[发明专利]一种适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锅炉系统，尤其涉及一种适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统及其控制方法。

背景技术

新疆蕴藏着大量尚未开发的煤炭能源。预测资源总量达219万亿吨，占中国预测煤炭资源总量的40％。新疆由于蕴藏着如此丰富的煤炭资源，目前正成为全国能源界的焦点。在我国东、中部的一批老能源基地呈现出资源枯竭趋势及全国能源需求的不断增长情况下，新疆煤炭将成为中国十分重要的能源接续区和战略性能源储备区。

在新疆的各大煤田中，准东煤田(准噶尔盆地东部从阜康市到木垒哈萨克自治县的一条狭长地带，东西长约220公里)预测储量达3900亿吨，是我国目前最大的整装煤田。以现在我国煤炭年产量计算，一个准东煤田就能够全国使用一百年。目前，准东煤田是我国“新电东送”、“西气东输”、“新煤东运”最主要的能源保障基地，也是新疆煤电煤化工最主要的煤炭供应来源。

由于准东煤矿的历史成因和当地不同的自然条件，该地区的煤质也是沿着煤矿分布带而变化的。总体来说，该地区的煤质具有中高水分、中等发热值、煤质堆积密度小、易着火、易燃尽、强结焦、高碱金属含量、强沾污性等特点。相比国内已发现的其它动力煤种，准东煤具有极高的碱金属氧化物。例如，碱金属氧化物Na₂O的含量总体都在2％以上，最高时可高达10％。而Na₂O在其它动力用煤中的含量均不超过1％。

目前的研究表明，煤中较高的碱金属含量(包括Na₂O和K₂O)是导致煤灰具有强沾污性的最主要因素。大量的实际运行经验也表明，电厂掺烧准东煤造成锅炉大面积结焦、沾污，跟准东煤高CaO、Na₂O、K₂O的含量是有着重要的联系。由于准东煤质高水分、高结焦性、严重沾污性极大的特点，部分准东地区电厂基本上停止了掺烧准东煤的试验，同时他们对煤质里面碱金属Na、K的含量有着相当明确的要求。这就限制了准东煤在电厂的大量使用，给准东煤的应用带来了很大的难题。

因此，为了能够大比例掺烧甚至100％燃用准东煤，保证锅炉投产后的安全、经济和环保运行，本申请提出了一种燃用强沾污性固体燃料的锅炉系统及其控制方法。与传统的锅炉系统相比，本发明所涉系统具有良好的受热面传热调节能力，更加符合燃用强沾污性固体燃料时的锅炉运行要求，对改善锅炉运行条件、延长锅炉运行时间具有非常显著的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在燃用强沾污性固体燃料时，如何减轻锅炉受热面的沾污倾向，延长锅炉运行时间，使其具有更好的灵活性和经济性。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统，包括锅炉本体、制粉系统、空气预热器和烟气再循环系统，其特征在于：

锅炉本体包括炉膛，炉膛顶部设有炉膛顶部受热面，空气预热器连接制粉系统和燃烧器，制粉系统也连接燃烧器；

烟气再循环系统包括分别从空气预热器入口、出口处引出的高温再循环烟气管道和低温再循环烟气管道，高温再循环烟气管道和低温再循环烟气管道合并后再通过两路再循环烟气引入口分别连接炉膛。

优选地，锅炉尾部受热面的一部分设置为双烟道受热面区，在双烟道受热面区的烟气出口处设有烟气挡板；所述双烟道受热面区的两个通道由水冷或气冷分隔墙隔开。

优选地，所述高温再循环烟气管道和低温再循环烟气管道上分别设有高温再循环烟气调节阀和低温再循环烟气调节阀。

优选地，所述高温再循环烟气管道和低温再循环烟气管道合并后的管道上设有再循环风机。

优选地，所述两路再循环烟气引入口中的一路设于所述燃烧器下部，另一路设于所述炉膛顶部受热面的下部。

优选地，所述两路再循环烟气引入口中的一路的位置为距离所述燃烧器最下层喷口水平位置下方3m以内。

优选地，所述两路再循环烟气引入口中的另一路的位置为所述炉膛顶部受热面下端下方3m以内。

本发明还提供了一种上述适合强沾污性固体燃料燃烧的锅炉系统的控制方法，其特征在于：空气经空气预热器加热后，一部分与固体燃料一起进入制粉系统，随后通过燃烧器进入炉膛，另一部分直接通过燃烧器进入炉膛；炉膛内燃烧产生的烟气经锅炉尾部受热面和空气预热器换热后作为排烟排到下游；