[發(fā)明專利]流化床鍋爐低氮燃燒裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611173000.7
• 申請日: 2016-12-18
• 公開（公告）號: CN106642090B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙青青;袁金良;初煒;江浩
• 申請（專利權(quán)）人: 北京國能中電節(jié)能環(huán)保技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: F23C10/10
• 分類號: F23C10/10;F23C10/18;F23C10/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 忻明年

本發(fā)明涉及一種流化床鍋爐低氮燃燒裝置。本發(fā)明依據(jù)氮氧化物生成原理，通過耦合空分級氣與再循環(huán)煙氣分級燃燒技術(shù)，在爐膛高度方向形成強(qiáng)還原性、弱還原性、氧化性的三級燃燒區(qū)，同時顯著減緩爐膛密相區(qū)燃燒強(qiáng)度，控制爐膛密相區(qū)燃燒溫度，提高爐膛整體溫度分布均勻性，抑制溫度型氮氧化產(chǎn)生；同時大大降低燃料型氮氧化物生成，并能將已生成的氮氧化物原為氮?dú)狻?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于流化床燃燒技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種流化床鍋爐低氮燃燒裝置。

背景技術(shù)

流化床燃燒是近二十年來興起的鍋爐新型燃燒技術(shù)，具有燃料適應(yīng)廣、燃燒效率高、負(fù)荷變化范圍大，氮氧化物排放相對較低等優(yōu)勢，是當(dāng)今潔凈煤燃燒技術(shù)的主力爐型，被廣泛的應(yīng)用于燃煤工業(yè)和熱電領(lǐng)域。但隨著環(huán)境壓力日益嚴(yán)峻，國家對環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的要求更加嚴(yán)格，2015年12月國務(wù)院三部委發(fā)布的《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放與節(jié)能改造工作方案》規(guī)定，全國具備改造條件的燃煤電廠需在2020年前實(shí)現(xiàn)超低排放，東部地區(qū)需在2017年前完成，超低排放明確要求煙氣中的氮氧化物排放濃度 NOx ≤ 50 mg/Nm³（O₂=6%）。然而，流化床鍋爐氮氧化物的原始生成濃度，雖然比其它爐型相對較低，但爐膛出口濃度仍為200mg/Nm³-300 mg/Nm³，早期設(shè)計制造的流化床鍋爐甚至高達(dá)400mg/Nm³，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于超低排放規(guī)定中所要求達(dá)到的排放濃度。因此，現(xiàn)有燃煤鍋爐如果不采取任何措施，根本無法滿足目前環(huán)保要求。如何在確保鍋爐燃燒效率前提下，大幅度降低氮氧化物排放濃度，滿足燃煤鍋爐超低排放要求，對實(shí)現(xiàn)超低排放與節(jié)能減排目標(biāo)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

燃煤鍋爐氮氧化物的控制方法主要有燃燒過程中控制與燃燒后煙氣控制。燃燒過程中控制主要通過空氣分級、燃料分級、濃淡分離、或（與）煙氣再循環(huán)等低氮燃燒技術(shù)對燃燒器或燃燒區(qū)改進(jìn)，形成還原性氣氛抑制氮氧化物產(chǎn)生，脫銷效率相對較低，但具有設(shè)備體積小、初期投資少、基本無運(yùn)行成本等優(yōu)點(diǎn)；燃燒后煙氣控制，即在鍋爐排放煙氣中噴入還原劑/氧化劑將已經(jīng)生成的氮氧化物還原/氧化成為N₂。目前，煙氣脫銷控制主要以SNCR 與SCR脫銷技術(shù)最具代表性，具有相對較高的脫硝效率，特別適應(yīng)于大型燃煤電站鍋爐，但存在于設(shè)備體積大、初期投資大、運(yùn)行成本高，以及長期運(yùn)行導(dǎo)致氨逃逸引起的二次污染和影響尾部煙道受熱面等問題。同時，環(huán)保排放指標(biāo)要求日益嚴(yán)格（如現(xiàn)行GB13223-2011中規(guī)定NOx ≤ 100 mg/Nm³，即將實(shí)施的超低排放中規(guī)定NOx ≤ 50 mg/Nm³，O₂= 6%），由于任何脫銷方法都是具有最佳的脫銷效率，現(xiàn)有燃煤鍋爐雖然滿足現(xiàn)行排放指標(biāo)，但通常需要重新改造，才能滿足新的排放標(biāo)準(zhǔn)；煙氣脫銷控制雖然脫銷效率較高，即使能夠滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，但由于燃煤鍋爐初始生成濃度較高，高于其最佳脫銷效率，難以直接滿足新的超低排放標(biāo)準(zhǔn)，通常需要聯(lián)合其它脫銷措施。

為滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)，采用低氮燃燒與煙氣脫銷方式的聯(lián)合脫銷技術(shù)，引起了人們廣泛關(guān)注。聯(lián)合脫銷時，低氮燃燒技術(shù)除上述優(yōu)勢外，還具有成本低、施工周期短、對煙氣脫銷系統(tǒng)影響小，減緩煙氣脫銷壓力，降低煙氣脫銷運(yùn)行成本等優(yōu)點(diǎn)。但截至目前，有關(guān)流化床鍋爐采用低氮燃燒技術(shù)的研究報道相對較少，雖然大部分流化床鍋爐，特別是循環(huán)流化床鍋爐采用了較為簡單的空氣分級技術(shù)，但是早期對環(huán)保不夠重視，在設(shè)計制造流化床鍋爐時，只關(guān)注流化床料層流化特性，注重鍋爐燃燒效率，追求鍋爐熱效率，甚至超負(fù)荷運(yùn)行等傳統(tǒng)設(shè)計理念，造成實(shí)際運(yùn)行的一次風(fēng)配風(fēng)比偏大，空氣分級效果不明顯，導(dǎo)致分級燃燒效果較低。因此，流化床鍋爐的空氣分級燃燒在空氣分級配比、燃燒區(qū)中還原性區(qū)域分布、二次風(fēng)入射特性、以及卷吸效應(yīng)等方面都有較大改善空間。因此，本發(fā)明基于耦合空氣分級與再循環(huán)煙氣分級燃燒設(shè)計構(gòu)想，構(gòu)建一種流化床低氮燃燒鍋爐。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要目的是降低流化床燃燒鍋爐氮氧化物原始生成濃度，提供一種基于空氣與再循環(huán)煙氣分級耦合的流化床低氮燃燒鍋爐，同時提供一種利用該裝置進(jìn)行低氮燃燒的燃燒方法。