[发明专利]一种采用旋流燃烧器的W火焰锅炉

说明书

一种采用旋流燃烧器的W火焰锅炉，本发明涉及一种采用灵活调峰技术的电站锅炉，本发明的目的是为解决现有技术采用旋流煤粉燃烧器的W火焰锅炉，普通微油点火方式锅炉的最大调峰能力为50％左右，无法达到政府对电站锅炉灵活性调峰能力的要求，它包括上炉膛、下炉膛、前炉拱、后炉拱、前墙、后墙和多个旋流煤粉燃烧器；旋流煤粉燃烧器包括可调节锥体拉杆、微油点火枪和导流锥体，微油点火枪安装在可调节锥体拉杆内，可调节锥体拉杆底端固定安装在导流锥体内，可调节锥体拉杆、微油点火枪和导流锥体安装在旋流煤粉燃烧器壳体内，前炉拱水冷壁和后炉拱水冷壁上分别安装有旋流煤粉燃烧器。本发明属于锅炉领域。

技术领域

本发明涉及一种采用灵活调峰技术的电站锅炉，具体涉及一种采用旋流燃烧器的W火焰锅炉。

背景技术

近些年，随着大规模可再生能源介入，中国的电力系统发生了巨大改变。可再生能源的发电容量在电网中所占比重与日俱增。然而，由于发电方式本身的局限性，可再生能源发电的出力不稳定性为电力系统的调节能力带来巨大挑战；此外，发电侧及需求侧的大量不确定因素也影响着电力系统的安全稳定运行。资料显示，2015年中国全年净增火电装机7202万千瓦(其中煤电5186万千瓦)，为2009年以来年度投产最多的一年。但是火电的发电量连续两年负增长，利用小时创1969年以来的新低。此外，近年来风电持续快速发展的同时，部分地区出现了严重的弃风问题，消纳已成为制约风电等新能源发展的关键因素。因此，为了适应可再生能源的高速发展，提高电力系统对可再生能源的消纳能力，确保电力系统的安全稳定运行，对煤电机组进行灵活性改造已势在必行。

火电灵活性包含运行灵活性和燃料灵活性两个方面。其中燃料灵活性是指利用已有的煤电设备，掺烧/混烧秸秆、木屑等生物质，实现生物质原料的清洁利用，减少大气污染。由于电站锅炉燃料消耗量巨大，锅炉日常燃用的煤质很大程度上受资源赋存状况和市场环境的限制，难以实现燃料灵活性。因此，运行灵活性改造是当前火电机组普遍采用的灵活性改造方式。

运行灵活性通常是指提升已有煤电机组包括纯凝机组与热电机组的调峰幅度，扩宽锅炉锅炉的负荷调整范围，为消纳更多波动性可再生能源，灵活参与电力市场创造条件。

作为燃煤电站锅炉的主要组成部分之一，W火焰锅炉是中国自二十世纪九十年代开始从北非和西欧等地区引进的一种专为燃用贫煤和无烟煤等低挥发分难燃煤种而设计的电站锅炉。由于无烟煤和贫煤的岩相结构紧密而稳定，孔隙率小，反应性较低，在实际燃用中，往往存在着火难、稳定燃烧难和燃尽难的问题，需要较高的着火温度和燃尽温度、煤粉燃尽时间较长。当锅炉超低负荷运行时，由于送入炉内的燃料量较少，一次风和二次风随之减少，热风温度下降。炉内的含氧量相对较多，加上汽化潜热增加，炉内的热负荷和炉膛温度较低。锅炉的燃烧稳定性将进一步变差，甚至引起灭火。因此，相对其它燃煤电站锅炉，W火焰锅炉低负荷运行时煤粉气流着火和稳定燃烧能力更弱。

根据燃烧器形式的不同W火焰锅炉可分为采用直流燃烧器的W火焰锅炉和采用旋流燃烧器的W火焰锅炉两类。采用旋流燃烧器的传统W火焰锅炉通常采用油枪点火的方式。在浓煤粉气流管道或喷口处布置微油点火枪，利用油枪喷出的雾化油滴和煤粉的混合物燃烧产生的高温火核点燃整个煤粉气流。与直流燃烧器不同的是，旋流燃烧器通常采用旋转的二次风包裹浓煤粉气流从而引射携带煤粉气流下冲。由于旋流二次风的阻隔作用，炉内的拱下高温回流区无法直接加热煤粉气流，煤粉气流的着火和稳燃能力大大削弱。因此，相对于采用直流燃烧器的W火焰锅炉，采用旋流燃烧器的W火焰锅炉低负荷稳燃能力进一步减弱。实际运行结果表明：对于采用旋流煤粉燃烧器的W火焰锅炉，采用普通微油点火方式时锅炉的最大调峰能力为50％左右，远远无法达到政府对电站锅炉灵活性调峰能力的要求20％。因此，有必要开发针对采用旋流燃烧器W火焰锅炉的新型灵活性调峰技术和装置，提升锅炉的调峰能力。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术采用旋流煤粉燃烧器的W火焰锅炉，普通微油点火方式锅炉的最大调峰能力为50％左右，无法达到政府对电站锅炉灵活性调峰能力的要求，进而需要提供一种采用旋流燃烧器的W火焰锅炉。