一种掺烧焦炉煤气的超临界锅炉的燃烧调整方法.pdf

本发明公开了一种掺烧焦炉煤气的超临界锅炉的燃烧调整方法，包括一种掺烧焦炉煤气的超临界锅炉，其燃烧调整方法包括：八层二次风门采用非线性的正宝塔的风门配风开度，依次向上减小风门开度，燃尽风门在一对角处风门开度小于另一对角处风门开度，煤气枪在二次风采用正宝塔的配风方式下投入最少两层。本发明二次风门采用正宝塔的风门配风开度和燃尽风门两对角处不同的风门开度以及投入多层煤气枪，能够有效降低炉膛出口烟温偏差，降低锅炉的爆管安全事故的发生，且炉膛中下部的富燃料区稳定燃烧和再加上煤气枪的投入，大大降低了NOx生成，让锅炉运行在高效的经济性能区域，降低了综合运行成本，并具有调整方法简单的特点。

权利要求书
1.  一种掺烧焦炉煤气的超临界锅炉的燃烧调整方法，包括一种掺烧焦炉煤气的超临界锅炉，该锅炉包括锅炉炉膛（1）、水冷壁（2）、二次风门（3）、燃尽风门（4）和煤气枪（5），所述二次风门（3）布置在锅炉炉膛（1）内的四面水冷壁（2）墙上，包括依次竖直向下排列的八层，所述燃尽风门（4）布置在炉膛内二次风门上面的水冷壁（2）四角上，所述煤气枪（5）包括四层，分别布置在二次风门（3）的从下到上的二层、三层、六层和七层处，其特征在于：其燃烧调整方法包括：八层二次风门（3）采用非线性的正宝塔的风门配风开度，风门开度依次向上减小，燃尽风门（4）在一对角处风门开度小于另一对角处风门开度，煤气枪（5）在二次风采用正宝塔的配风方式下投入最少两层。

2.  根据权利要求1所述的一种掺烧焦炉煤气的超临界锅炉的燃烧调整方法，其特征在于：所述煤气枪（5）在机组负荷300~400MW区间时，投入二、三两层二次风门处煤气枪，或在机组负荷400~500MW区间时，投入二、六两层二次风门处煤气枪，或在机组负荷500~660MW区间时，投入二+六两层、三+七两层二次风门处煤气枪或三层以上二次风门处煤气枪的组合。

3.  根据权利要求1所述的一种掺烧焦炉煤气的超临界锅炉的燃烧调整方法，其特征在于：所述二次风门（3）的一层风门开度90%~95%、二层风门开度80%~90%、三层风门开度65%~75%、四层风门开度58%~65%、五层风门开度53%~55%、六层风门开度45%~53%、七层风门开度33%~40%、八层风门开度25%~33%，所述燃尽风门（4）在一对角处风门开度为45%~55%、另一对角处风门开度为75%~85%。

说明书一种掺烧焦炉煤气的超临界锅炉的燃烧调整方法
技术领域
本发明涉及一种掺烧焦炉煤气的超临界锅炉的燃烧调整方法，具体涉及超临界锅炉的二次风与燃尽风的不同配风调整方式以及各层煤气枪投运方式，属于四角切圆锅炉燃烧技术领域。
背景技术
某超临界机组锅炉燃烧器为墙式切圆燃烧方式，在每组燃烧器层二次风喷口内安装有焦炉煤气掺烧系统装置，共设计有12只煤气枪，每只出力为3000 Nm3/h，总出力共计36000 Nm3/h，按照焦炉煤气发热量为17~19MJ/Nm3计算，每小时预计可节约标煤20吨，且锅炉燃烧稳定性和经济性大大增强，目前该机组虽已投产，但锅炉四层煤气掺烧系统里一直只投用了最下层煤气枪，其余3层煤气枪从未用过，省煤器出口排烟的NOx浓度也较大（约500 mg/m3），距国家规定的排放标准仍存在一定偏差，加大了脱硝装置的运行成本，目前电厂运行中采用各层二次风门保持同一开度的均等配风方法，四角的燃尽风门也保持同一开度，这样的运行方式在炉膛主燃烧区内未形成空气分级燃烧，不利于降低 NOx 的生成量，且炉膛出口左右侧存在较大的烟温偏差，容易造成受热面管屏之间热偏差大，导致部分管子管壁受热不均匀，管内蒸汽流量分配不均匀，最终引起受热面管道过热爆管发生泄漏，引发设备和人身安全事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种掺烧焦炉煤气的超临界锅炉的燃烧调整方法，实现了既能满足锅炉安全经济运行，又能减少NOx排放的运行方式，使电厂既能有效的降低综合运行成本，又能降低锅炉烟气污染物的排放，以克服现有技术问题的不足。
本发明采取的技术方案为：一种掺烧焦炉煤气的超临界锅炉的燃烧调整方法，包括一种掺烧焦炉煤气的超临界锅炉，该锅炉包括锅炉炉膛、水冷壁、二次风门、燃尽风门和煤气枪，二次风门布置在锅炉炉膛内的四面水冷壁墙上，包括依次竖直向上排列的八层，燃尽风门布置在炉膛内二次风门上面的水冷壁四角上，所述煤气枪包括四层，分别布置在二次风门的从下到上的二层、三层、六层和七层处，其燃烧调整方法包括：八层二次风门采用非线性的正宝塔的风门配风开度，风门开度依次向上减小，燃尽风门在一对角处风门开度小于另一对角处风门开度，煤气枪在二次风采用正宝塔的配风方式下投入最少两层。
优选的，上述煤气枪在机组负荷300~400MW区间时，投入二、三两层二次风门处煤气枪，可以保证燃料集中在炉膛下部形成缺氧的富燃料区，对于保证燃烧的稳定性有利，或在机组负荷400~500MW区间时，投入二、五两层二次风门处煤气枪，可以保证炉膛中下部的富燃料区，有利于燃料的分级燃烧，降低NOx的生成量，或在机组负荷500~660MW区间时，投入二+五两层、三+六两层二次风门处煤气枪或三层以上二次风门处煤气枪的组合，可以最大程度上使得主燃区处于还原性气氛中，全炉膛形成一个缺氧燃烧的富燃料区，由于多层煤气枪的投入，降低了主燃区温度，有利于燃料的分级燃烧，降低NOx的生成量。
优选的，上述二次风门的一层风门开度90%~95%、二层风门开度80%~90%、三层风门开度65%~75%、四层风门开度58%~65%、五层风门开度53%~55%、六层风门开度45%~53%、七层风门开度33%~40%、八层风门开度25%~33%，燃尽风门在一对角处风门开度为45%~55%、另一对角处风门开度为75%~85%，通过二次风门的开度和燃尽风门的开度，让锅炉运行在最佳稳定性和最佳燃烧效率下，保证锅炉的安全运行和降低锅炉的综合运行成本。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下效果：
（1）二次风采用非线性正宝塔的配风方式，通过分级配风方式，将燃烧所需的总空气量按照非线性正宝塔的方式送入炉膛内，下层二次风门开度较大（开度达到90%以上），上层二次风门开度较小（风门开度达到30%左右），这种配风方式使得炉膛内切圆的旋转惯性随着炉膛高度的增加逐渐减弱，下层燃烧器的旋转惯性不会随着炉内烟气的上升传递到上层燃烧器，使得炉膛出口烟温偏差减小，让炉膛出口烟温偏差大会引起炉膛出口截面上的热负荷分配更佳均匀，各受热面吸热和管圈内部流量更佳均匀，不易发生受热面过热和管子发生爆管泄漏等事故，另一方面保证炉膛中下部的富燃料区稳定燃烧，同时由于减少了炉膛中上部的风量，形成还原性气氛，可以降低NOx的生成量，再加上各层煤气枪的投入，可以降低主燃料区温度， 从而进一步降低NOx 的生成量；
（2）燃尽风门在一对角处风门开度小于在另一对角处风门开度，两对角处的燃尽风门开度相等，燃尽风采取这种配风方式可保证对冲的另一对角处有较强的刚性来抑制炉内的残留旋转，进一步降低实际炉膛出口烟温偏差，减小了受热面管子间的热偏差，让各受热面吸热和管圈内部流量更佳均匀，从而减小爆管事故的隐患；
（3）四层煤气枪在不同配风方式下投入最少两层，根据各层煤气枪投入，实现各层焦炉煤气在不同的炉膛高度下进行分级掺烧，在保证燃烧稳定性和锅炉效率的前提下，在燃烧过程中实现各层煤气掺烧和相应的配风方式，以抑制NOx生成，降低脱硝装置的运行成本，且不影响总体炉温，锅炉运行稳定性好，且燃烧经济性更好；
（4）在机组负荷较低时，炉膛温度也相应降低，通过两层或两层以上的煤气枪对应燃烧，保证煤气的着火稳定燃烧和煤粉的燃尽率及机组的安全稳定运行；
（5）该燃烧调整方法易于实施，符合煤粉燃烧原理，在保证锅炉燃烧效率和炉膛出口NOx排放浓度达标的前提下，可保证锅炉的安全和经济运行。
附图说明
图1是本发明的炉膛高度方向截面图；
图2是本发明的炉膛二次风水平方向截面图；
图3是本发明的炉膛燃尽风水平方向截面图；
图4是本发明的炉膛各层煤气枪燃烧器分布图。
图中，1-锅炉炉膛，2-水冷壁，3-二次风门，4-燃尽风门，5-煤气枪。
具体实施方式
实施例：如图1~4所示，一种掺烧焦炉煤气的超临界锅炉的燃烧调整方法，包括一种掺烧焦炉煤气的超临界锅炉，该锅炉包括锅炉炉膛1、水冷壁2、二次风门3、燃尽风门4和煤气枪5，二次风门3布置在锅炉炉膛内的四面水冷壁墙上，包括依次竖直向下排列的八层，燃尽风门4布置在炉膛内二次风门上面的水冷壁四角上，所述煤气枪5包括四层，分别布置在二次风门3的从下到上的二层（图中AB层）、三层（图中BC层）、五层（图中DE层）和六层（图中EF层）处，其燃烧调整方法包括：八层二次风门3采用非线性的正宝塔的风门配风开度，风门开度依次向上减小，一层（图中AA层）风门开度95%、二层（图中AB层）风门开度85%、三层（图中BC层）风门开度70%、四层（图中CC层）风门开度60%、五层（图中CD层）风门开度55%、六层（图中DE层）风门开度50%、七层（图中EF层）风门开度35%、八层（图中FF层）风门开度30%，燃尽风门4在一对角处风门开度为50%、另一对角处风门开度为80%。
优选的，上述煤气枪在机组负荷300~400MW区间时，投入二、三两层二次风门处煤气枪，可以保证燃料集中在炉膛下部形成缺氧的富燃料区，对于保证燃烧的稳定性有利，或在机组负荷400~500MW区间时，投入二、五两层二次风门处煤气枪，可以保证炉膛中下部的富燃料区，有利于燃料的分级燃烧，降低NOx的生成量，或在机组负荷500~660MW区间时，投入二+五两层、三+六两层二次风门处煤气枪或三层以上二次风门处煤气枪的组合，可以最大程度上使得主燃区处于还原性气氛中，全炉膛形成一个缺氧燃烧的富燃料区，由于多层煤气枪的投入，降低了主燃区温度，有利于燃料的分级燃烧，降低NOx的生成量。
上述燃烧调整方法采用二次风采用非线性正宝塔的配风方式，通过分级配风方式，将燃烧所需的总空气量按照非线性正宝塔的方式送入炉膛内，下层二次风门开度较大（开度达到90%以上），上层二次风门开度较小（风门开度达到30%左右），这种配风方式使得炉膛内切圆的旋转惯性随着炉膛高度的增加逐渐减弱，下层燃烧器的旋转惯性不会随着炉内烟气的上升传递到上层燃烧器，使得炉膛出口烟温偏差减小，让炉膛出口烟温偏差大会引起炉膛出口截面上的热负荷分配更佳均匀，各受热面吸热和管圈内部流量更佳均匀，不易发生受热面过热和管子发生爆管泄漏等事故，另一方面保证炉膛中下部的富燃料区稳定燃烧，同时由于减少了炉膛中上部的风量，形成还原性气氛，可以降低NOx的生成量，再加上各层煤气枪的投入，可以降低主燃料区温度， 从而进一步降低NOx 的生成量，四层煤气枪在不同配风方式下投入最少两层，根据各层煤气枪投入，实现各层焦炉煤气在不同的炉膛高度下进行分级掺烧，在保证燃烧稳定性和锅炉效率的前提下，在燃烧过程中实现各层煤气掺烧和相应的配风方式，以抑制NOx生成，降低脱硝装置的运行成本，且不影响总体炉温，锅炉运行稳定性好，且燃烧经济性更好。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。