阅读说明：本技术 一种燃煤锅炉掺烧生物质系统及方法 (System and method for blending combustion of biomass in coal-fired boiler ) 是由 张海龙 李明磊 王晓乾 张开鹏 王勇刚 张良平 刘炎伟 何未雨 曲广浩 李继福 于 2021-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种燃煤锅炉掺烧生物质系统及方法,包括给料机、粉碎机、分离器和炉膛：给料机将生物质颗粒输送至粉碎机；粉碎机利用烟气将生物质颗粒干燥、研磨后的生物质粉输出至分离器；分离器将分离的冷炉烟和生物质粉输入至炉膛进行掺烧；炉膛燃烧后的炉烟一部分外排,另一部分作为干燥烟气输出至粉碎机。本发明采取先制粉后掺烧的技术方案,使制粉与掺烧相对独立,互不影响,多台锅炉掺烧生物质可共用一套制粉系统,节省投资。本发明采用低氧的高温炉烟对生物质进行干燥,确保粉碎机内较低的氧含量。本发明生物质燃烧器点火能量低、稳燃能力强,可降低锅炉点火期间的耗油量,有利于机组的灵活性深度调峰,实现生物质高效资源化综合利用。(The invention discloses a system and a method for blending and burning biomass in a coal-fired boiler, wherein the system comprises a feeder, a crusher, a separator and a hearth: the feeder conveys the biomass particles to the crusher; the pulverizer utilizes the flue gas to output the biomass powder obtained by drying and grinding the biomass particles to the separator; the separator inputs the separated cold furnace smoke and biomass powder into a hearth for mixed combustion; one part of the furnace smoke after combustion in the hearth is discharged outside, and the other part of the furnace smoke is output to the pulverizer as dry smoke. The invention adopts the technical scheme of milling first and then mixing combustion, so that milling and mixing combustion are relatively independent and do not influence each other, and a plurality of boilers mixing combustion biomass can share one milling system, thereby saving investment. The invention adopts low-oxygen high-temperature furnace smoke to dry the biomass, thereby ensuring the lower oxygen content in the pulverizer. The biomass burner disclosed by the invention is low in ignition energy and strong in stable combustion capability, can reduce the oil consumption during the ignition of a boiler, is beneficial to the flexibility deep peak shaving of a unit, and realizes the efficient recycling comprehensive utilization of biomass.)

一种燃煤锅炉掺烧生物质系统及方法

技术领域

本发明属于生物质资源化利用

技术领域

，涉及一种燃煤锅炉掺烧生物质系统及方法。

背景技术

绿色和低碳是全球能源发展的主要方向，在目前碳捕捉技术均不成熟，而风光发电又由于电网稳定性限制不能无限扩张的技术前提下，推广生物质燃烧发电技术对于消纳富余生物质，增加低碳能源比例具有重要意义。

生物质作为一种碳中性，即碳排放为零的可再生燃料，在碳减排方面具有极大潜力。生物质与煤混合燃烧发电是一种传统能源和可再生能源综合利用方式，不仅可以大幅度降低CO₂排放，还具有经济、高效和环保等优点。耦合燃烧的优点：利用电厂原有的基础设施，仅需进行局部改造，因此与新建生物质电厂相比，可大幅降低投资；并可利用原燃煤机组容量大、参数高等优点，使得其发电效率远高于生物质电厂；且生物质燃料本身的低硫、低氮特性也有助于降低硫化物和氮氧化物排放。

为实现燃煤锅炉大规模掺烧生物质发电，降低燃煤电厂的CO₂排放量，在碳排放权交易市场中占据主动权，提高火电厂环境、经济、社会效益，目前亟待一种燃煤锅炉掺烧生物质系统及方法。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种燃煤锅炉掺烧生物质系统及方法，本发明采取先制粉后掺烧的技术方案，使制粉与掺烧相对独立，互不影响；采用低氧的炉烟对生物质进行干燥防止生物质自燃与爆炸；锅炉采用生物质点火，降低锅炉点火期间的耗油量，提高锅炉稳燃能力，有利于机组的灵活性深度调峰，实现生物质高效资源化综合利用，具有较好的社会、经济效益。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种燃煤锅炉掺烧生物质系统，包括：

给料机，所述给料机将生物质颗粒输送至粉碎机；

粉碎机，所述粉碎机利用烟气将生物质颗粒干燥、研磨，得到生物质粉；

分离器，所述分离器用于对生物质粉进行气固分离，分离后的冷炉烟和生物质粉分别输送至炉膛进行掺烧；

炉膛，所述炉膛燃烧后的炉烟一部分外排，另一部分作为干燥烟气输出至粉碎机。

本发明进一步的改进在于：

所述给料机上设置有用于实时测量进入粉碎机的生物质颗粒质量的称重装置。

所述炉膛的出口烟气一路进入空预器，另一路进入热烟管道；空预器的出口冷烟气一路进入冷烟管道，另一路外排；热烟管道和冷烟管道中的烟气混合后进入粉碎机。

所述热烟管道和冷烟管道中的烟气混合后经炉烟风机进入粉碎机，所述炉烟风机为变频风机。

所述热烟管道和冷烟管道上均设置调节门。

所述粉碎机采用钢球式、辊盘式、碗式、刀式中的一种或几种组合式，粉碎机出口生物质粉粒径≤1mm。

所述分离器的气体出口通过排粉风机与布置在炉膛主燃烧器上部的OFA燃烧器相连，所述排粉风机为变频风机。

所述分离器为旋风式气固分离器，气固混合物沿切向进入，气体由顶部引出。

所述分离器将分离的生物质粉输送至粉仓，粉仓底部为出口，生物质粉利用输送介质经给粉机输送至布置在炉膛主燃烧器下部的生物质燃烧器，所述生物质燃烧器设置有等离子点火装置或油点火装置；所述输送介质采用热烟气、冷烟气、热风、冷风中的一种或几种组合形式。

一种燃煤锅炉掺烧生物质方法，包括以下步骤：

生物质颗粒通过给料机送至粉碎机，空预器进出口烟气混合后经炉烟风机进入粉碎机，生物质颗粒在粉碎机内被干燥、研磨得到生物质粉，生物质粉进入分离器进行气固分离，分离出来的生物质粉落入下部的粉仓存储，干燥生物质后含有生物质粉的冷炉烟从分离器顶部引出由排粉风机送至OFA燃烧器进入炉膛燃烧；粉仓中的生物质粉经给粉机由输送介质送至生物质燃烧器进入炉膛燃烧，达到生物质掺烧的目的。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明采取先制粉后掺烧的技术方案，使制粉与掺烧相对独立，互不影响，多台锅炉掺烧生物质可共用一套制粉系统，节省投资，保证生物质掺烧的稳定性。本发明采用低氧的高温炉烟对生物质进行干燥，干燥效果好，确保粉碎机内较低的氧含量，防止生物质自燃与爆炸。本发明生物质燃烧器点火能量低、稳燃能力强，锅炉采用生物质点火启机，可以降低锅炉点火期间的耗油量，提高锅炉稳燃能力，有利于机组的灵活性深度调峰，实现生物质高效资源化综合利用，具有较好的社会、经济效益。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例燃煤电厂采用的燃煤锅炉掺烧生物质系统。

图中：1-给料机，2-粉碎机，3-分离器，4-粉仓，5-给粉机，6-排粉风机，7-OFA燃烧器，8-生物质燃烧器，9-炉烟风机，10-热烟管道，11-冷烟管道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明实施例公开了一种燃煤锅炉掺烧生物质系统，包括给料机1、粉碎机2、分离器3、粉仓4、给粉机5、排粉风机6、OFA燃烧器7、生物质燃烧器8、炉烟风机9、热烟管道10和冷烟管道11。

生物质颗粒通过给料机1送至粉碎机2，空预器13进出口烟气混合后经炉烟风机9进入粉碎机2，生物质颗粒在粉碎机2内被干燥、研磨，合格的生物质粉进入分离器3进行气固分离，分离出来的生物质粉落入下部的粉仓4存储，干燥生物质后含有少量生物质粉的冷炉烟从分离器3顶部引出由排粉风机6送至OFA燃烧器7进入炉膛12燃烧；粉仓4中的生物质粉经给粉机5由输送介质送至生物质燃烧器8进入炉膛12燃烧，达到生物质掺烧的目的。

给料系统包括给料机1，给料机1上设置自动称重装置，用于实时测量进入粉碎机的生物质量。

热烟管道10取自空预器13进口，冷烟管道11取自空预器13出口，热烟管道10和冷烟管道11上均设置调节门。炉烟风机9位于热烟管道10和冷烟管道11混合母管上，排粉风机6位于分离器3出口管道上，炉烟风机9和排粉风机6均为变频风机，在保证生物质干燥的同时降低系统能耗。

粉碎机2可采用钢球式、辊盘式、碗式、刀式等形式或多种形式的组合，粉碎机出口生物质粉粒径≤1mm。

分离器3为气固分离器，可采用旋风式，气固混合物切向进入，气体从顶部引出。

输送系统包括输送介质和给粉机5，输送介质可采用热烟气、冷烟气、热风、冷风其中的一种或其组合形式。

燃烧系统包括OFA燃烧器7和生物质燃烧器8。OFA燃烧器7布置在锅炉主燃烧器上部；生物质燃烧器8布置在主燃烧器下部，并配备等离子或微油点火装置。

生物质掺烧系统接入锅炉主燃料保护系统，在锅炉发生事故时，生物质掺烧系统联锁跳闸，并关闭相应的阀门，防止锅炉发生爆燃。

本实施实例中，采取先制粉后掺烧的技术方案，使制粉与掺烧相对独立，互不影响，多台锅炉掺烧生物质可共用一套制粉系统；采用低氧的高温炉烟对生物质进行干燥，干燥效果好，防止生物质自燃与爆炸；锅炉采用生物质点火启机，可以降低锅炉点火期间的耗油量，提高锅炉稳燃能力，有利于机组的灵活性深度调峰，实现生物质高效资源化综合利用，具有较好的社会、经济效益。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。