[发明专利]一种基于环保指标约束的深度调峰CFB锅炉侧热量调控系统

说明书

本发明涉及燃煤电厂灵活性改造深度调峰技术和污染物超低排放技术领域，更具体而言，涉及一种基于环保指标约束的深度调峰CFB锅炉侧热量调控系统，以渣煤加热器、空气灰渣换热器和冷渣器为主要调节设备，采用对锅炉给煤和一次风加热的调节方式，实现对锅炉低负荷下CFB锅炉侧热量的维持和调控，使机组能够在低负荷条件下实现稳定燃烧，同时在最低流化风量的前提下，降低一次风量，保证低负荷工况下床温基本保持不变，在满足CFB锅炉高效脱硫、低氮燃烧的基础上实现深度调峰。

技术领域

本发明涉及燃煤电厂灵活性改造深度调峰技术和污染物超低排放技术领域，更具体而言，涉及一种基于环保指标约束的深度调峰CFB锅炉侧热量调控系统。

背景技术

近年来，环境污染问题愈发严重，雾霾天气频发，严重威胁到人类的生存环境与身体健康。NO_x和SO₂等作为主要污染气体而越来越受到人们的广泛关注，火电厂排烟中的NO_x、SO₂作为重要污染来源，需要对其进行严格控制。为了有效解决燃煤发电给大气环境带来的污染问题，国家发改委、能源局、环保部联合印发《煤电节能减排升级与改造行动计划》([2014]2093号)，指出到 2020年现役燃煤发电机组大气污染物中NO_x、SO₂排放限值要低于50mg/Nm³、 35mg/Nm³，实现我国对燃煤发电机组超低排放和节能改造计划。

由于风电、光伏发电的随机性、间歇性较强，其大规模并网给电网的安全稳定运行带来了负面影响。为提高可再生能源的消纳能力，承担着全国70％以上发电量的火电机组需承担电网的调峰任务，这使得在超低排放浪潮下的燃煤发电机组又面临深度调峰的严峻挑战。目前调峰运行方式多以低负荷调峰运行方式为主，火力发电机组深度调峰时，由于汽轮机一般可在20％～30％额定负荷下稳定运行，而锅炉在低负荷时容易出现燃烧不稳定，因此深度调峰的主要矛盾是在低负荷时能够保持稳定燃烧，保证锅炉安全稳定运行。当前大部分燃煤锅炉的低负荷稳燃能力在50％额定负荷左右，提高锅炉低负荷稳燃能力的主要措施有：精细化调整锅炉运行设备、强化锅炉燃烧和制粉系统改造、掺烧高挥发分煤质、等离子体和微油等助燃改造等，但这些方法都是针对煤粉炉的。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的不足，本发明提供一种基于环保指标约束的深度调峰CFB锅炉侧热量调控系统，通过调节满足污染物脱除的基本条件，实现基于环保指标约束条件下的CFB发电机组深度调峰。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种基于环保指标约束的深度调峰CFB锅炉侧热量调控系统，包括CFB锅炉、旋风分离器、回料器、锥阀、外置床、冷渣器、煤渣换热器、空气灰渣换热器、一次风室、后烟井、煤粉仓、石灰石仓和调节阀；所述CFB锅炉出口设置旋风分离器，旋风分离器上方与后烟井连通，旋风分离器下方设置有回料器，回料器中的一部分物料被送入CFB锅炉炉膛继续进行燃烧，另一部分通过锥阀进入外置床加热受热面，之后再返送回CFB锅炉炉膛继续参与燃烧，CFB锅炉炉膛底部两侧分别布置两个排渣口，一个排渣口分两路管道将灰渣分别送入冷渣器和煤渣换热器中，另一个排渣口分两路管道将灰渣分别送入冷渣器和空气灰渣换热器中；一次风经空气灰渣换热器换热进入布置在CFB锅炉炉膛底部的一次风室中，锅炉给煤经煤渣换热器换热进入煤仓，通过回料腿进入CFB锅炉炉膛参与燃烧；煤渣换热器和空气灰渣换热器中经过换热后的灰渣分别送回冷渣器进一步冷却后排放；石灰石仓中的石灰石粉通过返料腿进入CFB锅炉进行脱硫反应

所述旋风分离器设置为三台或四台。

CFB锅炉排渣分别进入冷渣器和煤渣换热器中，当机组负荷较高时，通过调节阀控制灰渣尽可能多的排入冷渣器中；当机组负荷较低时，为了维持炉内热量稳定，通过调节阀控制灰渣尽可能多的排入煤渣换热器中加入锅炉给煤，尽可能维持炉内热量稳定，提高低负荷稳燃性能，加热给煤后的灰渣被送入冷渣器进一步冷却后被排放。