一种适用于锅炉深度调峰的磨煤机运行方法与流程

本发明属于燃煤电厂锅炉深度调峰技术领域，具体涉及一种适用于锅炉深度调峰的磨煤机运行方法。

背景技术：

近年来，随着风电、太阳能等清洁能源装机容量的迅猛增长，我国发电结构和用电结构不断的发生变化，而电网的调峰问题日益突出，主要表现为调峰能力不足，调峰能力与用电需求之间存在着巨大的供需矛盾。进一步挖掘燃煤机组的调峰能力，提升我国火电机组的运行灵活性已势在必行。

国内部分燃煤机组开展了相关研究，通过对给煤系统、制粉系统、燃烧器、控制系统等进行相关改造，实现了锅炉侧25％低负荷的运行案例。目前，通过深度调峰综合性改造的方法实现深度调峰，多基于常规运行方法，由此带来改造效果受限，改造投资大，同时常规运行方法在低负荷尤其是超低负荷条件下，对锅炉的稳定运行存在不利影响。在现阶段火电机组灵活性改造大范围铺开的形势下，需要提供一种适合深度调峰的设备运行方法，该方式能够更好地挖掘锅炉深度调峰的潜力，更便于开展有针对性的灵活性改造，以低成本实现高效的深度调峰。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有深度调峰技术的缺点，提出了一种适用于锅炉深度调峰的磨煤机运行方法，特别针对低负荷下锅炉燃烧工况，该方式能够增强稳燃性能，进一步释放深调潜力，设计简单、可操作性强、实现成本低，是一种低成本、高效的深度调峰技术措施。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种适用于锅炉深度调峰的磨煤机运行方法，该方法根据集中强化燃烧的机理，磨煤机采用单台磨煤机运行方法。

本发明进一步的改进在于，投运的单台磨煤机配置动态分离器，根据运行需求调整煤粉细度。

本发明进一步的改进在于，投运的单台磨煤机出口粉管还安装有煤粉细度在线分析仪表，并经现场试验标定。

本发明进一步的改进在于，投运的单台磨煤机所用煤种为高挥发分烟煤，干燥无灰基挥发分vdaf≥35％，灰分＜5％，全水分＜10％。

本发明进一步的改进在于，投运的单台磨煤机应采用安全范围内允许的最高的磨煤机出口温度，煤粉细度应控制在8％以内，并采用风煤比为1.5和一次风速为15m/s。

本发明进一步的改进在于，磨煤机出口温度为90℃。

本发明进一步的改进在于，在单台磨煤机运行时，锅炉热二次风温应在350℃以上，并采用一次风置换技术，由高温热二次风替换浓淡分离后的乏气，用热风加热浓一次风煤粉气流，以提高燃烧的稳定性。

本发明进一步的改进在于，单台磨煤机运行时，将停运燃烧器的冷却风量降低至风门最小开度。

本发明至少具有如下有益的技术效果：

本发明提供的一种适用于锅炉深度调峰的磨煤机运行方法，是依据集中强化燃烧机理，结合低负荷下锅炉运行工况的实际特点，将磨煤机运行方法由两台或多台磨煤机投运切换至单台磨煤机运行。根据燃烧学的基本原理及锅炉炉内煤粉燃烧的特点，当锅炉燃烧工况低于设计的最低稳定运行负荷时，炉膛的温度会急剧下降，导致煤粉的快速着火出现困难，进而引发火焰稳定性差，容易发生熄火、炉膛灭火、放炮等重大安全隐患。单台磨煤机运行方法下燃料更为集中，火焰强度更高，能够提高锅炉燃烧稳定性。

与现有低负荷常规运行方法相比，本发明从低负荷锅炉燃烧的实际情况出发，基于集中强化燃烧的理论，提出了一种深度调峰负荷下的磨煤机运行方法及其配套技术措施。该方式将磨煤机运行方法切换为单台磨煤机运行，此时磨煤机采用调峰专用的高挥发分优质烟煤，易着火燃烧，还能保证单台磨煤机的出力可满足锅炉负荷的要求。单台磨煤机运行方法下，磨煤机同时配置了动态分离器和煤粉细度在线分析仪表，形成了一套煤粉细度自反馈闭环系统，能够根据低负荷下锅炉燃烧的实际需求，进一步降低煤粉细度至8％，增大煤粉颗粒比表面积，使之更充分地与氧接触发生燃烧反应，形成良好的扩散燃烧态势。单台磨煤机运行时，通过风煤比和一次风速的调整，控制风煤比在1.5左右、一次风速在15m/s左右，既可使煤粉气流的着火热显著下降，还能够确保煤粉不发生沉积问题。为保证单台磨煤机运行时能够获得足够高的煤粉浓度，燃烧器配备浓淡分离装置，在控制风煤比、一次风速的基础上，进一步提升浓侧一次风煤粉气流的煤粉浓度，使火炬处于高煤粉浓度、高补氧条件下，更好地保持火焰的稳定性。在单台磨煤机运行方法下，在安全运行范围内，采用较高的磨煤机出口温度(约90℃)，另外在煤粉气流进入燃烧器浓淡分离时，进行一次风置换，以更高温度的热二次风(约350℃)对淡侧一次风进行乏气置换，这样，着火燃烧初期加热空气所需的热量就会大大降低，煤粉气流着火所需要的着火热也就有有所减少，在相同的卷吸烟气量下，煤粉气流能够达到更高的温度，起到加速和稳定着火的作用。另外，最小化停运燃烧器的冷却风量，能够增加参与主燃烧反应的空气量，使补氧条件更好，同时减少了对无效风量的供给，有利于燃烧效率的提高。

附图说明

图1为本发明一种适用于锅炉深度调峰的磨煤机运行方法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步地详细说明。

参见图1，本发明提供的一种适用于锅炉深度调峰的磨煤机运行方法，包括以下技术措施：

磨煤机采用单台磨煤机运行方法。

单台磨煤机运行方法，投入锅炉炉内的燃料更为集中，火焰强度更高，即使在超低负荷下，仍可维持投运磨煤机在较高出力运行，磨煤机的运行状态更为稳定。

投运的单台磨煤机配置动态分离器，可根据运行需求大范围调整煤粉细度。投运的单台磨煤机出口粉管还安装有煤粉细度在线分析仪表，并经现场试验标定。

单台磨煤机运行方法下，配置动态分离器的磨煤机可根据运行需求及时调整煤粉细度，锅炉低负荷运行时，通过调节动态分离器转速或变频，将煤粉细度r90控制8％以内。由于磨煤机出口安装有经标定的煤粉细度在线分析仪表，可实时反馈细度数据至dcs系统，从而实现低负荷锅炉运行条件下，单磨运行的自动调整与控制。

投运的单台磨煤机所用煤种为高挥发分优质烟煤，干燥无灰基挥发分vdaf≥35％，灰分＜5％，全水分＜10％。

单台磨煤机运行时，磨煤机上煤为调峰专用的高挥发分优质烟煤，易着火燃烧，以提高单台磨煤机运行时，对应燃烧器的燃烧稳定性，同时优质烟煤条件下，锅炉总燃煤量相对处于较低水平，保证单台磨煤机的出力可满足锅炉负荷的要求。

投运的单台磨煤机应采用安全范围内允许的尽可能高的磨出口温度(约90℃)，煤粉细度应控制在8％以内，并采用较低的风煤比(约1.5)和一次风速(15m/s)。

提高磨煤机出口温度、提高煤粉细度以及提高一次风煤粉浓度(较低的风煤比和一次风速)。一方面超细煤粉颗粒的比表面积更大，能够更充分地与氧接触发生燃烧反应，形成良好的扩散燃烧态势，同时更细的煤粉颗粒其活化能更低，能够有效促进燃烧反应的快速进行。另一方面，较高的一次风煤粉浓度，一次风中煤粉占比高，可以减少加热空气所需的热量和热量散失，既可使煤粉气流的着火热显著下降，还能够确保煤粉不发生沉积问题。另外，较高的磨煤机出口温度，也会降低煤粉颗粒着火吸收热量。

在单台磨煤机运行时，锅炉热二次风温应在350℃以上，并采用一次风置换技术，由高温热二次风替换浓淡分离后的乏气，用热风加热浓一次风煤粉气流，以提高燃烧的稳定性。

单台磨煤机运行方法下，在煤粉气流进入燃烧器浓淡分离时，进行一次风置换，以更高温度的热二次风(约350℃)对淡侧一次风进行乏气置换，这样，着火燃烧初期加热空气所需的热量就会大大降低，煤粉气流着火所需要的着火热也就有有所减少，在相同的卷吸烟气量下，煤粉气流能够达到更高的温度，起到加速和稳定着火的作用。

单台磨煤机运行时，将停运燃烧器的冷却风量降低至风门最小开度。

最小化停运燃烧器的冷却风量，能够增加参与主燃烧反应的空气量，使补氧条件更好，同时减少了对无效风量的供给，有利于燃烧效率的提高。

本发明所提出的一种适用于锅炉深度调峰的磨煤机运行方法，充分考虑了低负荷下锅炉运行工况的实际特点，依据集中强化燃烧机理，将磨煤机运行方法由两台磨煤机或多台磨煤机投运切换至单台磨煤机运行。根据燃烧学的基本原理及锅炉炉内煤粉燃烧的特点，配合一系列技术措施，该运行方法下燃料更为集中，火焰强度更高，能够提高锅炉燃烧稳定性，提升锅炉深度调峰能力。

综上所述，本发明从深度调峰状态下的运行方法角度出发，提出了超低负荷下锅炉单台磨煤机运行方法及配套技术措施。考虑低负荷锅炉燃烧的实际情况，基于集中强化燃烧的理论，将磨煤机运行方法切换为单台磨煤机运行，并配以调峰专用的高挥发分优质烟煤，易着火燃烧，还能保证单台磨煤机的出力可满足锅炉负荷的要求。单台磨煤机运行方法下，磨煤机同时配置了动态分离器和煤粉细度在线分析仪表，形成了一套煤粉细度自反馈闭环系统，实时反馈细度数据至dcs系统，从而实现低负荷锅炉运行条件下，单台磨煤机运行的自动调整与控制。根据低负荷下锅炉燃烧的实际需求，低负荷时进一步降低煤粉细度至8％，增大煤粉颗粒比表面积，降低活化能，使之更充分地与氧接触发生燃烧反应，形成良好的扩散燃烧态势，也能加速燃烧反应的快速进行。单台磨煤机运行时，通过风煤比和一次风速的调整，控制风煤比在1.5左右、一次风速在15m/s左右，既可使煤粉气流的着火热显著下降，还能够确保煤粉不发生沉积问题。为保证单台磨煤机运行时能够获得足够高的煤粉浓度，燃烧器配备浓淡分离装置，在控制风煤比、一次风速的基础上，进一步提升浓侧一次风煤粉气流的煤粉浓度，使火炬处于高煤粉浓度、高补氧条件下，更好地保持火焰的稳定性。在单台磨煤机运行方法下，在安全运行范围内，采用较高的磨煤机出口温度(约90℃)，另外在煤粉气流进入燃烧器浓淡分离时，进行一次风置换，以更高温度的热二次风(约350℃)对淡侧一次风进行乏气置换，这样，着火燃烧初期加热空气所需的热量就会大大降低，煤粉气流着火所需要的着火热也就有有所减少，在相同的卷吸烟气量下，煤粉气流能够达到更高的温度，起到加速和稳定着火的作用。本发明作为一种深度调峰的锅炉磨煤机运行方法，增强了锅炉低负荷燃烧稳定性，扩展了深度调峰的潜力，同时围绕该运行方法所配套的一系列技术措施，针对性强，能够实现低成本、高效的锅炉深度调峰。