[发明专利]一种适用于深度调峰的超低负荷稳燃燃烧器

说明书

本发明公开了一种适用于深度调峰的超低负荷稳燃燃烧器，包括低负荷稳燃旁路、低负荷燃烧喷口、一次风管、一次风喷口、内二次风喷口、外二次风喷口、中心风管、第一级乏气风管、第二级乏气风管、中心风启旋器以及隔离挡板；本发明充分考虑了锅炉深度调峰的需求，同时兼顾高、低负荷下的灵活切换，通过低负荷稳燃旁路，辅以两级浓淡分离，并配置专用的低负荷燃烧喷口，加之低负荷旋流二次风的使用，使得该燃烧器在极低负荷下，仍能维持煤粉气流的最佳煤粉浓度和一次风速，保证燃烧的稳定性。经两级浓淡分离后的贫粉流作为乏气由两级乏气风管返回至一次风管，最后进入一次风喷口燃烧，实现了分级燃烧，对降低NOx排放有一定的积极意义。

技术领域

本发明属于燃煤电厂灵活性改造及深度调峰技术领域，具体涉及一种适用于深度调峰的超低负荷稳燃燃烧器。

背景技术

随着新能源装机规模的大幅上升，同时风电、光伏发电存在较强的随机性，在一定时间周期负荷变化较大，这对电网运行的可靠性产生了一定的负面影响。为提高可再生能源的消纳能力，承担电网一半以上发电量的燃煤火电机组必须能够灵活快速地调整负荷，同时考虑到风电、光伏发电的峰谷差异较大，需尽可能多地挖掘燃煤火电机组的调峰能力，机组最小技术出力进一步下探，实现深度调峰。

受电厂煤质、设备情况等影响，目前我国火电机组调峰能力在纯凝工况下普遍只有50％额定容量，无法满足装机规模持续增长的可再生能源的消纳。而锅炉低负荷稳燃能力是限制机组进一步提升调峰能力的关键因素之一，提高锅炉在低负荷状态下乃至超低负荷下的稳燃能力，使火电机组能够在更低的负荷下安全稳定运行而不致引起熄火事故，从而实现深度调峰，是当前亟待解决的问题同时也是当前的研究难点。

采用稳燃能力强、稳燃效果更好的煤粉燃烧器，是提高锅炉低负荷稳燃能力的主要措施和方法。近20年来，国内外已成功开发了多种稳燃效果较好的煤粉燃烧器，如美国CE公司开发的WR燃烧器，日本三菱重工的PM燃烧器，华中科技大学的钝体燃烧器，清华大学的火焰稳定船燃烧器、预燃室燃烧器以及各种类型的旋流燃烧器。目前这些燃烧器已部分应用于我国的燃煤锅炉，并取得不错的稳燃效果；但如需将锅炉不投油稳燃负荷降至30％乃至25％额定负荷以下，仍然有较大的难度。

随着火电机组灵活性改造的大规模铺开，专为深度调峰所设计、在超低负荷工况下具备较强稳燃能力的煤粉燃烧器将拥有广阔的发展前景，同时它也是进一步发掘锅炉调峰能力的必然要求。

目前的大型电站煤粉锅炉均采用直吹式制粉系统，直吹式制粉系统在锅炉负荷降低时，磨煤机的出力也要降低，从而会引起由磨煤机直接送往燃烧器的风粉混合物中的空气和煤粉的质量比A/C增大(即在一次风中煤粉浓度的降低)。一般来说，煤粉炉在低负荷运行时，影响煤粉火炬稳定性的主要因素有：燃料特性(主要是挥发分的含量和燃料中固定碳和挥发分的比值FC/V)；燃烧器区域的炉膛热负荷；一、二次风的温度和一次风中空气和煤粉的质量比A/C。但在锅炉低负荷运行时，随着磨煤机出力的降低，A/C比值会增大，当A/C比值增大到某一限值时，就会引起煤粉燃烧的不稳定，从而限制了锅炉的调峰能力。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的旋流煤粉燃烧器，充分考虑深度调峰的需求，以能够在超低负荷工况下实现稳定燃烧为设计目的，提出了一种适用于深度调峰的超低负荷稳燃燃烧器，通过低负荷稳燃旁路实现对低负荷工况下空气煤粉质量比A/C有效控制与调整，使A/C比值始终处于较佳的范围，同时采用低负荷煤粉再浓缩装置及乏气分离，使旋流煤粉燃烧器在超低负荷工况下能够维持稳定燃烧。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种适用于深度调峰的超低负荷稳燃燃烧器，包括低负荷稳燃旁路、低负荷燃烧喷口、一次风管、一次风喷口、内二次风喷口、外二次风喷口、中心风管、第一级乏气风管、第二级乏气风管、中心风启旋器以及隔离挡板；