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[發(fā)明專利]一種溫濕耦合燃?xì)忮仩t低氮燃燒系統(tǒng)及運(yùn)行方法在審

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201910012938.8 申請(qǐng)日: 2019-01-07
公開(kāi)(公告)號(hào): CN109579008A 公開(kāi)(公告)日: 2019-04-05
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 卓建坤;時(shí)宇;吳逸凡;秦明臣;孫芳芳;姚強(qiáng) 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 清華大學(xué)
主分類號(hào): F23D14/02 分類號(hào): F23D14/02;F23D14/62;F23J15/06;F28C3/08;F23L15/04
代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250 代理人: 張杰
地址: 100084*** 國(guó)省代碼: 北京;11
權(quán)利要求書(shū): 查看更多 說(shuō)明書(shū): 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 收水器 溫濕調(diào)節(jié)器 混合器 爐膛 燃燒器 凝聚 燃?xì)忮仩t 燃燒系統(tǒng) 溫濕耦合 換熱管 冷凝水 低氮 噴淋 對(duì)流受熱面 高位儲(chǔ)水箱 再循環(huán)風(fēng)機(jī) 加濕空氣 均流孔板 爐內(nèi)燃燒 濕度調(diào)節(jié) 依次連接 助燃空氣 降溫管 迷宮式 氧分壓 增濕管 減排 進(jìn)風(fēng) 噴入 水耗 煙氣 煙溫 加熱 冷卻 靈敏 送入 燃?xì)?/a> 回收 進(jìn)口
【說(shuō)明書(shū)】:

本發(fā)明公開(kāi)了一種溫濕耦合燃?xì)忮仩t低氮燃燒系統(tǒng)及運(yùn)行方法,包括燃燒器和爐膛、相變凝聚收水器、混合器、溫濕調(diào)節(jié)器等。相變凝聚收水器內(nèi)設(shè)有換熱管、噴淋降溫管排和迷宮式收水器。溫濕調(diào)節(jié)器內(nèi)部設(shè)有均流孔板、噴淋增濕管排和換熱管。燃燒器及爐膛、對(duì)流受熱面和相變凝聚收水器依次連接。混合器一路進(jìn)口通過(guò)再循環(huán)風(fēng)機(jī)與相變凝聚收水器連接,混合后的空氣送入燃燒器,參與爐內(nèi)燃燒。相變凝聚收水器的冷凝水通過(guò)高位儲(chǔ)水箱收集,全部噴入溫濕調(diào)節(jié)器中,用于加熱和加濕空氣。混合器和溫濕調(diào)節(jié)器所回收的冷凝水用于冷卻煙溫。從而降低了助燃空氣中的氧分壓和爐膛內(nèi)的煙氣溫度。本發(fā)明具有系統(tǒng)水耗低,進(jìn)風(fēng)濕度調(diào)節(jié)靈敏,燃?xì)釴OX減排效果顯著的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種溫濕耦合燃?xì)忮仩t低氮燃燒系統(tǒng)及運(yùn)行方法,屬于熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

能源結(jié)構(gòu)調(diào)整是大氣污染治理的重要手段,未來(lái)隨著清潔能源比重的增加,天然氣用量還將快速增加。天然氣燃燒排放的主要大氣污染物是NOx,因此,天然氣低氮燃燒技術(shù)是我國(guó)規(guī)模化清潔利用天然氣的重要技術(shù)保障。天然氣作為一種清潔燃料廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)及居民供熱等領(lǐng)域。隨著我國(guó)環(huán)保要求的日益嚴(yán)格,對(duì)燃?xì)忮仩t氮氧化物排放限制也越來(lái)越高,部分重點(diǎn)地區(qū)要求新建燃?xì)忮仩t氮氧化物排放量低于30mg/Nm3,這給低氮燃燒技術(shù)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。

因此,研發(fā)更低排放水平的低氮燃燒技術(shù)不僅有利于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有燃?xì)忮仩t的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放,同時(shí)還可以進(jìn)一步降低NOX排放,對(duì)于實(shí)現(xiàn)PM2.5濃度進(jìn)一步降低提供了保障。

天然氣主要成分為甲烷,含量一般在95-97%甚至更高,基本不含有燃料氮,在燃燒過(guò)程中主要以熱力型和快速型NOx為主。熱力型NOx是空氣中的N2在高溫下被O2氧化生成的NOx,約占NOx生成總量的90-95%,是天然氣燃燒NOx控制的重要生成途徑。

稀釋火焰的方法來(lái)降低煙氣溫度是目前應(yīng)用較為廣泛的低氮燃燒技術(shù),如煙氣再循環(huán)、空氣加濕技術(shù)。再循環(huán)煙氣的加入降低了助燃空氣氧分壓,從而降低了燃燒速率,爐內(nèi)火焰溫度也得到降低,熱力型NOx的生成量得到有效的控制。然而,隨著循環(huán)煙氣量的增大,空氣中的氧不斷被稀釋,同時(shí)由于空氣流量的增加,導(dǎo)致燃燒器流場(chǎng)發(fā)生改變,易引起火焰燃燒的不穩(wěn)定,或者導(dǎo)致火焰的過(guò)長(zhǎng),影響鍋爐正常運(yùn)行和安全。因此,如何解決煙氣再循環(huán)率進(jìn)一步提高時(shí)燃燒穩(wěn)定性、冷凝水析出和鍋爐效率等問(wèn)題,是進(jìn)一步降低天然氣及其他氣體燃料燃燒NOX排放的關(guān)鍵。

空氣加濕或向火焰區(qū)注水以降低燃燒區(qū)域溫度可以起到抑制熱力型NOx生成的作用,然而加濕技術(shù)由于水的來(lái)源及回收難題導(dǎo)致了該技術(shù)應(yīng)用受到限制。如專利文獻(xiàn)CN108613173A中,利用空氣和煙氣間氣–氣換熱做為空氣加熱的熱源,同時(shí)在換熱器入口噴入鍋爐回水,換熱器出口加入再循環(huán)煙氣。專利文獻(xiàn)CN106500120A中,同樣利用氣氣換熱進(jìn)行空氣加熱,并利用冷凝水來(lái)增濕空氣,然而,上述方案中,氣–氣換熱需要較大的溫度端差導(dǎo)致煙氣余熱回收熱量和冷凝水量較少,無(wú)法大幅提高空氣中的濕度,以及龐大的換熱器尺寸,均限制了該技術(shù)方案的利用,同時(shí)無(wú)法兼顧超低氮和燃燒穩(wěn)定性間的矛盾問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種溫濕耦合燃?xì)忮仩t低氮燃燒系統(tǒng)及運(yùn)行方法。可穩(wěn)定燃燒火焰,大幅度降低氮氧化物生成,并通過(guò)相變凝聚收水器深度回收煙氣中的余熱和水份,有效節(jié)約用水,提高鍋爐效率。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):

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說(shuō)明:

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