[發明專利]一種燃氣鍋爐整體燃料分級提供技術及其低氮燃氣鍋爐

在審

• 申請號: 201810787943.1
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN108758617A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 田莉勤;張忠孝;徐志斌;徐正;岳小俊
• 申請（專利權）人: 上海華之邦科技股份有限公司
• 主分類號: F23C6/04
• 分類號: F23C6/04;F23C5/08;F23C7/00
• 代理公司: 上海京滬專利代理事務所(普通合伙) 31235
• 代理人: 沈美英

本發明涉及一種燃氣鍋爐整體燃料分級提供技術及其低氮燃氣鍋爐，特征在于將鍋爐用燃氣整體區分為供主燃區用的主供燃氣和供再燃區用的后供燃氣，將燃氣噴槍區分為主供式和后供式，主供式燃氣噴槍的設置位與主燃區相對應，后供式燃氣噴槍設置位與再燃區相對應，通過減少主燃區的燃氣供給量來降低主燃區內集中燃燒速度、避免熱負荷的過于集中、從而減少該區NOx的生成量，通過對再燃區補充后供式燃氣，創建一個燃有新燃料通入、煙氣溫較高、氧含量較低的燃燒環境，在確保爐膛內后續穩定且均勻的繼續進行能抑制NOx生成量的正常燃燒，同時后供燃氣中所含的還原性組分在高溫低氧情況下對煙氣流中原已生成的NOx進行還原反應，從而抑制NOx的總生成量，確保滿足低NOx排放的環保指標要求。

技術領域

本發明涉及鍋爐燃燒技術領域，特別是一種有利于提高燃氣利用率和降低鍋爐NOx排放量的燃氣鍋爐整體燃料分級提供技術及其低氮燃氣鍋爐。

背景技術

隨著人們環保意識的增強，鍋爐排放煙氣對社會環境帶來的污染狀況日趨受到重視。目前環保部門已提出了新建天然氣鍋爐NOx排放量低于30mg/Nm³環保標準要求，而對于已經投入運行的燃氣鍋爐必須加以改造實現達標排放的規定。

目前我國正在運行的燃氣鍋爐燃燒時所需要的全部燃氣均由設置在燃氣燃燒器喉口內的若干燃氣噴槍統一提供，所需的助燃空氣由設置在燃氣燃燒器喉口內的助燃風通道統一提供，燃氣和助燃空氣在燃燒器喉口附近的爐膛前部區域混合、進行高速燃燒、產生大量熱量和高溫煙氣，然后隨著煙氣流逐步向爐膛中后部方向推進、進行擴散式繼續燃燒。這種統一在爐膛前部集中提供燃氣、逐步向前推進自然燃燒的傳統工作模式比較原始，其缺點在于：在爐膛前部區域起始燃燒階段的熱負荷過于集中，致使爐膛內火焰分布不均，容易在爐膛內產生諸多容易生成大量NOx氮氧化物的局部高溫點，故很難實現鍋爐的超低氮排放要求；另外，燃氣燃料中所含的CH4/CO/H2等均是工業常用的還原劑，在一定條件下具有還原NOx的功能，而在這種原始燃燒的工作模式中不具備加以利用的條件，故不僅存在資源浪費，而且又無助于燃氣鍋爐的低NOx生成量；此外，由于燃氣集中于煙氣上游起始燃燒段區域先進行相對比較集中的快速燃燒，然后隨煙氣流方向向爐膛中后部擴散、緩慢燃燒，對于諸如中心回燃鍋爐、鑄鐵鍋爐、直燃機等爐膛構式非規則、煙氣流通不暢的爐型，更容易產生火焰分布不均的情況，因而更易導致NOx生成量和CO濃度居高不下的情況，甚至還容易引發鍋爐燃燒時震動大的問題。因此，采用這種燃料一步到位、集中供給的傳統工作模式，總體上存在方法欠科學合理，燃氣燃料的利用率不高和采用這種傳統工作模式的燃氣鍋爐很難達到低NOx排放量標準要求。所以，很有必要從創新改進著手，進一步探索更科學合理、能從根本上解決鍋爐的低氮燃燒問題的新穎工作模式，以解決目前普遍存在的燃氣鍋爐很難滿足環保低氮排放的一大難題。

發明內容

本發明的目的是要克服現有采用整體燃料集中在爐膛前部統一供給工作模式的燃氣鍋爐所存在的不足，提供一種結構相對合理且科學、工作模式新穎、并能充分利用燃氣組分特性、有利于抑制NOx生成量和確保滿足低NOx排放量環保指標要求的燃氣鍋爐整體燃料分級提供技術及其低氮燃氣鍋爐。

本發明的燃氣鍋爐整體燃料分級提供技術，其特征在于：將鍋爐工作過程中所需用的燃氣整體區分為所占份額較大的主供燃氣和所占份額較小的后供燃氣兩部分，將燃氣噴槍區分為設置在燃氣燃燒器喉口腔內的主供式燃氣噴槍和設置在爐體中部外圍墻面上的若干后供式燃氣噴槍，并使燃氣沿爐內煙氣流方向按需按序分級向爐內提供，其中：

所述的主供燃氣作為爐膛主燃區內起始燃燒階段中的燃氣供給量，在主燃區內創建了一個燃氣量相對較少、助燃空氣相對充足的燃燒環境，可降低燃氣在起始燃燒階段中的集中燃燒速度，避免熱負荷的過于集中，從而有效減少起始燃燒階段NOx的生成量；