠的煤粉氣力輸送系統難以適應，因此也產生了大量的煤粉輸送專利。基本上達成了這樣的共識，給粉波動造成了鍋爐燃燒不好爐膛負壓波動滅火。

專利號為CN201510660373.6公開了一種煤粉燃燒產生高溫高氧火炬點火的方法，在實踐中發現即使該預燃室不點火也起到一定的穩燃作用。但滿足不了《火力發電廠煙風煤粉管道設計技術規程》，DL/T5121-2000中9.4.9條規定了煤粉管道輸送速度不小于18m/s，熱風送粉不小于25m/s；7.2.3條給出了管道擴散角宜為7-15度，收縮管最佳角為25度。專利號為CN201510521968公開了二次穩壓系統的鏈條鍋爐煤粉輸送管路，在鏈條爐噴煤時加入了緩沖裝置，該專利認為是壓力波動造成了爆燃，為了不與火力發電廠煙風煤粉管道設計技術規程DL/T5121-2000中9.4.9條的規定相沖突，自我限制了其應用范圍僅屬于鏈條鍋爐煤粉輸送管路，按其所述的緩沖筒I的通流截面積是正常煤粉管道的2-8倍，按煤粉管道正常最低設計流速18m/s，那么緩沖筒的最低設計流速為2.25m/s,緩沖筒實質是流速較低的氣流床，沒有達到流化床內循環的標準。專利號為CN201510521968公開了中流速和角度都沒有遵守以上規程的規定，也未給出解釋，在應用上述專利時無法自圓其說，存在嚴重的事故隱患，在實用性上不足。

對于正常運轉的煤粉輸送系統，葉輪給粉機、螺旋給料機、星型給料機都存在著給粉波動性，以最常見的葉輪給粉機為例，正常的轉速在20～80轉/分，經典給粉機攪拌器僅有2個葉片，12個撥粉葉片理論上煤粉濃淡變化周期T達到了1秒級，也就是典型的波動頻率在1Hz附近，正常的煤火焰從光學頻譜分析來看，波動頻率集中在30-120Hz，油火焰的主頻更高，顯然在30Hz以上頻率的波動幾乎與滅火無關。正常的稀相送粉風速在20～30m/s之間，0.1秒斷粉導致噴口2米長的無火距離足以造成爐內火焰吹脫，這是造成鍋爐燃燒不好爐膛負壓波動滅火的理論原因。在實際運行中我們觀察到這樣的現象，如果爐前油系統在爐前的管徑較細，僅有2個油槍時，實際點火時經常發生在投第2個油槍時把正在著火的第1個油槍帶滅，這是典型的油壓突降造成的短暫燃料波動造成的滅火，加大爐前油系統管徑后通常能消除這種情況。煤粉鍋爐在實際運行中我們也觀察到給粉機偶爾存在突然轉速變慢1～3秒再恢復轉速的情況，有時煤粉中的板結塊通過給粉機時出現短暫中斷，這種給粉波動是導致爐膛突然滅火的直接原因，這種波動即使是在煤粉質量較好，鍋爐負荷較高時也不能完全避免。在實踐中我們發現煤粉濕度是影響下粉連續性的重要原因，煤粉濕度大時易發生給粉不能連續導致滅火，即使不滅火也導致爐膛負壓大幅波動，飛灰含碳量上升；另外煤粉儲存時間越長流動性也越差。