[發(fā)明專利]協(xié)同控制污染物排放的循環(huán)流化床鍋爐

有效

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• 申請日: 2016-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN106051751B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周旭;周棋;郭強(qiáng);聶立;宋剛;李果;岳鵬飛;程偉
• 申請（專利權(quán)）人: 東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司
• 主分類號(hào): F23C10/02
• 分類號(hào): F23C10/02;F23C10/18;F23L9/00;F23J15/02;F23C10/28
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司51214
• 代理人: 巫敏,錢成岑

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種協(xié)同控制污染物排放的循環(huán)流化床鍋爐，屬于循環(huán)流化床鍋爐領(lǐng)域。

背景技術(shù)

循環(huán)流化床鍋爐具有極佳的燃料適應(yīng)性和調(diào)峰能力，與常規(guī)煤粉爐相比，由于其燃燒溫度較低，NOx排放量僅為煤粉爐1/4左右；并且還可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫，因此循環(huán)流化床技術(shù)成為當(dāng)今迅猛發(fā)展的清潔燃燒技術(shù)。

現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，N₂O對環(huán)境有溫室效應(yīng)和臭氧層破壞兩個(gè)方面的影響， N₂O的溫室效應(yīng)比相同濃度的CO₂強(qiáng)200-300倍；N₂O在對流層中相對穩(wěn)定，存活期達(dá)150年以上。而隨著流化床技術(shù)的發(fā)展，燃煤流化床鍋爐所排放的N₂O濃度比煤粉爐高幾十倍，有些甚至高出了NOx的排放量。因此，如何兼顧控制循環(huán)流化床鍋爐NOx和N₂O的排放顯得尤為重要。

另外，循環(huán)流化床鍋爐加SNCR脫銷路線已成為行業(yè)發(fā)展的主流，通過SNCR脫銷路線來降低NOx的排放，對NOx的排放起到巨大的效果。但是，由于鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，分離器進(jìn)口煙溫一旦低于800℃， SNCR的脫銷效率將較大幅度的降低。因此，當(dāng)循環(huán)流化床鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行中時(shí)，如何使得NOx的排放達(dá)到超低排放也成為一個(gè)技術(shù)難題。

在循環(huán)流化床鍋爐中，NO主要在燃燒的初始階段生成，隨著氣流的上升，NO在爐膛中復(fù)雜的氣固兩相流中不斷地與焦炭接觸，發(fā)生反應(yīng)被分解為N₂O。所以，焦炭+NO生成N₂O的反應(yīng)在循環(huán)流化床鍋爐是一個(gè)處于主要地位的反應(yīng)機(jī)理。通過對不同爐膛高度方向煙氣組分測試分布趨勢也可以發(fā)現(xiàn)，NO在流化床鍋爐底部位置濃度非常大，隨著氣流上升，NO被分解、濃度逐步降低，而N₂O濃度則剛好相反，爐頂位置的N₂O含量最高。

另外，試驗(yàn)結(jié)果表明，在高溫下N₂O和NO這種此消彼長的關(guān)系不如低溫明顯，這說明焦炭+NO生成N₂O反應(yīng)在低溫下比高溫時(shí)更加強(qiáng)烈。

綜上所述，循環(huán)流化床鍋爐N₂O一部分是在煤粒燃燒時(shí)生成，另一部分是在與NO、焦炭以及其他物料催化環(huán)境中復(fù)雜轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種協(xié)同控制NOx和N₂O污染物排放的循環(huán)流化床鍋爐，通過改變爐內(nèi)的配風(fēng)方式，提高鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行過程中的分離器入口煙溫，解決現(xiàn)有循環(huán)流化床鍋爐NOx和N₂O污染物排放存在的技術(shù)問題，從而能有效的解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種協(xié)同控制污染物排放的循環(huán)流化床鍋爐，包括風(fēng)室、爐膛、分離器入口煙道、分離器、回料器、返料管、一次風(fēng)母管和供風(fēng)母管，所述風(fēng)室與爐膛底部連通，爐膛頂部通過分離器入口煙道與分離器相連，分離器的后方接回料器，回料器通過返料管接回爐膛底部，一次風(fēng)母管的出風(fēng)口與風(fēng)室相連，還包括SNCR供應(yīng)管，SNCR供應(yīng)管的噴入點(diǎn)P設(shè)于分離器入口煙道處；供風(fēng)母管分為兩路，一路為供二次風(fēng)通過的二次風(fēng)管，二次風(fēng)管的出風(fēng)口與爐膛底部相連，另一路為供燃燼風(fēng)通過的燃燼風(fēng)管，燃燼風(fēng)管出風(fēng)口位于爐膛上部0-25%對應(yīng)位置處。其中：爐膛上部0-25%對應(yīng)位置是指：包括爐膛的頂部，爐膛上部25%的空間，以及與爐膛頂部和上部25%空間對應(yīng)標(biāo)高的位置，如分離器入口煙道便與爐膛上部25%空間對應(yīng)標(biāo)高。通過供風(fēng)母管供風(fēng)，將燃燼風(fēng)供入爐膛的頂部和上部位置，與SNCR相結(jié)合。

作為一種優(yōu)選方式，燃燼風(fēng)管接入爐膛后方的分離器入口煙道。

作為另一種優(yōu)選方式，燃燼風(fēng)管接入分離器入口煙窗對應(yīng)標(biāo)高位置的前墻水冷壁區(qū)域。

作為另一種優(yōu)選方式，燃燼風(fēng)管接入分離器入口煙窗對應(yīng)標(biāo)高位置的左右側(cè)墻水冷壁區(qū)域。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方式，SNCR的噴入點(diǎn)P設(shè)在燃燼風(fēng)管的燃燼風(fēng)口之前或者在燃燼風(fēng)口之后。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方式，在爐膛的出口處設(shè)有檢測過量空氣系數(shù)的氧量計(jì)，膛欠氧燃燒區(qū)22的過量空氣系數(shù)接近1。

作為一種優(yōu)選方式，在一次風(fēng)母管、二次風(fēng)管和燃燼風(fēng)管上分別設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)擋板門和流量測量裝置。

作為一種優(yōu)選方式，燃燼風(fēng)管的末端設(shè)有燃燼風(fēng)噴口，分離器入口煙道燃燼風(fēng)噴口的數(shù)量為2-4個(gè)；SNCR噴入點(diǎn)P的數(shù)量為2-4個(gè)；前墻、左右側(cè)墻水冷壁燃燼風(fēng)口數(shù)量為n，n≥2。