采取分段送風的鍋爐及送風方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采取分段送風的鍋爐及送風方法，所述鍋爐包括爐膛、除塵器、空氣預熱器和多個送風段。所述分段送風鍋爐及送風方法可以有效控制鍋爐的過量空氣系數(shù)，進而有效控制大量燃料型和熱力型NOx的生成，從而減少了脫硝費用，達到節(jié)能環(huán)保目的，提高鍋爐熱效率，減少煙塵排放。
【專利說明】采取分段送風的鍋爐及送風方法
[0001]

【技術領域】
[0002]本發(fā)明屬于鍋爐領域，涉及一種層燃鍋爐，尤其涉及一種采取分段送風的鍋爐及送風方法。
[0003]

【背景技術】
[0004]目前市場上的鍋爐產(chǎn)品，通常采用只有爐排下部的一次風送風技術。這樣的鍋爐在低負荷運行時，爐內(nèi)供氧不足，燃燒不充分，對流管束及空氣預熱器易積灰，增加了引風機的電耗，不利于設備的經(jīng)濟運行；并且還導致鍋爐出口煙氣中NOx初始排放濃度及飛灰可燃物含量升高，NOx濃度為400-500mg/Nm3甚至更高。隨著目前環(huán)保要求的日益嚴格，后期極大地增加了脫硝的費用，不利于經(jīng)濟環(huán)保目標。
[0005]CN2526682Y公開了一種節(jié)能環(huán)保型層燃鍋爐，本實用新型包括給煤裝置、燃燒設備、煤渣出口、爐膛、鍋筒、鍋爐管束、鍋爐煙氣出口等，爐膛由前墻、后墻、左側墻、隔墻、鍋筒、前拱、后拱、燃燒設備所構成的空間組成，爐膛下部的絕熱燃燒室為燃燒設備、煤閘門前拱、后拱、前后拱兩側的撐墻所夠成的空間，其特點是:在爐膛的右上側沿鍋爐縱向設有高溫循環(huán)燃燼室，隔墻的后上部設有煙氣進口，燃燼室為爐膛前墻、后墻、隔墻、右側墻所構成的空間。
[0006]CN202281219U公開了一種低溫等離子體直流煤粉爐爐內(nèi)深度分級低NOx燃燒系統(tǒng)，包括鍋爐以及呈四角布置在鍋爐爐膛主燃區(qū)的四組低溫等離子直流煤粉點火燃燒器，每組低溫等離子直流煤粉點火燃燒器的一次風噴口均與爐膛主燃區(qū)相連，且爐膛主燃區(qū)與二次風主管道噴口連接，鍋爐的爐膛燃盡區(qū)安裝分段風噴嘴，二次風主管道配置二次風支管，分段風噴嘴與二次風支管連接，即其在燃料燃燒前對燃料進行熱裂化處理，提高燃燒效果，在燃料爐內(nèi)燃燒中采用分級配風，從而降低NOx生成。
[0007]CN203784993U公開一種扼制氮氧化物生成的七區(qū)段燃燒爐膛結構涉及燃煤工業(yè)鍋爐【技術領域】，該結構利用氮氣必須在高溫和氧化環(huán)境下才能生成氮氧化物的特性，在爐膛內(nèi)的前拱與后拱之間特制一“π ”形中拱，把爐膛分成了前、后、上三個區(qū)域共七個區(qū)段，并賦予了不同的功能，使之在不同的區(qū)段通過分段供風裝置控制不同的風量和溫度，從而達到扼制氮氧化物-NOx的生成量，實現(xiàn)減少污染排放的目的。
[0008]CN101055075A公開了一種降低鍋爐NOx排放的方法，組織多段主煤粉燃燒器缺氧燃燒，然后在主燃燒器下游的火焰中心噴入分級燃料，分級燃料在高溫缺氧條件下迅速分解生成大量CH1基團，CH1基團隨之將主燃燒器區(qū)域生成的NOx還原成N2,同時在火焰平均溫度為850?1150°C的截面上用氮基進行NOx的選擇性非催化還原，可用堿金屬鹽進行增效，最后用燃盡風使未燃燃料燃盡。
[0009]CN2641471Y公開了一種燃燒室明顯分段的具有曲線往復運動爐排結構和高效除塵器的新型鍋筒式機械爐排散煤蒸汽鍋爐，其結構由上煤機、鍋爐本體、爐排、爐座、爐拱、除塵器、除渣機、煙囪所組成；加煤斗下方的進煤口入口處連接有送煤活塞機構，與加煤斗共同組成自動加煤機構；燃燒室分為氣化干餾區(qū)和焦碳燃燒區(qū)；若干個固定爐排和若干個與偏心機構相連的活動爐排縱向間隔排列，共同組成曲線往復運動爐排；除塵器與鍋爐本體上部相連通；底座下端與除渣機連接。
[0010]CN1584396A公開了一種多級再燃控制大容量燃煤鍋爐NOx生成的方法，在現(xiàn)有發(fā)電廠燃煤鍋爐主燃燒器頂部一次風噴口與燃盡風噴口之間設置多級分段再燃燃燒噴口，各再燃燃燒噴口的再燃燃料按一定比例多級分段供給，同時調(diào)整各層噴口風量的配比，使爐膛主燃燒器最上部形成再燃燃盡區(qū)，延長污染物氮氧化物在此被還原的時間。再燃噴口沿主燃燒器頂部一次風噴口開始從下而上設置多級，燃煤噴口煤粉燃燒產(chǎn)生的氮氧化物經(jīng)過下層第一級再燃區(qū)時，已生成的部分氮氧化物被還原生成N2和一些中間體，在經(jīng)過上一層第二級再燃區(qū)時氮氧化物被再次還原成N2。
[0011]W02010037088A2公開了一種用于鍋爐的燃燒旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，利用該燃燒旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，將不平衡的燃油噴射流導向到燃燒器的燃料噴射動力鍋爐中，如煤粉，燃油或燃氣鍋爐，實現(xiàn)內(nèi)側/外側(I/O)燃燒物或其它類型的燃燒質(zhì)量的混合旋轉(zhuǎn)，使得燃料噴射燃燒的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)也可以控制，并通過主控制系統(tǒng)自動地控制鍋爐操作，使得燃燒物更高效和有效地發(fā)生多渦流旋轉(zhuǎn)。
[0012]JP2006132826A公開了一種多燃燒器的燒結機點火爐與應對燒結機的操作波動的方法，便于流量調(diào)節(jié)閥的調(diào)整作業(yè)，消除在燒結機的兩側加熱的不足，并且減少維護和維修成本，其中將多個雙層管燃燒器的每個噴嘴與設置有旋轉(zhuǎn)葉片同心布置在燃料噴射管2的外周的主排氣管3中，其呈直線地布置或鋸齒狀布置，使得燃料噴射管向主空氣供給管的內(nèi)徑D與間距P的比值為2.2-3.5，提供直縫形狀的二次空氣排氣口，以容納在每個噴嘴之間，和二次空氣與比主排氣速度高的速度供給。
[0013]US2004244367A1公開了一種燃燒容器，它包含:燃燒區(qū)；位于燃燒區(qū)下游的燃燒中止區(qū)；位于燃燒中止區(qū)旁的容器壁板上的空氣艙，其中所述空氣艙包含上游噴射器和下游噴射器，和至少一個用來將選擇性還原劑噴射到燃燒中止區(qū)中的還原劑噴射器，其中所述噴射器貫穿下游空氣噴射器。
[0014]“參數(shù)自尋優(yōu)模糊控制技術在鍋爐送風控制系統(tǒng)中的應用”，馮嚴冰，工業(yè)設計，2012年第2期，公開了一種提高鍋爐燃燒效率的方法，認為該方法的關鍵在于保證最優(yōu)的風煤比，并且應用模糊自尋優(yōu)控制技術在線調(diào)整風煤最佳配比，設計了一種適合我國國產(chǎn)中小型電站鍋爐特點的模糊自尋優(yōu)控制器，運用在鍋爐送風控制系統(tǒng)中，以實現(xiàn)鍋爐經(jīng)濟燃燒的目的。
[0015]“提升鍋爐送風機出力的節(jié)能改造”，閔浩等，第八屆長三角電機、電力科技分論壇論文集，2011年11月上海，公開了一種提升鍋爐送風機出力的節(jié)能改造的方法，其中針對兩臺125MW機組存在的鍋爐送風機出力不足問題，通過大量現(xiàn)場試驗、性能測試以及理論計算，分析出了造成送風機出力不足的原因，并制定了可行的技術改造方案。
[0016]然而，在現(xiàn)有技術中，通常僅在鍋爐爐排下部一次送風或者僅采用兩段送風，即使采用多段送風，送風段的設置通常使燃燒效果的提高也非常有限，另外沒有認識到各個送風位置之間的配合關系的重要性，也沒有認識到如何合理協(xié)同控制各個送風位置的操作，導致不能夠保證鍋爐出口煙氣中NOx初始排放濃度的有效降低，并且在低負荷運行時現(xiàn)有技術中的這種缺陷表現(xiàn)得尤為明顯。因此，本領域需要一種能夠有效降低鍋爐出口煙氣中NOx初始排放濃度的鍋爐及方法。
[0017]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]為解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明人經(jīng)過深入研究和大量實驗，提出了如下技術方案:
在一方面，提供了一種采取分段送風的鍋爐，其特征在于，包括爐膛、除塵器、空氣預熱器和多個送風段。
[0019]優(yōu)選地，所述鍋爐包括3個送風段，每個送風段由一個或多個送風嘴組成，其中: 第一送風段可設置在爐排下部，用于供給I段風，使I段風由爐排下部送入爐膛； 第二送風段可設置在鍋爐后拱上部并且向下貼著后拱朝向爐膛，用于供給II段風，使
II段風由鍋爐后拱上部向下貼著后拱送風；和
第三送風段可設置在爐膛出煙口下部，用于供給III段風，使III段風由爐膛出煙口下部供給。
[0020]所述除塵器優(yōu)選為布袋除塵器。
[0021]本發(fā)明人經(jīng)過大量研究發(fā)現(xiàn)，在多段送風中，送風段的綜合設置或整體設置非常關鍵，因此經(jīng)過反復試驗和研究，在上述三個位置設置了送風段(送風方向如圖1中各個送風段的箭頭所例示)。這樣的設置方式在現(xiàn)有技術中未有記載，例如在現(xiàn)有的鍋爐中，尚未發(fā)現(xiàn)在鍋爐后拱上部設置送風段，并且在鍋爐后拱上部設置送風段的同時在爐膛出煙口下部設置送風段。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過上述三個特定位置的送風段，可以有效地控制鍋爐的過量空氣系數(shù)，最有效地降低鍋爐出口煙氣中NOx初始排放濃度。此外，還出人意料地發(fā)現(xiàn)，第二送風段必須設置在鍋爐后拱上部并且向下貼著后拱朝向爐膛，使II段風由鍋爐后拱上部向下貼著后拱送風，如果不貼著后拱朝向爐膛，例如如果垂直于后拱壁向爐膛內(nèi)送風，則降低NOx初始排放濃度的效果顯著降低。通過在鍋爐中設置本發(fā)明這樣的送風段，可以使鍋爐出口煙氣中NOx的濃度由常規(guī)鍋爐的400-500mg/Nm3降至350mg/Nm3以下，優(yōu)選降至250mg/Nm3以下，最優(yōu)選降至150mg/Nm3以下，從而提高了鍋爐效率，降低了后期脫硝成本，有利于節(jié)能環(huán)保。同時，這種送風段設置，不需要對現(xiàn)有鍋爐作出很大結構改變，從而極大地節(jié)約了設備成本。
[0022]在一個優(yōu)選方面，第二送風段的送風嘴由由耐熱合金制成。所述耐熱合金為銅基合金。這是因為，在第二送風段中，爐膛內(nèi)的溫度非常高，而第二送風段送入的是冷風，這就對第二送風段的送風嘴的耐高溫強度、耐熱沖擊強度提出很高的要求，而通常的鐵質(zhì)或鋼質(zhì)送風嘴難以滿足要求，往往壽命較短。在本發(fā)明中，為了滿足所述苛刻要求，通過大量研究以及與科研院所的合作，研制出一種銅基合金送風嘴。所述銅基合金包含:基于該銅合金的總重量計，1.5-2.5質(zhì)量％的Mn，0.05質(zhì)量％ -0.15質(zhì)量％的Ti，1.5-2.5質(zhì)量％的Fe, 0.2-0.4質(zhì)量％的Ni，0.2-0.4質(zhì)量％的Si，0.01-0.15質(zhì)量％的P，并且V含量限制在
0.0020%以下，其中Fe與P的質(zhì)量之比滿足關系Fe/P=15_20，余量為Cu和不可避免的雜質(zhì)。
[0023]在該銅基合金中，Ti的加入可以非常有效地提高送風嘴的抗熱沖擊性，這是先前所未曾預料到的。通過限制可能存在的V的含量在一定限度內(nèi)，可以降低V元素對耐高溫強度的不利影響。Fe的加入可以抑制加熱過程中合金晶粒粗化，使得可以極大地提高合金的熱傳導率。Mn的加入可以使合金獲得良好的固溶強化。適量P的加入可以有效彌補Fe的加入對合金強度的不利影響。本發(fā)明人通過深入研究，出人意料地發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e與P的質(zhì)量之比必須滿足關系Fe/P=15-20，才能夠?qū)崿F(xiàn)強度和熱傳導率之間的良好性能平衡。
[0024]經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，由所述銅基合金制成的送風嘴在第二送風段中使用時，其壽命是本領域常規(guī)鐵質(zhì)或鋼質(zhì)送風嘴壽命的12倍以上。
[0025]優(yōu)選地，本發(fā)明人還對用所述銅基合金制成的送風嘴(即送風嘴制件)進行了回火與低溫連續(xù)處理，所述回火與低溫連續(xù)處理包括如下依次步驟:
步驟(I):將送風嘴進行回火處理；步驟(2):將送風嘴進行低溫處理；步驟(3):將送風嘴進行再次回火處理；和步驟(4):將送風嘴進行再次低溫處理；其中:
步驟(I)的回火處理為低溫回火，處理溫度為90?150°C，處理時間為I?5h，優(yōu)選I?4h ;步驟(2)的低溫處理溫度為-40°C?_75°C，處理時間為1min?5h，優(yōu)選30min?Ih ；步驟(3)的回火處理為高溫回火，處理溫度為400?600°C，處理時間為I?6h，優(yōu)選2_4h ；步驟(4)的低溫處理溫度為_190°C?-210°C，處理時間為20min?4h，優(yōu)選30min?Ih ；并且，其中:在步驟(2)的低溫處理后，控制送風嘴回溫至室溫，升溫速率為5?8°C /min ;在步驟(4)的低溫處理后，控制送風嘴回溫至室溫，升溫速率為I?2°C / min ;并且重復上述步驟(I)至(4 )至少2個循環(huán)，優(yōu)選3個以上的循環(huán)。
[0026]研究發(fā)現(xiàn)，在上述方法中，通過先進行低溫回火和低溫處理、再進行高溫回火和更低溫度的低溫處理這樣的有機協(xié)同組合，有效克服了送風嘴制件材料組織結構可能由于使用過程中溫差較大而劣化的可能。同時，通過大量繁復的試驗，嚴格篩選、優(yōu)化并控制低溫回火、低溫處理、高溫回火和更低溫度的低溫處理所采用的溫度，以及每次低溫處理后回溫至室溫的速率，既有效、充分地減少了殘余奧氏體，使殘余應力得到更好的消除從而改善尺寸穩(wěn)定性，避免在熱沖擊情況下變形，析出超細微碳化物，硬度增加，而且還由于低溫回火和低溫處理與高溫回火和更低溫度的低溫處理的有機協(xié)同作用和多個循環(huán)，非常有效地控制了送風嘴的第二類殘余應力和第三類殘余應力，避免使送風嘴中發(fā)生殘余內(nèi)應力的松弛，極大提高抗熱沖擊并且有效避免了宏觀裂紋等缺陷。
[0027]同時，本發(fā)明人經(jīng)過大量研究還發(fā)現(xiàn)，必須仔細控制步驟(2)和步驟(4)低溫處理后送風嘴制件回溫至室溫的升溫速率在上述適當范圍內(nèi)，以及控制步驟(4)低溫處理后送風嘴制件回溫至室溫的升溫速率小于步驟(2)低溫處理后送風嘴制件回溫至室溫的升溫速率，只有如此才能夠獲得送風嘴抗熱沖擊性、沖擊韌性和強度的良好綜合改善。步驟(2)和步驟(4)低溫處理后送風嘴金屬件回溫至室溫的升溫速率優(yōu)選呈直線升溫形式。
[0028]在另一方面，本發(fā)明還提供了操作上述鍋爐進行送風的方法，I段風由爐排下部送入爐膛，II段風由鍋爐后拱上部向下貼著后拱送入爐膛，III段風由爐膛出煙口下部送入爐膛，同時控制各段送風的風量及風速。
[0029]優(yōu)選地，鍋爐啟動時，只供給I段風，I段風由爐排下部送入爐膛，運行平穩(wěn)后，I段風下調(diào)至總供風量的70-80%，風速〈10 m/s，使得控制在爐排面上形成富氧積累，同時開啟II段風和III段風，II段風由鍋爐后拱上部向下貼著后拱送風，風速控制在喉口處煙氣上升速度的2-4倍，主要用以破壞主燃區(qū)的溫度場，同時對主燃區(qū)進行燃料的補氧和降溫，II段風采用冷風，送風風量(優(yōu)選最大送風風量)設定為總風量的5-8% JII段風采用冷風，從爐膛出煙口下部供給，使得對煙氣進行擾動，降低原始排塵濃度，對未燃盡氣體及碳粒進行補氧助燃，以及降低爐膛溫度，進而控制NOx的生成，III段風的送風量為總風量的10-15%，風速為煙氣爐膛出口煙速的2-4倍。
[0030]本發(fā)明人經(jīng)過大量研究還發(fā)現(xiàn)，通過在不同運行時段控制各送風段的送風與否并且合理控制各個送風段的風量分配和風速，可以有效抑制NOx的生成。這樣的操作方式在現(xiàn)有技術中沒有記載，也不是本領域的常規(guī)技術手段，本領域中也沒有給出任何技術啟示或教導。通過這樣的操作方法，可以使鍋爐出口煙氣中NOx的濃度由常規(guī)鍋爐的400-500降至350mg/Nm3以下，優(yōu)選降至200mg/Nm3以下，最優(yōu)選降至100mg/Nm3以下。
[0031]優(yōu)選地，II段風的風速控制在喉口處煙氣上升速度的3倍，III段風的風速為煙氣爐膛出口煙速的3倍。
[0032]優(yōu)選地，II段風的風速控制在約20m/s，III段風的風速為約30m/s。
[0033]優(yōu)選地，I段風的送風量為總供風量的80%，II段風的送風量為總風量的8%，111段風的送風量為總風量的12%。
[0034]在又一方面，本發(fā)明還提供了所述鍋爐或者所述操作方法在降低出口煙氣中NOx濃度中的應用，其用于使鍋爐出口煙氣中Nox的濃度降低到350mg/Nm3以下，優(yōu)選250mg/Nm3以下，優(yōu)選200mg/Nm3以下，更優(yōu)選150mg/Nm3以下,最優(yōu)選100mg/Nm3以下。
[0035]通過采取本發(fā)明的分段送風設置和方法，可以有效地控制鍋爐的過量空氣系數(shù)，進而有效控制大量燃料型和熱力型NOx的生成，從而減少了脫硝費用，達到節(jié)能環(huán)保的目的，提高鍋爐熱效率，減少煙塵排放。
[0036]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是根據(jù)本發(fā)明的采取分段送風的鍋爐的縱截面示意圖。
[0038]其中，1:爐膛；2:除塵器；3:空氣預熱器；4:第一送風段；5:第二送風段；6:第三送風段。
[0039]

【具體實施方式】
[0040]以下結合附圖所示實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0041]實施例1
如圖1所示，一種采取分段送風的鍋爐，其特征在于，包括爐膛1、除塵器2、空氣預熱器3和三個送風段4、5、6，每個送風段由一個或多個送風嘴組成，其中:第一送風段4設置在爐排下部，用于供給I段風，使I段風由爐排下部送入爐膛；第二送風段5設置在鍋爐后拱上部并且向下貼著后拱朝向爐膛，用于供給II段風，使II段風由鍋爐后拱上部向下貼著后拱送風；和，第三送風段6設置在爐膛出煙口下部，用于供給III段風，使III段風由爐膛出煙口下部供給。
[0042]所述除塵器優(yōu)選為布袋除塵器。
[0043]本發(fā)明人經(jīng)過大量研究發(fā)現(xiàn)，在多段送風中，送風段的綜合設置或整體設置非常關鍵，因此經(jīng)過反復試驗和研究，在上述三個位置設置了送風段(送風方向如圖1中各個送風段的箭頭所例示)。這樣的設置方式在現(xiàn)有技術中未有記載，例如在現(xiàn)有的鍋爐中，尚未發(fā)現(xiàn)在鍋爐后拱上部設置送風段，并且在鍋爐后拱上部設置送風段的同時在爐膛出煙口下部設置送風段。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過上述三個特定位置的送風段，可以有效地控制鍋爐的過量空氣系數(shù)，最有效地降低鍋爐出口煙氣中NOx初始排放濃度。此外，還出人意料地發(fā)現(xiàn)，第二送風段必須設置在鍋爐后拱上部并且向下貼著后拱朝向爐膛，使II段風由鍋爐后拱上部向下貼著后拱送風，如果不貼著后拱朝向爐膛，例如如果垂直于后拱壁向爐膛內(nèi)送風，則降低NOx初始排放濃度的效果顯著降低。通過在鍋爐中設置本發(fā)明這樣的送風段，可以使鍋爐出口煙氣中NOx的濃度由常規(guī)鍋爐的400-500mg/Nm3降至350mg/Nm3以下，優(yōu)選降至250mg/Nm3以下，最優(yōu)選降至150mg/Nm3以下，從而提高了鍋爐效率，降低了后期脫硝成本，有利于節(jié)能環(huán)保。同時，這種送風段設置，不需要對現(xiàn)有鍋爐作出很大結構改變，從而極大地節(jié)約了設備成本。
[0044]第二送風段的送風嘴由由耐熱合金制成。所述耐熱合金為銅基合金。這是因為，在第二送風段中，爐膛內(nèi)的溫度非常高，而第二送風段送入的是冷風，這就對第二送風段的送風嘴的耐高溫強度、耐熱沖擊強度提出很高的要求，而通常的鐵質(zhì)或鋼質(zhì)送風嘴難以滿足要求，往往壽命較短。在本發(fā)明中，為了滿足所述苛刻要求，通過大量研究以及與科研院所的合作，研制出一種銅基合金送風嘴。所述銅基合金包含:基于該銅合金的總重量計，
1.5-2.5 質(zhì)量 ％ 的 Mn，0.05 質(zhì)量 ％ -0.15 質(zhì)量 ％ 的 Ti，L 5-2.5 質(zhì)量 ％ 的 Fe，0.2-0.4 質(zhì)量%的Ni, 0.2-0.4質(zhì)量%的Si，0.01-0.15質(zhì)量%的P，并且V含量限制在0.0020%以下，其中Fe與P的質(zhì)量之比滿足關系Fe/P=15-20，余量為Cu和不可避免的雜質(zhì)。
[0045]在該銅基合金中，Ti的加入可以非常有效地提高送風嘴的抗熱沖擊性，這是先前所未曾預料到的。通過限制可能存在的V的含量在一定限度內(nèi)，可以降低V元素對耐高溫強度的不利影響。Fe的加入可以抑制加熱過程中合金晶粒粗化，使得可以極大地提高合金的熱傳導率。Mn的加入可以使合金獲得良好的固溶強化。適量P的加入可以有效彌補Fe的加入對合金強度的不利影響。本發(fā)明人通過深入研究，出人意料地發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e與P的質(zhì)量之比必須滿足關系Fe/P=15-20，才能夠?qū)崿F(xiàn)強度和熱傳導率之間的良好性能平衡。
[0046]經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，由所述銅基合金制成的送風嘴在第二送風段中使用時，其壽命是本領域常規(guī)鐵質(zhì)或鋼質(zhì)送風嘴壽命的12倍以上。
[0047]本發(fā)明人還對用所述銅基合金制成的送風嘴(即送風嘴制件)進行了回火與低溫連續(xù)處理，所述回火與低溫連續(xù)處理包括如下依次步驟:
步驟(I):將送風嘴進行回火處理；步驟(2):將送風嘴進行低溫處理；步驟(3):將送風嘴進行再次回火處理；和步驟(4):將送風嘴進行再次低溫處理；其中:
步驟(I)的回火處理為低溫回火，處理溫度為90?150°C，處理時間為I?5h，優(yōu)選I?4h ;步驟(2)的低溫處理溫度為-40°C?_75°C，處理時間為1min?5h，優(yōu)選30min?Ih ；步驟(3)的回火處理為高溫回火，處理溫度為400?600°C，處理時間為I?6h，優(yōu)選2_4h ；步驟(4)的低溫處理溫度為_190°C?-210°C，處理時間為20min?4h，優(yōu)選30min?Ih ；并且，其中:在步驟(2)的低溫處理后，控制送風嘴回溫至室溫，升溫速率為5?8°C /min ;在步驟(4)的低溫處理后，控制送風嘴回溫至室溫，升溫速率為I?2°C / min ;并且重復上述步驟(I)至(4 )至少2個循環(huán)，優(yōu)選3個以上的循環(huán)。
[0048]研究發(fā)現(xiàn)，在上述方法中，通過先進行低溫回火和低溫處理、再進行高溫回火和更低溫度的低溫處理這樣的有機協(xié)同組合，有效克服了送風嘴制件材料組織結構可能由于使用過程中溫差較大而劣化的可能。同時，通過大量繁復的試驗，嚴格篩選、優(yōu)化并控制低溫回火、低溫處理、高溫回火和更低溫度的低溫處理所采用的溫度，以及每次低溫處理后回溫至室溫的速率，既有效、充分地減少了殘余奧氏體，使殘余應力得到更好的消除從而改善尺寸穩(wěn)定性，避免在熱沖擊情況下變形，析出超細微碳化物，硬度增加，而且還由于低溫回火和低溫處理與高溫回火和更低溫度的低溫處理的有機協(xié)同作用和多個循環(huán)，非常有效地控制了送風嘴的第二類殘余應力和第三類殘余應力，避免使送風嘴中發(fā)生殘余內(nèi)應力的松弛，極大提高抗熱沖擊并且有效避免了宏觀裂紋等缺陷。
[0049]同時，本發(fā)明人經(jīng)過大量研究還發(fā)現(xiàn)，必須仔細控制步驟(2)和步驟(4)低溫處理后送風嘴制件回溫至室溫的升溫速率在上述適當范圍內(nèi)，以及控制步驟(4)低溫處理后送風嘴制件回溫至室溫的升溫速率小于步驟(2)低溫處理后送風嘴制件回溫至室溫的升溫速率，只有如此才能夠獲得送風嘴抗熱沖擊性、沖擊韌性和強度的良好綜合改善。步驟(2)和步驟(4)低溫處理后送風嘴金屬件回溫至室溫的升溫速率優(yōu)選呈直線升溫形式。
[0050]對比例I
該鍋爐與實施例1基本相同，不同之處僅在于不設置第二送風段。
[0051]對比例2
該鍋爐與實施例1基本相同，不同之處僅在于不設置第三送風段。
[0052]對比例3
該鍋爐與實施例1基本相同，不同之處僅在于第二送風段設置在鍋爐后拱上部并且垂直于后拱壁向爐膛內(nèi)送風。
[0053]實施例2
使用實施例1的鍋爐，在鍋爐啟動時，只供給I段風，I段風由爐排下部送入爐膛，運行平穩(wěn)后，I段風下調(diào)至總供風量的80%，風速為5 m/s，使得控制在爐排面上形成富氧積累，同時開啟II段風和III段風，II段風由鍋爐后拱上部向下貼著后拱送風，風速控制在喉口處煙氣上升速度的3倍，即20m/s，主要用以破壞主燃區(qū)的溫度場，同時對主燃區(qū)進行燃料的補氧和降溫，II段風采用冷風，最大送風風量設定為總風量的8% JII段風采用冷風，從爐膛出煙口下部供給，使得對煙氣進行擾動，降低原始排塵濃度，對未燃盡氣體及碳粒進行補氧助燃，以及降低爐膛溫度，進而控制NOx的生成，III段風的送風量為總風量的12%，風速為煙氣爐膛出口煙速的3倍，即30m/s。鍋爐出口煙氣中NOx的濃度為128mg/Nm3。
[0054]對比例4
使用對比例I的鍋爐，在鍋爐啟動時，只供給I段風，I段風由爐排下部送入爐膛，運行平穩(wěn)后，I段風下調(diào)至總供風量的80%，風速為5 m/s，使得控制在爐排面上形成富氧積累，同時開啟III段風，III段風采用冷風，從爐膛出煙口下部供給，使得對煙氣進行擾動，降低原始排塵濃度，對未燃盡氣體及碳粒進行補氧助燃，以及降低爐膛溫度，進而控制NOx的生成，III段風的送風量為總風量的20%，風速為煙氣爐膛出口煙速的3倍，即30m/s。鍋爐出口煙氣中NOx的濃度為412mg/Nm3。
[0055]對比例5 使用對比例2的鍋爐，在鍋爐啟動時，只供給I段風，I段風由爐排下部送入爐膛，運行平穩(wěn)后，I段風下調(diào)至總供風量的80%，風速為5 m/s，使得控制在爐排面上形成富氧積累，同時開啟II段風，II段風由鍋爐后拱上部向下貼著后拱送風，風速控制在喉口處煙氣上升速度的3倍，即20m/s，主要用以破壞主燃區(qū)的溫度場，同時對主燃區(qū)進行燃料的補氧和降溫，II段風采用冷風，最大送風風量設定為總風量的20%。鍋爐出口煙氣中NOx的濃度為339mg/Nm3。
[0056]對比例6
使用對比例3的鍋爐，在鍋爐啟動時，只供給I段風，I段風由爐排下部送入爐膛，運行平穩(wěn)后，I段風下調(diào)至總供風量的80%，風速為5 m/s，使得控制在爐排面上形成富氧積累，同時開啟II段風和III段風，II段風由鍋爐后拱上部向下貼著后拱送風，風速控制在喉口處煙氣上升速度的3倍，即20m/s，主要用以破壞主燃區(qū)的溫度場，同時對主燃區(qū)進行燃料的補氧和降溫，II段風采用冷風，最大送風風量設定為總風量的8% JII段風采用冷風，從爐膛出煙口下部供給，使得對煙氣進行擾動，降低原始排塵濃度，對未燃盡氣體及碳粒進行補氧助燃，以及降低爐膛溫度，進而控制NOx的生成，III段風的送風量為總風量的12%，風速為煙氣爐膛出口煙速的3倍，即30m/s。鍋爐出口煙氣中NOx的濃度為309mg/Nm3。
[0057]對比例7
使用實施例1的鍋爐，在鍋爐啟動時，只供給I段風，I段風由爐排下部送入爐膛，運行平穩(wěn)后，I段風下調(diào)至總供風量的50%，風速為5 m/s，使得控制在爐排面上形成富氧積累，同時開啟II段風和III段風，II段風由鍋爐后拱上部向下貼著后拱送風，風速控制在喉口處煙氣上升速度的3倍，即20m/s，主要用以破壞主燃區(qū)的溫度場，同時對主燃區(qū)進行燃料的補氧和降溫，II段風采用冷風，最大送風風量設定為總風量的20% ;111段風采用冷風，從爐膛出煙口下部供給，使得對煙氣進行擾動，降低原始排塵濃度，對未燃盡氣體及碳粒進行補氧助燃，以及降低爐膛溫度，進而控制NOx的生成，III段風的送風量為總風量的30%，風速為煙氣爐膛出口煙速的3倍，即30m/s。鍋爐出口煙氣中NOx的濃度為315mg/Nm3。
[0058]通過上述實施例和對比例明顯可以看出，當采用本發(fā)明的三段送風設置以及采用本發(fā)明的送風操作方法時，鍋爐出口煙氣中NOx的濃度最低，達到了 128mg/Nm3這樣低的程度，顯著低于采取其它送風設置方式和操作方法的NOx濃度，這樣的效果是根據(jù)現(xiàn)有技術所無法預料到的。
[0059]本書面描述使用實例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，且還使本領域技術人員能夠制造和使用本發(fā)明。本發(fā)明的可授予專利的范圍由權利要求書限定，且可以包括本領域技術人員想到的其它實例。如果這種其它實例具有不異于權利要求書的字面語言的結構元素，或者如果這種其它實例包括與權利要求書的字面語言無實質(zhì)性差異的等效結構元素，則這種其它實例旨在處于權利要求書的范圍之內(nèi)。在不會造成不一致的程度下，通過參考將本文中參考的所有引用之處并入本文中。
【權利要求】
1.一種采取分段送風的鍋爐，其特征在于，包括爐膛(I)、除塵器(2)、空氣預熱器(3)和多個送風段(4、5、6)。
2.根據(jù)權利要求1的鍋爐，其特征在于，包括3個送風段，每個送風段由一個或多個送風嘴組成，其中: 第一送風段(4)設置在爐排下部，用于供給I段風，使I段風由爐排下部送入爐膛； 第二送風段(5)設置在鍋爐后拱上部并且向下貼著后拱朝向爐膛，用于供給II段風，使II段風由鍋爐后拱上部向下貼著后拱送風；和 第三送風段(6)設置在爐膛出煙口下部，用于供給III段風，使III段風由爐膛出煙口下部供給。
3.根據(jù)權利要求2的鍋爐，其特征在于，第二送風段(5)的送風嘴由耐熱合金制成。
4.根據(jù)權利要求3的鍋爐，其特征在于，由耐熱合金制成的第二送風段(5)的送風嘴經(jīng)過回火與低溫連續(xù)處理。
5.一種操作根據(jù)權利要求2-4中任一項的鍋爐進行送風的方法，其特征在于，I段風由爐排下部送入爐膛，II段風由鍋爐后拱上部向下貼著后拱送入爐膛，III段風由爐膛出煙口下部送入爐膛，同時控制各段送風的風量及風速。
6.根據(jù)權利要求5的方法，其特征在于，鍋爐啟動時，只供給I段風，I段風由爐排下部送入爐膛，運行平穩(wěn)后，I段風下調(diào)至總供風量的70-80%，風速〈10 m/s，使得控制在爐排面上形成富氧積累，同時開啟II段風和III段風，II段風由鍋爐后拱上部向下貼著后拱送風，風速控制在喉口處煙氣上升速度的2-4倍，主要用以改善主燃區(qū)的溫度場，同時對主燃區(qū)進行燃料的補氧和降溫，II段風采用冷風，最大送風風量設定為總風量的5-8% ;111段風采用冷風，從爐膛出煙口下部供給，使得對煙氣進行擾動，降低原始排塵濃度，對未燃盡氣體及碳粒進行補氧助燃，以及降低爐膛溫度，進而控制NOx的生成，III段風的送風量為總風量的10-15%，風速為煙氣爐膛出口煙速的2-4倍。
7.根據(jù)權利要求5或6的方法，其特征在于，II段風的風速控制在喉口處煙氣上升速度的3倍，III段風的風速為煙氣爐膛出口煙速的3倍。
8.根據(jù)權利要求5-7中任一項的方法，其特征在于，II段風的風速控制在約20m/s，III段風的風速為約30m/s。
9.根據(jù)權利要求5-8中任一項的方法，其特征在于，I段風的送風量為總供風量的80%, II段風的送風量為總風量的8%，III段風的送風量為總風量的12%。
10.根據(jù)權利要求2-4中任一項的鍋爐或者根據(jù)權利要求5-9中任一項的方法在降低出口煙氣中NOx濃度中的應用，其用于使鍋爐出口煙氣中NOx的濃度降低到350mg/Nm3以下。
【文檔編號】C22C9/05GK104390229SQ201410606950
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權日:2014年11月3日
【發(fā)明者】郭強 申請人:郭強