[發(fā)明專利]一種帶有間隙風(fēng)的多煤種低氮煤粉燃燒方法

有效

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• 申請日: 2013-03-07
• 公開（公告）號: CN103148505A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李江濤;趙洋;張建文;柳公權(quán)
• 申請（專利權(quán)）人: 上海鍋爐廠有限公司
• 主分類號: F23N3/00
• 分類號: F23N3/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種帶有間隙風(fēng)的多煤種低氮煤粉燃燒方法，屬于鍋爐燃燒技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

氮氧化物(NOx，包括NO、NO₂、N₂O)是一類能造成大氣環(huán)境嚴(yán)重污染的氣體，被認(rèn)為是大氣污染的主要來源之一。每年在世界范圍因燃燒化石燃料而排放的氮氧化物在所有氮氧化物排放中占有很大的比例。日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求研究開發(fā)先進(jìn)的燃燒技術(shù)，以減少NOx等污染物的排放。目前，我國的能源構(gòu)成的最大特點(diǎn)是以煤炭為主，占70％以上，這將產(chǎn)生大量的氮氧化物氣體，因此，這樣的能源結(jié)構(gòu)對經(jīng)濟(jì)高效增長及生態(tài)環(huán)境都會產(chǎn)生負(fù)面影響。

目前，已有的控制常規(guī)燃煤電站鍋爐NOx排放的技術(shù)措施可分為低NOx燃燒技術(shù)和煙氣凈化技術(shù)兩類。煙氣凈化技術(shù)是通過脫除煙氣中NOx來降低NOx的最終排放量。火電廠NOx減排主要通過先進(jìn)的運(yùn)行操作方式、低NOx燃燒技術(shù)與尾部煙氣脫硝技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。尾部煙氣脫硝技術(shù)比較徹底，但其投資與運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用昂貴。目前先進(jìn)低NOx燃燒技術(shù)可降低排放濃度到150～350mg/m³以下，而且隨著爐內(nèi)NOx生成量的減少，也會降低尾部脫硝裝置的運(yùn)行成本。低NOx燃燒技術(shù)的核心之一是分級燃燒技術(shù)，包括空氣分級和燃料分級兩種，燃料分級技術(shù)又稱為燃料再燃技術(shù)。國內(nèi)外煤粉鍋爐采用最廣泛、技術(shù)最為成熟的主流低NOx燃燒技術(shù)是空氣分級技術(shù)，它在我國的電站鍋爐已得到普遍采用。

爐膛整體空氣分級是將燃燒所需的空氣量分成兩級送入，第一級燃燒區(qū)中為燃燒器提供的空氣占煤粉完全燃燒所需總風(fēng)量的60％～90％，燃料先在缺氧的富燃料條件下燃燒。在二級燃燒區(qū)內(nèi)，將燃燒用的空氣的剩余部分以二次空氣(燃盡風(fēng))輸入，成為富氧燃燒區(qū)。在一、二級燃燒區(qū)的中間是平均氧濃度接近零的具有還原性氣氛的還原區(qū)，這一區(qū)域的還原介質(zhì)對于還原已經(jīng)生成的NOx作用很明顯。爐內(nèi)整體空氣分級技術(shù)可使NOx生成量降低30％～70％，空氣分級的程度越大，即燃盡風(fēng)所占的份額越大，NOx減排的程度越大。

目前，切圓燃燒鍋爐整體空氣分級燃燒方法是將二次風(fēng)從空氣預(yù)熱器引出，一部分二次風(fēng)通過第一、二次風(fēng)道與主燃燒器中的二次風(fēng)噴嘴以及一次風(fēng)煤粉噴嘴中的間隙相連接，剩下一部分二次風(fēng)作為燃盡風(fēng)通過分離燃盡風(fēng)噴嘴噴入爐膛。

這種燃燒方法主要存在以下缺點(diǎn)：

(1)煤種適應(yīng)性差，當(dāng)煤種偏離設(shè)計煤種，例如燃用高灰分、高水分等低熱值煤時，制粉系統(tǒng)出力不足，風(fēng)粉混合物流量波動大，一次風(fēng)剛性不足，容易被相鄰的高速的二次風(fēng)打散，破壞煤粉氣流的凝聚性，導(dǎo)致煤粉沖刷水冷壁，切圓燃燒無法建立；

(2)燃燒器靈活獨(dú)立調(diào)節(jié)性差，一、二次風(fēng)的混合時間無法精確控制，從而燃燒的著火點(diǎn)無法控制，主燃區(qū)不同區(qū)域的氧氣含量也無法精確控制，這些都不利于煤粉穩(wěn)定燃燒以及氮氧化物排放的進(jìn)一步降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種煤種適應(yīng)性強(qiáng)、獨(dú)立靈活調(diào)節(jié)性強(qiáng)且能進(jìn)一步降低NO_X排放的煤粉燃燒方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種帶有間隙風(fēng)的多煤種低氮煤粉燃燒方法，從空氣預(yù)熱器的出口引出的熱二次風(fēng)一分為二，大部分熱二次風(fēng)通過熱二次風(fēng)管道進(jìn)入大風(fēng)箱，該部分熱二次風(fēng)再通過設(shè)于大風(fēng)箱中的二次風(fēng)噴嘴以及一次風(fēng)噴嘴四周的周界風(fēng)噴嘴噴入爐膛；剩下的一部分熱二次風(fēng)通過燃盡風(fēng)風(fēng)道進(jìn)入分離燃盡風(fēng)風(fēng)箱，該部分熱二次風(fēng)再通過設(shè)于分離燃盡風(fēng)風(fēng)箱中的分離燃盡風(fēng)噴嘴噴入爐膛；其特征在于：從空氣預(yù)熱器的出口引出的熱一次風(fēng)一分為二，大部分熱一次風(fēng)通過熱一次風(fēng)管道進(jìn)入磨煤機(jī)；小部分熱一次風(fēng)作為間隙風(fēng)通過間隙風(fēng)管道和設(shè)于一次風(fēng)噴嘴的上側(cè)和/或下側(cè)的間隙風(fēng)噴嘴噴入爐膛。

優(yōu)選地，所述熱一次風(fēng)的壓力為8000～10000Pa。

優(yōu)選地，從所述間隙風(fēng)噴嘴噴入爐膛的間隙風(fēng)風(fēng)速為40～130m/s。

優(yōu)選地，從所述間隙風(fēng)噴嘴噴入爐膛的間隙風(fēng)總量不超過鍋爐總?cè)紵諝饬康?0％。

優(yōu)選地，通過調(diào)節(jié)設(shè)于所述間隙風(fēng)管道上的流量調(diào)節(jié)閥和流量測量裝置控制噴入所述爐膛的間隙風(fēng)量。

本發(fā)明提供的一種帶有間隙風(fēng)的多煤種低氮煤粉燃燒方法相比現(xiàn)有技術(shù)，具有如下有益效果：