本发明涉及煤粉锅炉点火和低负荷稳燃方法及装置,尤其是涉及煤粉锅炉无油分级电点火和调峰低负荷自动稳燃方法及装置。 燃烧器是锅炉的关键设备,是燃料稳定着火燃烧的组织者,因此,燃烧器的性能好坏会直接地影响到锅炉运行的安全性和经济性。目前我国量大面广,消耗燃料最多的火电厂煤粉锅炉在点火或在低负荷稳定助燃时,都是在燃烧器内设点火油枪甚至大容量油枪,在锅炉点火时先燃用大量燃料油,使炉内温度升到一定值后投入煤粉,在低负荷稳燃及其它原因造成燃烧不稳定时,也投入油枪助燃,这种运行方式能满足锅炉安全运行,但需要消耗大量燃料油,甚至是优质轻柴油。据统计,一台670t/h煤粉锅炉每次点火需要燃料油55t/h以上,而每年用于助燃的燃料油1000吨以上。目前,我国每年用于点火的燃料油达到50万吨以上,费用相当可观,随着我国工业经济的迅速发展,更多大型电厂将建成投产,这一问题将愈加突出。况且近年来,我国燃料油供应严重不足,油价昂贵,有关部门已把发电油耗作为一个衡量效益的重要指标。
为此,国内外许多单位及学者提出各种新型燃烧技术,试图减少煤粉锅炉耗油量,但都停留在强化着火稳定燃烧,降低油耗阶段,而达不到不用油就能点火或助燃的目的。如钝体燃烧器,船形多功能燃烧器,大速差射流,预燃室燃烧器等技术,在煤粉稳定点火强化燃烧,特别是针对劣质煤,均有重大突破,取得可喜成绩。点火与低负荷稳燃时,也能节约燃料油,据报道,节约率可达60~70%,但仍然没有彻底改变或消除传统用油点火的方法,燃料油消总量还是十分可观。国外,如美国燃烧工程公司,日本三菱重工业公司等,近年来也相继开发了各种煤粉浓淡分离技术及燃烧装置,在煤粉(特别是劣质煤)强化点火稳燃方面有显著效果,但在用油方面仍存在类似问题。美国某公司最近开发的等离子直接点火技术,能节省却燃料油,但价格十分昂贵,难为用户接受。
本发明的目的是提供一种煤粉锅炉无油分级电点火和调峰低负荷自动稳燃方法及装置。
下面结合附图作详细说明。
图1是煤粉锅炉无油分级电点火和调峰低负荷自动稳燃装置Ⅰ型示意图;
图2是煤粉锅炉无油分级电点火和调峰低负荷自动稳燃装置Ⅱ型示意图。
本方法为:把一次风煤粉混合物分成大小不同流量的几股煤粉气流,或采用浓淡分离装置分成浓淡流量不同的几股煤粉气流分别依次进入各级煤粉气流风管,并利用安装于原一次风燃烧器喷管中的中心电加热管(棒)点燃一级小流量煤粉火炬,然后,由此点燃附近二级大流量煤粉气流,再依次逐级点燃;煤粉点燃后,当锅炉在调峰低负荷时,根据炉温变化情况,电加热管(棒)自动接通点燃一级小流量煤粉火炬,以此稳定燃烧,或当锅炉在负荷不稳定时,根据炉温情况,自动调节电加热管(棒)的加热功率,通过稳定一级小流量煤粉火炬达到稳燃目的。
本方法是在原一次风燃烧器喷口安装中心电加热管(棒),把原一次风煤粉混合物分成不同流量几股煤粉气流或利用浓淡分离装置达到煤粉分流目的,使小流量煤粉混合物在管内通过,而大量煤粉混合物在管外附近通过。利用中心电加热管的电能点燃通过中心加热管内的一级小流量一次风煤粉混合物,然后利用这股已点燃的煤粉火炬点燃附近二级大流量煤粉气流,如果需要可由此点燃三级更大流量煤粉气流,依次逐级点燃。由小到大达到最后稳定点火燃烧目的。当形成稳火炬后,切断加热管电源,恢复到以煤粉为主的燃烧状况。用电能点燃地一级煤粉气油量可达300kg/h,从一级煤粉量到二级煤粉量的放大倍率可达到15~30倍,这样只要采用二级传递,就可点燃6.3T/H煤粉并达到稳定燃烧。需要放大几级及第一级气流中煤粉浓度可视煤质情况及锅炉形式确定。这样最终实现无油点火,以较小的代价,极其方便地实现了大容量煤粉燃烧器的强化点火与稳燃,不消耗任何油或气,特别是在煤质较差的情况下,效果更加显著。同时可用改变电加热功率的方法来适应煤种的变化及燃烧器出力变化,如锅炉燃用优质烟煤,则可用较小的电功率即可满足点火要求;如为锅炉燃用较难燃烧的无烟煤,则需要较大功率。
此外,为了便于在低负荷稳燃,点火装置采用自动调节控制,即锅炉在调峰低负荷时,根据炉温变化情况,电加热元件自动接通,点燃中心加热管小股煤粉气流,该稳燃装置自动投入,不需投油,能稳定燃烧。同时,在锅炉负荷不稳定,经常变化条件下,点火自动调节装置能根据锅炉负荷变化及稳燃需要,自动调节电加热功率,稳定一次风煤粉火炬,不用油达到稳燃目的,具有很强的负荷适应能力。本装置可与煤粉浓淡分离装置结合,以电能点燃浓相煤粉气流,再以浓相煤粉火炬点燃稀相煤粉气流。
本装置是具有中心电加热管(棒)1,在中心管内部设有防渣套管2,紧挨中心管的是夹层防渣风管3,在夹层风管与中心管之间有一层保温材料层4,在夹层防渣风管及保温材料外部是二级煤粉气流风管5,二级气流风管外面可根据需要布置三级或三级以上煤粉气流风管,各级煤粉气流风管可各自设有煤粉气流风管进口管。加热‘源采用电加热元件,其材料可选用带微孔结构的电加热管,硅碳管(棒),不锈钢等。为了防止加热管结渣,利用夹层微风穿过元件微孔结构,在加热管内壁形成气膜。即保护加热管,防止结渣,又可根据需要调节加热管内温度及点火位置,夹层防渣风管可视具体情况改变风管大小,甚至取消。加热管内部的防渣套管有带微孔结构与不带孔两种,可视煤质结渣性及夹层风布置情况确定。中心加热管及保温层等由支架6支承。用点火自动调节控制7适应锅炉负荷变化,特别是调峰低负荷时,能根据需要自动投入稳燃装置,而不需要投油。
本发明的优点:(1)既是点火器,又是主燃烧器;(2)实现了煤粉无油多级强化点火及稳定燃烧;(3)在低负荷时无需助燃油自动稳燃;(4)点火速度快,操作简单,耗电低;(5)装置简单,投资少,使用寿命长;(6)本发明既可用于大型电站锅炉点火及稳燃,也可用于中小型工业煤粉锅炉及窑炉,适用性强。