本發(fā)明涉及變負荷運行以及配煤燃燒，具體地涉及一種變負荷燃用高堿煤的配煤系統(tǒng)及方法。

背景技術：

1、我國的能源結構特征是富煤、貧油、少氣，這也決定了我國的能源消費以煤炭為主。我國新疆地區(qū)高堿煤儲量豐富，新疆高堿煤是我國重要的動力用煤之一，但其煤灰中堿金屬含量偏高，這也導致直接燃用高堿煤極易造成鍋爐嚴重結渣、沾污。尤其是在鍋爐變負荷運行時，鍋爐爐膛內的溫度場、流場以及煤的堿金屬析出特性等會發(fā)生劇烈變化，加重了結渣及沾污程度。而鍋爐受熱面以及煙道結渣積灰會導致傳熱阻力、傳熱效率下降，嚴重時還可能導致超溫爆管、過熱器嚴重腐蝕磨損等各種安全問題，影響了高堿煤的高效利用與鍋爐的安全運行。因此，解決變負荷工況下高堿煤燃燒的結渣積灰問題具有重要意義。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提出一種變負荷燃用高堿煤的配煤系統(tǒng)及方法，可以解決現(xiàn)有技術中的如何在變負荷工況下燃用高堿煤且減少其燃燒后結渣積灰的問題。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn)：

3、第一方面，本發(fā)明提出一種變負荷燃用高堿煤的配煤系統(tǒng)，包括優(yōu)劣煤爐外摻混輸送系統(tǒng)、高堿煤爐內摻燒輸送系統(tǒng)、爐膛燃燒系統(tǒng)、送風系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)；

4、所述優(yōu)劣煤爐外摻混輸送系統(tǒng)包括輸煤皮帶、煤斗、分隔板、電閘門、磨煤機、給煤機和排粉風機，將優(yōu)劣兩種煤按一定煤量在爐外進行摻混，并磨成煤粉后送入下層燃燒器；

5、所述高堿煤爐內摻燒輸送系統(tǒng)包括輸煤皮帶、煤斗、電閘門、磨煤機、給煤機和排粉風機，將高堿煤磨成煤粉后送入上層燃燒器；

6、所述爐膛燃燒系統(tǒng)包括a、b、c、d、e、f六層燃燒器、主燃區(qū)、摻燒區(qū)和燃盡區(qū)，將送入的燃料在爐膛中燃燒；

7、所述送風系統(tǒng)包括送風機和空氣預熱器，將熱風輸入磨煤機、燃燒器和燃盡區(qū)，輸送煤粉并為燃燒提供空氣；

8、所述監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測爐膛出口溫度、爐膛出口升溫速率、爐膛負荷與爐膛出口過量空氣系數(shù)等關鍵參數(shù)，并根據(jù)運行情況，反饋給相應部件調節(jié)運行狀態(tài)，相應部件包括優(yōu)質煤煤斗電閘門、劣質煤煤斗電閘門、高堿煤煤斗電閘門與送風機。

9、第二方面，本發(fā)明提出一種采用上述系統(tǒng)的變負荷燃用高堿煤的配煤方法，包括以下步驟：

10、s1，該系統(tǒng)于爐外摻混優(yōu)劣兩種品質不同煤種，優(yōu)劣兩種煤分別從輸煤皮帶落入煤斗，經過電閘門，落入給煤機，再送入磨煤機與排粉風機，最后送入a、b、c三層燃燒器，在主燃區(qū)進行燃燒。

11、s2，高堿煤于爐內摻燒，其從輸煤皮帶落入煤斗，經過電閘門，落入給煤機，再送入磨煤機與排粉風機，最后送入d、e兩層燃燒器，在摻燒區(qū)進行燃燒。

12、s3，燃燒過程中，f層燃燒器備用，監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)測爐膛出口溫度、爐膛出口升溫速率、爐膛負荷與爐膛出口過量空氣系數(shù)等關鍵參數(shù)。

13、s4，當爐膛低負荷運行時，監(jiān)控系統(tǒng)將負荷情況反饋至配煤煤斗電閘門、高堿煤煤斗電閘門與送風機。燃料方面，優(yōu)質煤煤斗電閘門開度變大，劣質煤煤斗電閘門開度變小，增大優(yōu)質煤進煤量，減小劣質煤進煤量，以此穩(wěn)定燃燒；高堿煤煤斗電閘門開度適當調整，確保爐膛出口溫度與升溫速率均低于設定值。送風方面，送風機增大送風量，以此增大爐膛氧量，穩(wěn)定燃燒；同時監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)測爐膛出口過量空氣系數(shù)，以此判斷爐膛氧量是否達到預期值。

14、s5，當爐膛高負荷運行時，監(jiān)控系統(tǒng)將負荷情況反饋至配煤煤斗電閘門、高堿煤煤斗電閘門與送風機。燃料方面，優(yōu)質煤煤斗電閘門開度變小，劣質煤煤斗電閘門開度變大，減小優(yōu)質煤進煤量，增大劣質煤進煤量，以此提高燃燒經濟效益。并且劣質煤中氧化鋁、二氧化硅等含量較高，所以燃用較多的劣質煤作為高堿煤配煤時，能有效捕捉堿金屬灰分，減緩鍋爐的結渣積灰。高堿煤煤斗電閘門開度適當調整，確保爐膛出口溫度與升溫速率均低于設定值。送風方面，送風機減小送風量，以此減小爐膛氧量，防止主燃區(qū)燃燒過于劇烈而結焦；同時監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)測爐膛出口過量空氣系數(shù)，以此判斷爐膛氧量是否達到預期值。

15、s6，當監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測到爐膛出口溫度或升溫速率較高時，說明此時爐膛結渣積灰較嚴重或結渣積灰速率較快，此時高堿煤煤斗電閘門開度變小，減小高堿煤進煤量。同時優(yōu)劣兩種配煤煤斗的電閘門開度適當變大，增大配煤進煤量，減緩鍋爐的結渣積灰情況，確保鍋爐安全運行。監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)測參數(shù)并反饋給相應部件，相應部件重復上述調整操作，直至爐膛出口溫度與升溫速率均低于設定值。

16、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

17、本發(fā)明提出一種變負荷燃用高堿煤的配煤系統(tǒng)及方法，通過爐外摻混與爐內摻燒相結合的方式，在緩解高堿煤燃燒結渣積灰的同時，能調節(jié)優(yōu)劣兩煤種進煤量以適應變負荷燃用高堿煤。本發(fā)明還設置監(jiān)控系統(tǒng)，能實時監(jiān)測爐膛負荷變化與結渣積灰情況并反饋給相應部件，相應部件能及時調整爐內爐外煤種的進煤量與進風量等，實現(xiàn)燃燒過程燃料與送風自動化智能調節(jié)，提高生產效率與鍋爐運行的安全穩(wěn)定性。

18、進一步地，本發(fā)明于燃燒器上層摻用高堿煤，通過提高摻燒位置降低堿金屬的排放速率，同時上層燃燒區(qū)域溫度較低，也能減緩高堿煤燃燒所導致的結渣積灰；

19、進一步地，本發(fā)明在高負荷下使用劣質煤作為燃料能提高經濟效益，劣質煤燃燒后灰分中的氧化鋁、二氧化硅等成分還能捕捉高堿煤燃燒產生的堿金屬灰分，進一步減緩高堿煤燃燒的結渣積灰；

20、進一步地，本發(fā)明布置的監(jiān)控系統(tǒng)與相應部件能快速響應機組負荷的變化，適應變負荷方式簡單可靠，避免以往在適應變負荷過程中出現(xiàn)時間滯后，不能及時應對負荷快速變動的局面。

技術特征：

1.一種變負荷燃用高堿煤的配煤系統(tǒng)，其特征在于，包括：優(yōu)劣煤爐外摻混輸送系統(tǒng)、高堿煤爐內摻燒輸送系統(tǒng)、爐膛燃燒系統(tǒng)、送風系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)；所述優(yōu)劣煤爐外摻混輸送系統(tǒng)包括優(yōu)質煤輸煤皮帶1、劣質煤輸煤皮帶2、配煤煤斗6、分隔板3、優(yōu)質煤煤斗電閘門4、劣質煤煤斗電閘門5、配煤磨煤機8、配煤給煤機7和配煤排粉風機9；所述高堿煤爐內摻燒輸送系統(tǒng)包括高堿煤輸煤皮帶10、高堿煤煤斗11、高堿煤煤斗電閘門12、高堿煤磨煤機14、高堿煤給煤機13和高堿煤排粉風機15；所述爐膛燃燒系統(tǒng)包括a、b、c、d、e、f六層燃燒器16、主燃區(qū)、摻燒區(qū)和燃盡區(qū)；所述送風系統(tǒng)包括送風機18和空氣預熱器；所述監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測爐膛出口溫度、爐膛出口溫升速率、爐膛負荷與爐膛出口過量空氣系數(shù)等關鍵參數(shù)，并根據(jù)運行情況，反饋給相應部件調節(jié)運行狀態(tài)，相應部件包括優(yōu)質煤煤斗電閘門4、劣質煤煤斗電閘門5、高堿煤煤斗電閘門12與送風機18。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種變負荷燃用高堿煤的配煤系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)中，采用了爐外預混和爐內摻燒相結合的方式，爐內摻燒能緩解高堿煤燃燒的結渣積灰，爐外預混能適應快速變負荷，增強燃煤經濟性，在高負荷下還能進一步緩解高堿煤燃燒的結渣積灰。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種變負荷燃用高堿煤的配煤系統(tǒng)，其特征在于，所述運行情況中，判斷爐膛氧量是通過監(jiān)測爐膛出口過量空氣系數(shù)實現(xiàn)的。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種變負荷燃用高堿煤的配煤系統(tǒng)，其特征在于，所述運行情況中，判斷爐膛結渣積灰情況是通過監(jiān)測爐膛出口溫度與爐膛出口升溫速率實現(xiàn)的，爐膛出口溫度或爐膛出口升溫速率高于預設值時，說明爐膛結渣積灰較為嚴重。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種變負荷燃用高堿煤的配煤系統(tǒng)，其特征在于，其實時監(jiān)測系統(tǒng)所處狀態(tài)，反饋至相應部件，相應部件通過調整優(yōu)質煤、劣質煤和高堿煤煤斗電閘門開度，送風機送風量以實現(xiàn)快速改變配煤量與響應負荷變化。

6.一種采用權利要求1-5所述的一種變負荷燃用高堿煤的配煤系統(tǒng)的變負荷燃用高堿煤的配煤方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明提出了一種變負荷燃用高堿煤的配煤系統(tǒng)及方法，屬于變負荷運行以及配煤燃燒技術領域，該方法采用優(yōu)劣兩種煤爐前混合作為配煤煤種，改變兩種煤的進煤量適應鍋爐變負荷；此外，高堿煤于爐內摻燒，配煤燃燒能有效緩解其燃燒的結渣積灰，高負荷時劣質煤的摻燒也能捕捉灰分以達到減緩結渣的效果。最后布置在線監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測爐膛出口關鍵參數(shù)，并反饋給相應部件。相應部件通過調整三種煤的煤量以及送風機送風量，以實現(xiàn)低負荷穩(wěn)燃與高負荷減緩高堿煤結渣等目的，有效增強燃用高堿煤的經濟效益，保證鍋爐安全穩(wěn)定運行。

技術研發(fā)人員：馬國偉,杜寶倉,張野,王新良,劉成,周磊
受保護的技術使用者：國家能源集團科學技術研究院有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9