含碳固體燃料混合燃燒試驗(yàn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于固體燃料燃燒技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種含碳固體燃料混合燃燒試驗(yàn)裝 置及方法，適用于對各種含碳固體燃料進(jìn)行混合燃燒的優(yōu)化研究。
【背景技術(shù)】
[0002] 混合燃料燃燒技術(shù)是指將不同種類的燃料按一定比例進(jìn)行滲混改變混配燃料的 著火特性、結(jié)渣特性、燃盡特性、排放特性等，W適應(yīng)不同燃燒設(shè)備對燃料的要求。常見的 含碳固體燃料混合燃燒技術(shù)有混煤燃燒、煤與生物質(zhì)混燒、污泥與煤混燒、煤與石油焦混燒 等。
[0003] 混煤燃燒技術(shù)是火力發(fā)電廠電廠拓寬煤源的一種重要技術(shù)，也是保證鍋爐入爐煤 質(zhì)達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的有效手段。但是，如果混煤配置不合理，會造成燃燒設(shè)備運(yùn)行水平下降， 著火困難，燃燒不穩(wěn)定，效率降低，結(jié)渣積灰加劇，污染物排放增加等問題，甚至造成停爐事 故。在現(xiàn)有燃煤條件下，為最大限度地保證燃煤供應(yīng)，混煤燃燒已成為火電廠的必然選擇。 同時也需要對混燒燃燒技術(shù)進(jìn)行更全面和深入的研究，保證鍋爐混煤燃燒運(yùn)行時燃燒穩(wěn)定 性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、環(huán)保性的要求。
[0004] 與煤、石油、天然氣等常規(guī)能源相比，生物質(zhì)具有來源廣，C02零排放，S02、NOx和 灰渣排放少，W及可再生等優(yōu)點(diǎn)。生物質(zhì)燃燒雖然具有上述優(yōu)越性，但在電廠的大規(guī)模應(yīng)用 中受到生物質(zhì)本身熱值低、形狀不規(guī)則等特性的限制，難W保證純燒生物質(zhì)鍋爐燃燒的穩(wěn) 定性和經(jīng)濟(jì)性。而使用生物質(zhì)和煤作為原料進(jìn)行混燒，相對于純生物質(zhì)燃燒來說可W大大 提高生物質(zhì)的利用率，具有十分廣闊的前景。生物質(zhì)與煤混燒也存在一些問題：如生物質(zhì)原 料的供應(yīng)；混燒比例問題；生物質(zhì)燃料引起的結(jié)渣和腐蝕問題；污染問題等。對生物質(zhì)和煤 混燒進(jìn)行深入的研究，對推動生物質(zhì)與煤混燒發(fā)電具有重要意義。
[0005] 污泥是污水處理的副產(chǎn)品，其對環(huán)境危害主要使水源水質(zhì)惡化，污染±壤農(nóng)作物 等。如何妥善處置該些污水處理過程中產(chǎn)生的總量巨大的污泥，W減少對環(huán)境的污染，已成 為亟待解決的關(guān)鍵問題。污泥的焚燒是指依靠污泥自身的熱值或添加適當(dāng)?shù)妮o助燃料，對 脫水或烘干后的污泥進(jìn)行焚燒處理的過程。根據(jù)測算，利用熱電廠鍋爐焚燒污泥比?？诮?造污泥焚燒處理系統(tǒng)的成本要低的多。污泥具有的熱值可W給燃煤電站帶來經(jīng)濟(jì)效益，同 時也為污泥處置帶來便利，所W對污泥與煤混燒相關(guān)問題的理論研究對推動污泥混煤燃燒 在火電廠中的運(yùn)用具有重要作用。
[0006] 在生物質(zhì)混煤燃燒與污泥混煤燃燒的實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)是將經(jīng)過處理后的生物 質(zhì)或污泥與煤預(yù)先混合后再送入爐膛燃燒，該是"爐前滲混"混合燃燒方式。在含碳固體燃 料混合燃燒技術(shù)的運(yùn)用中，除"爐前滲混"混合燃燒方式外，亦有"爐內(nèi)滲燒"混合燃燒方式， "爐內(nèi)滲燒"混合燃燒方式是指具有多燃燒器結(jié)構(gòu)的燃燒設(shè)備在不同燃料混燒運(yùn)行過程中， 存在不同燃燒器燃用不同燃料的現(xiàn)象。由于此時不同燃料的混合過程是在爐膛內(nèi)與燃燒過 程同時進(jìn)行的，故稱之為"爐內(nèi)滲燒"混合燃燒方式。目前有關(guān)含碳固體燃料混合燃燒的研 究多集中于2種含碳固體燃料混合后再在單燃燒器爐膛中燃燒的工況，因此只能開展"爐 前滲混"方式的研究，而大型燃燒設(shè)備通常都配有多個燃燒器。大型燃燒設(shè)備系統(tǒng)和現(xiàn)場操 作復(fù)雜，若W其為平臺對含碳固體燃料混合燃燒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，不但會消耗大量的人力，而 且成本高，周期長，還具有一定的風(fēng)險。上述分析表明，為滿足各種實(shí)用需要，亟需對含碳固 體燃料"爐內(nèi)滲燒"混合燃燒方式進(jìn)行研究，并與"爐前滲混"混合燃燒方式對比。因此需 要解決的一個重要問題就是設(shè)計出具有多燃燒器爐膛結(jié)構(gòu)、與實(shí)際工業(yè)燃燒條件接近且操 作控制簡單方便的實(shí)驗(yàn)研究平臺，獲得不同含碳固體燃料混合燃燒優(yōu)化信息，指導(dǎo)實(shí)際工 業(yè)中的含碳固體燃料混合燃燒運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對存在的問題，本發(fā)明提出的一種含碳固體燃料混合燃燒試驗(yàn)裝置及方法，其 目的在于，在同一個平臺上可開展"爐前滲混"和爐內(nèi)滲燒"兩種混合燃燒方式的實(shí)驗(yàn)研究， 獲得不同含碳固體燃料混合燃燒優(yōu)化工況信息，從而指導(dǎo)實(shí)際工業(yè)中的含碳固體燃料混合 燃燒運(yùn)行。
[000引一種含碳固體燃料混合燃燒試驗(yàn)裝置，包括送風(fēng)機(jī)、空氣預(yù)熱器、流量控制閥、試 驗(yàn)爐和兩個給粉器；
[0009] 試驗(yàn)爐的入口端設(shè)置了兩燃燒器、兩個一次風(fēng)噴口和=個二次風(fēng)噴口；兩燃燒器 的輸入端分別一一對應(yīng)連接兩個給粉器的輸出端，兩燃燒器的輸出端分別一一對應(yīng)連接兩 一次風(fēng)噴口；
[0010] 空氣預(yù)熱器的輸入端連接送風(fēng)機(jī)的輸出端，空氣預(yù)熱器的輸出端連接四個送風(fēng)管 路，四個送風(fēng)管路上均設(shè)有流量控制閥，其中，第一送風(fēng)管路送出的風(fēng)用于將兩個給粉器中 的含碳固體燃料分別送入各自連接的燃燒器，在燃燒器混合均勻后經(jīng)分居上下的兩個一次 風(fēng)噴口噴入試驗(yàn)爐中燃燒；第二、=、四送風(fēng)管路分別通過分居上、中、下的=個二次風(fēng)噴口 向試驗(yàn)爐的上部、中部和下部送風(fēng)。
[0011] 一種所述裝置的含碳固體燃料爐前滲混試驗(yàn)方法，具體為；將兩種不同含碳固體 燃料混合均勻后分別投入兩給粉器；啟動空氣預(yù)熱器對風(fēng)預(yù)熱；空氣預(yù)熱器的第一送風(fēng)管 路送出風(fēng)將兩個給粉器中的煤粉分別送入各自連接的燃燒器，在燃燒器混合均勻后經(jīng)一次 風(fēng)噴口噴入試驗(yàn)爐中燃燒；空氣預(yù)熱器的第二、=、四送風(fēng)管路分別通過=個二次風(fēng)噴口向 試驗(yàn)爐的上部、中部和下部送風(fēng)；調(diào)整各送風(fēng)管路上的流量控制閥開度W調(diào)整送風(fēng)量，觀測 送風(fēng)量改變后燃料爐前滲混情況。
[0012] 一種基于所述裝置的含碳固體燃料爐內(nèi)滲燒試驗(yàn)方法，具體為：將兩種不同含碳 固體燃料分別投入兩給粉器；啟動空氣預(yù)熱器對風(fēng)預(yù)熱；空氣預(yù)熱器的第一送風(fēng)管路送出 風(fēng)將兩個給粉器中的煤粉分別送入各自連接的燃燒器，在燃燒器混合均勻后經(jīng)一次風(fēng)噴口 噴入試驗(yàn)爐中燃燒；空氣預(yù)熱器的第二、=、四送風(fēng)管路分別通過=個二次風(fēng)噴口向試驗(yàn)爐 的上部、中部和下部送風(fēng)；調(diào)整各送風(fēng)管路上的流量控制閥開度W調(diào)整送風(fēng)量，觀測送風(fēng)量 改變后燃料爐內(nèi)滲燒情況。
[0013] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在：
[0014] (1)既可W實(shí)現(xiàn)含碳固體燃料的"爐前滲混"混合燃燒方式，又可W實(shí)現(xiàn)含碳固體 燃料的"爐內(nèi)滲燒"混合燃燒方式，在同一個實(shí)驗(yàn)平臺上就可W開展2種混合燃燒方式的對 比研究。
[001引 似可W根據(jù)不同燃