[發明專利]一種燃氣鍋爐低氮燃燒工藝

在審

• 申請號: 202110201702.6
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112984501A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 董本萬;李國政;岳建新;原星;陳瑜;翟惠煦;肖紀軍;毛曉剛;呂寧;劉晨;王大剛;劉升啟;張愛慶;任長青;郭云霞
• 申請（專利權）人: 河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院
• 主分類號: F23C5/08
• 分類號: F23C5/08;F23C7/00;F23C9/08;F23J15/02
• 代理公司: 焦作市科彤知識產權代理事務所(普通合伙) 41133
• 代理人: 鄭菊梅

本發明涉及燃氣鍋爐技術領域的一種燃氣鍋爐低氮燃燒工藝,燃氣鍋爐包括燃燒室和尾部煙道，在燃燒室內采用分區燃燒，形成底部的貧氧燃燒區和中上部的富氧燃燒區；在尾部煙道內設置可隔離的無氨脫硝區，在貧氧燃燒區設置低氮燃燒器，在富氧燃燒區設置多層側燃燒器和分級送風口，形成不同熱流密度的分級燃燒狀態，將尾部煙道內的高溫煙氣通過強制煙氣再循環管路回流進燃燒室內，減小燃燒熱流密度，降低燃燒室內燃燒均值溫度，在無氨脫硝區內設置有無氨脫硝催化劑，并在無氨脫硝催化劑上方設置甲烷噴淋格柵，甲烷噴淋格柵與尾部煙道外的甲烷供給系統相連接。本發明可實現低氮燃燒和無氨脫硝，有利于降低燃氣鍋爐的脫硝成本，并避免氨污染問題。

技術領域

本發明屬于燃氣鍋爐技術領域，具體地，涉及一種燃氣鍋爐低氮燃燒工藝。

背景技術

現有的燃氣鍋爐，尾氣中氮氧化物原始排放量較高，需要配套脫硝裝置才能滿足廢氣排放標準，現有的燃氣鍋爐脫硝裝置大多采用以氨水或尿素溶液為還原劑的氨法脫硝工藝，脫硝成本高，且容易產生氨逃逸，會產生氨污染問題，因此，有待研發一種新的燃氣鍋爐低氮燃燒工藝，從燃燒階段控制氮氧化物的排放量，并結合無氨脫硝技術進行脫硝控制，從而保證燃氣鍋爐的達標排放。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種燃氣鍋爐低氮燃燒工藝，所述燃氣鍋爐包括燃燒室和尾部煙道，在燃燒室內采用分區燃燒，形成底部的貧氧燃燒區和中上部的富氧燃燒區；在尾部煙道內設置可隔離的無氨脫硝區，在貧氧燃燒區設置低氮燃燒器，在富氧燃燒區設置多層側燃燒器和分級送風口，形成不同熱流密度的分級燃燒狀態，將尾部煙道內的高溫煙氣通過強制煙氣再循環管路回流進燃燒室內，減小燃燒熱流密度，降低燃燒室內燃燒均值溫度，在無氨脫硝區內設置有無氨脫硝催化劑，并在無氨脫硝催化劑上方設置甲烷噴淋格柵，所述甲烷噴淋格柵與尾部煙道外的甲烷供給系統相連接。

優選的，在所述燃燒室內燃燒熱流密度高的區域內設有擾動風口，所述強制煙氣再循環管路的一端與尾部煙道的出口相連通，且強制煙氣再循環管路靠近尾部煙道的出口端設有熱循環風機，所述熱循環風機的排氣風箱通過布風管路與擾動風口相連通，通過擾動風口使高溫煙氣回流，可降低燃燒室內的熱流密度，并回收部分煙氣中的熱能，達到低氮和節能燃燒的雙重效果。

優選的，所述低氮燃燒器包括燃氣管和圓筒狀的空氣管，所述空氣管內沿空氣流動方向依次設有配氣段、穩燃段和擾動段，所述燃氣管的進氣端從配氣段的側壁引入，所述配氣段末端設有配氣盤，所述穩燃段設有耐高溫不銹鋼金屬層和點火孔，所述點火孔內設有可拔出的點火器，所述燃氣管的出氣端穿過配氣盤并與空氣管同軸設置，且燃氣管的出氣端設有錐形噴頭，所述錐形噴頭上均布有噴孔，所述配氣盤上至少設有兩圈均流孔，且配氣盤上最內圈的均氣孔的排氣口向噴孔傾斜，所述擾動段的側壁上沿空氣管的切向對稱設置有兩根循環高溫煙氣噴管，所述循環高溫煙氣噴管與熱循環風機的排氣風箱相連通。該低氮燃燒器有助于燃氣與空氣充分混合，可提高點火效率，并保證燃燒的穩定性，通過在穩燃段內設置耐高溫不銹鋼金屬層，可將穩燃段內的輻射熱量發射向錐形噴頭，提高點火效率和穩燃效果，保證燃燒效率。通過在擾動段的側壁上設置循環高溫煙氣噴管，加強火焰擾動的同時，降低過量空氣系數，提高燃燒效率并抑制氮氧化物的生成。

優選的，所述無氨脫硝催化劑采用半焦催化劑，用于保證甲烷與煙氣中氮氧化物的反應效率。

優選的，所述無氨脫硝區的進出口分別設有隔離調節門，所述隔離調節門用于調節進入無氨脫硝區內的煙氣量，可根據尾氣煙氣中氮氧化物的原始排放濃度調節進入無氨脫硝區內的煙氣量，煙氣中氮氧化物濃度不超標時，可使無氨脫硝區隔離，從而延長無氨脫硝區內無氨脫硝催化劑的使用壽命。

優選的，所述分級送風口和擾動風口的進風管上均設有調節閥，可根據燃氣鍋爐的負荷及燃燒室內溫度、流場的變化調節分級送風量和擾動風量，通過調試確定相應負荷下各分級送風口和擾動風口的風量供應，實現低氮排放。