[發(fā)明專利]基于一次風(fēng)煤粉半氣化超低負荷穩(wěn)燃且低氮的系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2022-11-23
• 公開（公告）號: CN115751297A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬春元;王濤;周濱選;王志強;張鑫;潘峰;宋德升;常景彩;朱振坤;宋浩;孫鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 山東祥桓環(huán)境科技有限公司;山東大學(xué)
• 主分類號: F23B90/06
• 分類號: F23B90/06;F23K1/02;F23L1/00;F23L9/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 陳曉敏

本發(fā)明公開了一種基于一次風(fēng)煤粉半氣化超低負荷穩(wěn)燃且低氮的系統(tǒng)及方法，屬于燃煤鍋爐低負荷調(diào)峰技術(shù)領(lǐng)域，包括爐膛，爐膛下部與一次風(fēng)主路連通，一次風(fēng)主路和一次風(fēng)旁路連接，一次風(fēng)旁路安裝煤粉半氣化裝置，一次風(fēng)旁路通過混合口回連至一次風(fēng)主路，一次風(fēng)經(jīng)由煤粉半氣化裝置氣化后煤氣及未反應(yīng)殘?zhí)蓟旌衔锘烊胍淮物L(fēng)主路。該系統(tǒng)使得煤粉在一次風(fēng)旁路內(nèi)半氣化預(yù)燃，產(chǎn)生高溫還原性半煤氣(包括煤氣、產(chǎn)生的焦粉及未反應(yīng)的煤粉)送入鍋爐底部起到穩(wěn)定燃燒且低氮燃燒的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于燃煤鍋爐低負荷調(diào)峰技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于一次風(fēng)煤粉半氣化超低負荷穩(wěn)燃且低氮的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

這里的陳述僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)，而不必然地構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

目前，新能源發(fā)電跨越式發(fā)展，但新能源的波動性和間歇性較大，與電網(wǎng)穩(wěn)定電力輸出的要求存在矛盾。燃煤火電機組在電力供應(yīng)中起到“兜底”作用，為了提升電網(wǎng)對新能源的消納能力，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，對燃煤機組進行靈活性改造、提升深度調(diào)峰能力已成為當(dāng)前煤電行業(yè)的重點任務(wù)之一。

其中，煤電機組改造升級實施方案中，對新建機組和現(xiàn)役機組靈活性改造提出明確要求：純凝工況調(diào)峰能力的一般化要求為最小發(fā)電出力達到35％額定負荷，采暖熱電機組在供熱期運行時要通過熱電解耦力爭實現(xiàn)單日6h最小發(fā)電出力達到40％額定荷的調(diào)峰能力，其他類型機組應(yīng)采取措施盡量降低最小發(fā)電出力。機組靈活性改造涉及鍋爐、汽輪機和熱工控制等諸多方面，而首當(dāng)其沖的是鍋爐低負荷穩(wěn)定燃燒技術(shù)。

常用的穩(wěn)燃技術(shù)有微油穩(wěn)燃、天然氣穩(wěn)燃和等離子點火等，其中，微油穩(wěn)燃存在點火油槍口易堵塞、點燃不受氣化油槍出力限制、燃油與煤搶風(fēng)等問題；天然氣穩(wěn)燃存在燃氣安全隱患；等離子點火存在頻繁啟停點火，等離子壽命有限，維護成本高等問題。同時，現(xiàn)有低負荷穩(wěn)燃技術(shù)最低負荷通常為額定負荷的30～40％，然而實際運行中電廠會遇到30％以下甚至低至20％額定負荷的深度調(diào)峰需求。此外，鍋爐在低負荷運行時，脫硝系統(tǒng)不在額定工況運行，脫硝效率低，導(dǎo)致NOx排放高。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于一次風(fēng)煤粉半氣化超低負荷穩(wěn)燃且低氮的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)使得煤粉在一次風(fēng)旁路內(nèi)半氣化預(yù)燃，產(chǎn)生高溫還原性半煤氣(包括煤氣、產(chǎn)生的焦粉及未反應(yīng)的煤粉)送入鍋爐底部起到穩(wěn)定燃燒且低氮燃燒的作用；采用該系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)燃煤機組30％以下額定負荷的深度低負荷穩(wěn)燃，還能有效降低燃燒過程中NOx的生成。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：

第一方面，本發(fā)明提供了一種基于一次風(fēng)煤粉半氣化超低負荷穩(wěn)燃且低氮的系統(tǒng)，包括爐膛，爐膛下部與一次風(fēng)主路連通，一次風(fēng)主路和一次風(fēng)旁路連接，一次風(fēng)旁路安裝煤粉半氣化裝置，一次風(fēng)旁路通過混合口回連至一次風(fēng)主路，一次風(fēng)經(jīng)由煤粉半氣化裝置氣化后煤氣及未反應(yīng)殘?zhí)蓟旌衔锘烊胍淮物L(fēng)主路。

作為進一步的技術(shù)方案，所述一次風(fēng)主路及一次風(fēng)旁路均安裝閥門，以調(diào)節(jié)一次風(fēng)主、旁路分配的一次風(fēng)比例。

作為進一步的技術(shù)方案，所述一次風(fēng)旁路的閥門設(shè)置于煤粉半氣化裝置的前后兩側(cè)，且一次風(fēng)旁路與一次風(fēng)主路的閥門并聯(lián)設(shè)置。

作為進一步的技術(shù)方案，所述一次風(fēng)主路和一次風(fēng)旁路混合口離爐膛的距離范圍為0～10m。

作為進一步的技術(shù)方案，所述煤粉半氣化裝置的氣化溫度范圍為800～1000℃。

作為進一步的技術(shù)方案，所述一次風(fēng)主路和爐膛之間設(shè)置鍋爐底層燃燒器。

作為進一步的技術(shù)方案，所述鍋爐底層燃燒器還與二次風(fēng)風(fēng)路連通。

作為進一步的技術(shù)方案，所述爐膛側(cè)部還設(shè)置多個鍋爐上層燃燒器，對爐膛內(nèi)物料進行燃燒。

作為進一步的技術(shù)方案，所述爐膛頂部與煙氣通道連通，以將產(chǎn)生的煙氣排出。