一種火電廠鍋爐負荷深度調節燃燒裝置

目前，火力發電廠普遍采用煤粉燃燒鍋爐，這種燃燒方式是采用羅絲風機將煤粉直接送入鍋爐燃燒室內進行燃燒，產生熱量，經鍋爐吸收轉化為高溫高壓蒸汽，由汽輪發電機轉化為電能。由于這種輸送方式簡單、粗放，不能精確控制流量，煤粉濃度低，大量冷空氣進入窯內，吸收大量熱量，造成煤粉燃燒不穩定；同時，由于大量空氣是由煤粉輸送系統帶入，僅有少量空氣由鍋爐預熱后進入燃燒室，風煤比控制調節難度大，增加了操作難度又不利于精確控制溫度；鍋爐燃燒室結構簡單，空間大，單位時間燃燒煤粉量大，煤粉低流量時無法穩定燃燒、容易熄火，鍋爐受熱面溫度不均衡，嚴重影響鍋爐的運行安全，必要時需要投入燃料油方可確保運行，也就是鍋爐無法實現低負荷運行，鍋爐負荷調節范圍窄，達不到深度調節，無法滿足火力發電廠深度調峰的目的。鍋爐主燃燒室大，點火時投油量大，時間長，成本高，造成鍋爐一旦投入運行，啟停困難，嚴重制約鍋爐的運行調節。同時，這種燃燒方式煤粉燃燒不完全，鍋爐熱效率及煤粉利用率不高。

隨著我國新能源的發展，水力發電，太陽能光伏發電、風力發電以及生物質能發電廠、垃圾發電廠、工廠余熱發電等新能源發電廠的興起，電力供應市場發生了很大的變化，上述新能源電廠由于其功率小具有隨機性、間歇性較強的特點，啟停靈活，負荷調節方便。為保障電網安全穩定運行，火力發電機組的靈活性改造建設，提高深度調峰能力，顯得尤為必要。根據分析國內、外現狀，火電機組受火電廠煤質、設備等的影響，目前我國火電機組純凝工況調峰能力普遍只有40~50%，供熱工況下調峰能力更是低至30%左右，這與德國、丹麥等歐洲國家火電機組70%以上的調峰能力差距較大。當電力網用電負荷降低時，火力發電廠供電負荷降低，大量多余熱量無法直接轉換為電能，造成浪費較大。

現有的煤電機組必須具備更佳的靈活性能指標，即更強的深度調峰能力，更快的爬坡能力、啟停能力，以滿足系統電力負荷隨時調整的需要。

本實用新型裝置可以在不改變原來的煤粉輸送系統設備狀態下進行改造，增加一套新的煤粉輸送系統單獨運行或切換運行，也可以結合原有的煤粉輸送系統進行改造，共同組成煤粉輸送系統，同時運行，根據鍋爐調峰需求時進行自動調節供粉量。鍋爐燃燒室結構需要進行適當改造，以達到燃燒優化控制的目的。通過燃燒室的改造及燃燒方式的改變，煤粉燃燒更充分，更完全，鍋爐的熱效率及煤粉熱能利用率得到有效提高，做到既環保又節能。

全系統實行全封閉運行，外排煤、氣混合性氣體采用袋式除塵器過濾排空，確保系統安全環保。

該裝置具有煤粉流量精確控制、全自動化操作、故障率低、環保無粉塵、運行穩定等特點。輸送粉料均勻且不堵管、燃燒穩定、能準確測量輸送煤粉流量大小。系統占用面積小，輸送管路簡單。由于煤粉本身粒度很小，與霧化氣混合后，很容易達到霧化狀態，對霧化氣的要求不是很高，只要保證一定的量即可。采用的煤粉燃燒器構造簡單，煤粉量連續、均勻、穩定，不易堵塞，而且內外桿可拆分，便于清洗。

本裝置采用濃相輸送，煤粉濃度大，裝置中設有稱重儀表，經過計算機的精確計算可以瞬時監測煤粉流量，使煤粉用量能受到精確控制，很好的解決了煤粉燃燒流量不受控制的問題；濃相輸送采用壓縮空氣作為動力，燃燒用空氣量可以全部或大部分經鍋爐余熱預熱而有利于煤粉的燃燒工況的調整和控制，解決了大量冷空氣進入燃燒室影響燃燒工況的問題；

結合鍋爐燃燒室的改造，在燃燒室的正面和兩側設立一個或多個獨立的分體燃燒室，各分體燃燒室與鍋爐主燃燒室相連通，便于熱量傳遞與重負荷時的整體燃燒。分體獨立燃燒室的設計將燃燒室進行了分區設置，使燃燒空間由一個整體分成由多個獨立燃燒空間組成，多個分體獨立燃燒室可以同時運行也可部分運行，這樣可以通過調節分體獨立燃燒室數量和各分體獨立燃燒室的煤粉用量實現調節鍋爐燃燒負荷的大小，既保證了燃燒整體性能，又可以靈活調節鍋爐負荷量，鍋爐運行工況穩定，解決了低煤粉量時鍋爐穩定運行的需求。系統裝置工作時可以根據鍋爐負荷大小需求調整燃燒室的工作數量和燃燒器數量，系統設備切換方便，達到靈活調節鍋爐負荷的幅度。

本裝置所具備的精確控制煤粉輸送和分體獨立燃燒室技術相互結合，可以使鍋爐運行負荷調節范圍加大，低負荷運行時不會出現熄火現象，負荷大小調節靈活度大大增加，能量浪費大大減少，既節能又實現環保，可以達到深度調峰的目的。

本裝置具有如下優點：

１、煤粉輸送量均勻，燃燒穩定，溫度均衡，負荷穩定性高；

２、在低煤粉量燃燒運行工況下，不需要投入燃料油補充，大大節省成本；

３、分散點火，速度快，投油少，大大節約點火成本，鍋爐啟停方便，使發電調峰能力大大增強；

４、設備工作實現全自動控制，運行穩定，操作容易，勞動強度低；

５、燃燒工況穩定，鍋爐受熱均勻，不會出現局部溫度過高問題。