[實用新型]兩段式燃盡風系統

有效

• 申請號: 201520126630.3
• 申請日: 2015-03-04
• 公開（公告）號: CN204513364U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 王學根;呂力行;朱朝陽;葉如祥;吳長青;劉濤;劉川槐
• 申請（專利權）人: 淮浙煤電有限責任公司鳳臺發電分公司
• 主分類號: F23C7/00
• 分類號: F23C7/00;F23C5/08;F23M5/08;F23K3/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤

技術領域

本實用新型涉及燃盡風技術，尤其涉及一種兩段式燃盡風系統。

背景技術

隨著我國電力工業的迅猛發展，由燃煤發電產生的污染越來越重，并導致了嚴重的環境問題。高效、清潔地利用能源已經成為政府和人們關注的頭等大事，為此，環保部于2011年7月出臺了最新的《火力發電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)，對我國現有和新建火力發電機組污染物排放提出了嚴格的要求。氮氧化物是燃煤鍋爐產生的重要污染物之一，通常包括NO、NO₂、N₂O等，是大氣中酸雨和霧霾的重要來源之一，對人體健康和環境有較大危害，也是新標準重點控制的對象之一。在鍋爐NOx排放方面，標準規定自2014年1月1日起，對2003年12月31日以后建成的火力發電鍋爐，NOx排放不大于100mg/Nm³(O₂＝6％)，對2003年12月31日前建成的火力發電鍋爐，NOx排放不大于200mg/Nm³(O₂＝6％)。自2012年1月1日起，所有新建火力發電鍋爐，NOx排放不大于100mg/Nm³(O₂＝6％)。為達到最新的環保指標，絕大部分火力發電廠采用選擇性尾部催化還原技術(SCR技術)，但SCR技術的投資成本和運行成本較高，如果不采用低NOx燃燒技術，而直接采用SCR技術，將使得電廠的運行成本過大。所以我國仍然需要同時依靠從燃燒角度解決NOx污染問題，采用低NOx燃燒技術+SCR技術的路線來滿足最新的環保要求。目前常用的低氮燃燒技術有燃料分級燃燒技術、空氣分級燃燒技術、煙氣再循環技術。

在燃燒中已生成的NO遇到烴根CHi和未完全燃燒產物CO、H₂、C和CnHm時，會發生NO的還原反應，反應式為：

4NO+CH₄＝2N₂+CO₂+2H₂O

2NO+2CnHm+(2n+m/2-1)O₂＝N₂+2nCO₂+mH₂O

2NO+2CO＝N₂+2CO₂

2NO+2C＝N2+2CO

2NO+2H₂＝N₂+2H₂O

利用上述原理，將80-85％的燃料送入第一級燃燒區，在α>1條件下，燃燒并生成NOx。送入一級燃燒區的燃料稱為一次燃料，其余15-20％的燃料則在主燃燒器的上部送入二級燃燒區，在α<1的條件下形成很強的還原性氣氛，使得在一級燃燒區中生成的NOx在二級燃燒區內被還原成氮分子，二級燃燒區又稱再燃區，送入二級燃燒區的燃料又稱為二次燃料，或稱再燃燃料。在再燃區中不僅使得已生成的NOx得到還原，還抑制了新的NOx的生成，可使NOx的排放濃度進一步降低。

一般，采用燃料分級可使NOx的排放濃度降低50％以上。在再燃區的上面還需布置火上風噴口，形成第三級燃燒區(燃盡區)，以保證再燃區中生成的未完全燃燒產物的燃盡，這種再燃燒法又稱為燃料分級燃燒。

上述的燃料分級燃燒技術可以有效地降低鍋爐NOx排放，但也存在著較多的缺點，限制了它的應用，其中最大的缺點是再燃燃料的選取。燃料分級燃燒時所使用的二次燃料可以是和一次燃料相同的燃料，也可以是碳氫類氣體，如天然氣。如煤粉爐可以采用天然氣作為二次燃料，也可以選用煤粉作為二次燃料。

因為二次燃料占整個鍋爐燃燒份額的15～20％左右，采用天然氣作為二次燃料，存在燃料成本過高的問題。

采用煤粉作為二次燃料也存在較大的問題。因為二次燃料在再燃區內的停留時間較短，用煤粉作為二次燃料，燃燒效率不高，易導致鍋爐飛灰含碳量上升。因此，二次燃料只能選用揮發份高、燃盡性好的煤種。

例如煤粉爐可以利用煤粉作為二次燃料。但目前煤粉爐更多采用碳氫類氣體或液體燃料作為二次燃料，這是因為和空氣分級燃燒相比，燃料分級燃燒在爐膛內需要有三級燃燒區，這合行燃料和煙氣在再燃區內的儀時間相對較短，所以二次燃料宜于選用煤粉作為二次燃料，也要采用高揮發分易燃的煤種，而且要磨得更細。這需要在現有的制粉系統之外，另加一套超細粉制粉系統，使得工藝流程、成本均增加較多。且使用超細粉再燃的過程中也易導致結渣、高溫腐蝕等問題。