[實(shí)用新型]一種氣力輸送鍋爐煤粉燃燒系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821291122.0
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN209042433U
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雍占鋒;宋方真;常春梅;李亮;陸羽;程懷志
• 申請（專利權(quán)）人: 徐州燃燒控制研究院有限公司;徐州科融環(huán)境資源股份有限公司
• 主分類號(hào): F23K3/02
• 分類號(hào): F23K3/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

本實(shí)用新型公開了一種氣力輸送鍋爐煤粉燃燒系統(tǒng)，適用于發(fā)電廠鍋爐、水泥爐窯和工業(yè)煤粉爐。燃燒系統(tǒng)包括一次風(fēng)機(jī)、煤粉倉、給粉機(jī)、煤粉混合器、濾波器和煤粉燃燒器及連接管道，經(jīng)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(kuò)錐段、直管段和出口收縮錐段，所述入口擴(kuò)錐段的入口直徑為入口擴(kuò)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(tǒng)解決煤粉鍋爐因給粉波動(dòng)引起的爐膛燃燒波動(dòng)和飛灰含碳量上升，濾波器結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，使用效果好，具有廣泛的實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種煤粉燃燒系統(tǒng)，尤其是一種適用于發(fā)電廠鍋爐、水泥爐窯和工業(yè)煤粉爐中的氣力輸送鍋爐煤粉燃燒系統(tǒng)。

背景技術(shù)

煤粉被廣泛應(yīng)用在發(fā)電廠鍋爐、水泥爐窯和工業(yè)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(fù)荷穩(wěn)燃一直以來都是一個(gè)難題，最近10年工業(yè)煤粉鍋爐越來越多，負(fù)荷變動(dòng)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(wěn)燃負(fù)荷為額定負(fù)荷的30～40％，而工業(yè)煤粉鍋爐容量比電站鍋爐更小，反而要求更低的不投油穩(wěn)燃負(fù)荷，因此，提出了更為苛刻的要求。經(jīng)過大量實(shí)踐，國內(nèi)外摸索出了較多的方法。比如煤碳研究總院研發(fā)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(fā)了雙旋流中心鈍體煤粉燃燒器。但是在運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)原有針對電廠的煤粉氣力輸送系統(tǒng)難以適應(yīng)，因此也產(chǎn)生了大量的煤粉輸送專利。基本上達(dá)成了這樣的共識(shí)，給粉波動(dòng)造成了鍋爐燃燒不好爐膛負(fù)壓波動(dòng)滅火。

專利號(hào)為CN201510660373.6公開了一種煤粉燃燒產(chǎn)生高溫高氧火炬點(diǎn)火的方法，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)即使該預(yù)燃室不點(diǎn)火也起到一定的穩(wěn)燃作用。但滿足不了《火力發(fā)電廠煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》，DL/T5121-2000中9.4.9條規(guī)定了煤粉管道輸送速度不小于18m/s，熱風(fēng)送粉不小于25m/s；7.2.3條給出了管道擴(kuò)散角宜為7-15度，收縮管最佳角為25度。專利號(hào)為CN201510521968公開了二次穩(wěn)壓系統(tǒng)的鏈條鍋爐煤粉輸送管路，在鏈條爐噴煤時(shí)加入了緩沖裝置，該專利認(rèn)為是壓力波動(dòng)造成了爆燃，為了不與火力發(fā)電廠煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程DL/T5121-2000中9.4.9條的規(guī)定相沖突，自我限制了其應(yīng)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(shè)計(jì)流速18m/s，那么緩沖筒的最低設(shè)計(jì)流速為2.25m/s,緩沖筒實(shí)質(zhì)是流速較低的氣流床，沒有達(dá)到流化床內(nèi)循環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)。專利號(hào)為CN201510521968公開了中流速和角度都沒有遵守以上規(guī)程的規(guī)定，也未給出解釋，在應(yīng)用上述專利時(shí)無法自圓其說，存在嚴(yán)重的事故隱患，在實(shí)用性上不足。

對于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的煤粉輸送系統(tǒng)，葉輪給粉機(jī)、螺旋給料機(jī)、星型給料機(jī)都存在著給粉波動(dòng)性，以最常見的葉輪給粉機(jī)為例，正常的轉(zhuǎn)速在20～80轉(zhuǎn)/分，經(jīng)典給粉機(jī)攪拌器僅有2個(gè)葉片，12個(gè)撥粉葉片理論上煤粉濃淡變化周期T達(dá)到了1秒級(jí)，也就是典型的波動(dòng)頻率在1Hz附近，正常的煤火焰從光學(xué)頻譜分析來看，波動(dòng)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(dòng)幾乎與滅火無關(guān)。正常的稀相送粉風(fēng)速在20～30m/s之間，0.1秒斷粉導(dǎo)致噴口2米長的無火距離足以造成爐內(nèi)火焰吹脫，這是造成鍋爐燃燒不好爐膛負(fù)壓波動(dòng)滅火的理論原因。在實(shí)際運(yùn)行中我們觀察到這樣的現(xiàn)象，如果爐前油系統(tǒng)在爐前的管徑較細(xì)，僅有2個(gè)油槍時(shí)，實(shí)際點(diǎn)火時(shí)經(jīng)常發(fā)生在投第2個(gè)油槍時(shí)把正在著火的第1個(gè)油槍帶滅，這是典型的油壓突降造成的短暫燃料波動(dòng)造成的滅火，加大爐前油系統(tǒng)管徑后通常能消除這種情況。煤粉鍋爐在實(shí)際運(yùn)行中我們也觀察到給粉機(jī)偶爾存在突然轉(zhuǎn)速變慢1～3秒再恢復(fù)轉(zhuǎn)速的情況，有時(shí)煤粉中的板結(jié)塊通過給粉機(jī)時(shí)出現(xiàn)短暫中斷，這種給粉波動(dòng)是導(dǎo)致爐膛突然滅火的直接原因，這種波動(dòng)即使是在煤粉質(zhì)量較好，鍋爐負(fù)荷較高時(shí)也不能完全避免。在實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)煤粉濕度是影響下粉連續(xù)性的重要原因，煤粉濕度大時(shí)易發(fā)生給粉不能連續(xù)導(dǎo)致滅火，即使不滅火也導(dǎo)致爐膛負(fù)壓大幅波動(dòng)，飛灰含碳量上升；另外煤粉儲(chǔ)存時(shí)間越長流動(dòng)性也越差。