專利名稱：一種帶有間隙風的多煤種低氮煤粉燃燒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有間隙風的多煤種低氮煤粉燃燒方法，屬于鍋爐燃燒技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氮氧化物(NOx，包括Ν0、Ν02、Ν20)是一類能造成大氣環(huán)境嚴重污染的氣體，被認為是大氣污染的主要來源之一。每年在世界范圍因燃燒化石燃料而排放的氮氧化物在所有氮氧化物排放中占有很大的比例。日益嚴格的環(huán)保法規(guī)要求研究開發(fā)先進的燃燒技術(shù)，以減少NOx等污染物的排放。目前，我國的能源構(gòu)成的最大特點是以煤炭為主，占70%以上，這將產(chǎn)生大量的氮氧化物氣體，因此，這樣的能源結(jié)構(gòu)對經(jīng)濟高效增長及生態(tài)環(huán)境都會產(chǎn)生負面影響。
目前，已有的控制常規(guī)燃煤電站鍋爐NOx排放的技術(shù)措施可分為低NOx燃燒技術(shù)和煙氣凈化技術(shù)兩類。煙氣凈化技術(shù)是通過脫除煙氣中NOx來降低NOx的最終排放量?；痣姀SNOx減排主要通過先進的運行操作方式、低NOx燃燒技術(shù)與尾部煙氣脫硝技術(shù)來實現(xiàn)。尾部煙氣脫硝技術(shù)比較徹底，但其投資與運行維護費用昂貴。目前先進低NOx燃燒技術(shù)可降低排放濃度到150 350mg/m3以下,而且隨著爐內(nèi)NOx生成量的減少，也會降低尾部脫硝裝置的運行成本。低NOx燃燒技術(shù)的核心之一是分級燃燒技術(shù)，包括空氣分級和燃料分級兩種，燃料分級技術(shù)又稱為燃料再燃技術(shù)。國內(nèi)外煤粉鍋爐采用最廣泛、技術(shù)最為成熟的主流低NOx燃燒技術(shù)是空氣分級技術(shù)，它在我國的電站鍋爐已得到普遍采用。
爐膛整體空氣分級是將燃燒所需的空氣量分成兩級送入，第一級燃燒區(qū)中為燃燒器提供的空氣占煤粉完全燃燒所需總風量的60% 90%，燃料先在缺氧的富燃料條件下燃燒。在二級燃燒區(qū)內(nèi)，將燃燒用的空氣的剩余部分以二次空氣(燃盡風)輸入，成為富氧燃燒區(qū)。在一、二級燃燒區(qū)的中間是平均氧濃度接近零的具有還原性氣氛的還原區(qū)，這一區(qū)域的還原介質(zhì)對于還原已經(jīng)生成的NOx作用很明顯。爐內(nèi)整體空氣分級技術(shù)可使NOx生成量降低30% 70%，空氣分級的程度越大，即燃盡風所占的份額越大，NOx減排的程度越大。
目前，切圓燃燒鍋爐整體空氣分級燃燒方法是將二次風從空氣預熱器引出，一部分二次風通過第一、二次風道與主燃燒器中的二次風噴嘴以及一次風煤粉噴嘴中的間隙相連接，剩下一部分二次風作為燃盡風通過分離燃盡風噴嘴噴入爐膛。
這種燃燒方法主要存在以下缺點:
(I)煤種適應性差，當煤種偏離設計煤種，例如燃用高灰分、高水分等低熱值煤時，制粉系統(tǒng)出力不足，風粉混合物流量波動大，一次風剛性不足，容易被相鄰的高速的二次風打散，破壞煤粉氣流的凝聚性，導致煤粉沖刷水冷壁，切圓燃燒無法建立；
(2)燃燒器靈活獨立調(diào)節(jié)性差，一、二次風的混合時間無法精確控制，從而燃燒的著火點無法控制，主燃區(qū)不同區(qū)域的氧氣含量也無法精確控制，這些都不利于煤粉穩(wěn)定燃燒以及氮氧化物排放的進一步降低。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種煤種適應性強、獨立靈活調(diào)節(jié)性強且能進一步降低NOx排放的煤粉燃燒方法。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種帶有間隙風的多煤種低氮煤粉燃燒方法，從空氣預熱器的出口引出的熱二次風一分為二，大部分熱二次風通過熱二次風管道進入大風箱，該部分熱二次風再通過設于大風箱中的二次風噴嘴以及一次風噴嘴四周的周界風噴嘴噴入爐膛；剩下的一部分熱二次風通過燃盡風風道進入分離燃盡風風箱，該部分熱二次風再通過設于分離燃盡風風箱中的分離燃盡風噴嘴噴入爐膛；其特征在于:從空氣預熱器的出口引出的熱一次風一分為二，大部分熱一次風通過熱一次風管道進入磨煤機；小部分熱一次風作為間隙風通過間隙風管道和設于一次風噴嘴的上側(cè)和/或下側(cè)的間隙風噴嘴噴入爐膛。
優(yōu)選地，所述熱一次風的壓力為8000 lOOOOPa。
優(yōu)選地，從所述間隙風噴嘴噴入爐膛的間隙風風速為40 130m/s。
優(yōu)選地，從所述間隙風噴嘴噴入爐膛的間隙風總量不超過鍋爐總?cè)紵諝饬康?0%。
優(yōu)選地，通過調(diào)節(jié)設于所述間隙風管道上的流量調(diào)節(jié)閥和流量測量裝置控制噴入所述爐膛的間隙風量。
本發(fā)明提供的一種帶有間隙風的多煤種低氮煤粉燃燒方法相比現(xiàn)有技術(shù)，具有如下有益效果:
(I)具有很強的煤種適應性。通過調(diào)節(jié)間隙風風量，可以精確調(diào)節(jié)一、二次風的混合時間，從而有效地控制燃燒著火點。當燃用貧煤等揮發(fā)份含量低、難點燃的煤種時，可降低間隙風風量，使一、二次風盡快混合，為析出的揮發(fā)份提供充足的氧量，保證燃燒，進而為剩余固定碳的燃燒提供充足的熱源和氧量。當燃用煙煤等揮發(fā)份含量高、易點燃的煤種時，可提高間隙風風量，同時根據(jù)實際情況降低大風箱二次風進入爐膛的風量，延遲一、二次風的混合時間，增加煤粉在貧氧的還原性氣氛下的停留時間，既保證了高的燃燒效率，又有利于降低氮氧化物的生成。
(2)獨立靈活調(diào)節(jié)性強。間隙風從熱一次風管道引入，風壓高，可以增強一次風火焰的剛性，防止被二次風打散，切圓燃燒能夠正常建立，保證煤粉燃燒的穩(wěn)定性。
(3)能進一步降低NOx排放。通過更細化的空氣分級，可以精確控制主燃區(qū)不同區(qū)域內(nèi)的氧氣量，得到最優(yōu)的一、二次風和間隙風的配比，最大程度降低氮氧化物排放，試驗證明，本發(fā)明可在現(xiàn)有鍋爐NOx排放最低值的基礎上再降低10% 20%。
本發(fā)明提供的方法克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，煤種適應性強，獨立靈活調(diào)節(jié)性強，且能進一步降低NOx排放。


圖1為實施例1中帶有間隙風的多煤種低氮煤粉燃燒方法配風方式示意圖2為圖1中的1-1剖視圖3為圖1中的II部分局部放大圖4為實施例2中帶有間隙風的多煤種低氮煤粉燃燒方法配風方式的立面圖5為實施例3中帶有間隙風的多煤種低氮煤粉燃燒方法配風方式的立面附圖標記說明
1-鍋爐；2-爐膛；3_磨煤機；4_煤粉管道；5_—次風噴嘴；6_二次風噴嘴；7-水冷壁；8_主燃燒器；9_大風箱；10_分離燃盡風風箱；11_分離燃盡風噴嘴；12_空氣預熱器；13-熱一次風管道；14_間隙風管道；15_熱二次風管道；16_分離燃盡風管道；17_間隙風噴嘴；18-流量調(diào)節(jié)閥；19-流量測量裝置。
具體實施方式
為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以三個優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
實施例1
如圖1所示，每臺鍋爐I配置六臺磨煤機3，編號分別為A、B、C、D、E、F。爐膛2由四面水冷壁7組成，結(jié)合圖2和圖3，在爐膛2的每個角上均布置有一組主燃燒器8，每組主燃燒器8沿垂直方向間隔布置六個一次風噴嘴5和七個二次風噴嘴6，磨煤機3通過煤粉管道4與一次風噴嘴5相連接，每臺磨煤機3出口有四根煤粉管道4，分別與同一標高的四個一次風噴嘴5連接。一次風噴嘴5的上、下兩側(cè)布置有間隙風噴嘴17。
熱一次風X從空氣預熱器12的出口引出。在這部分熱一次風中，一分為二，大部分熱一次風，通過熱一次風管道13與磨煤機3相連接，提供磨制煤粉所需要的熱一次風。小部分熱一次風作為間隙風，通過間隙風管道14與布置在一次風噴嘴5上、下兩側(cè)的間隙風噴嘴17連接。間隙風管道14上布置有流量調(diào)節(jié)閥18和流量測量裝置19，可以控制噴入爐膛2的間隙風量。
熱二次風Y也從空氣預熱器12的出口引出，這部分熱二次風中，又一分為二，大部分熱二次風通過熱二次風管道15與大風箱9連接，再通過設置在大風箱9中的二次風噴嘴6以及一次風噴嘴5四周的周界風噴嘴，噴入爐膛。剩下的一部分二次風通過燃盡風風道16與分離燃盡風風箱10連接，再通過設置在分離燃盡風風箱10中的分離燃盡風噴嘴11噴入爐膛。
本發(fā)明將部分熱一次風作為間隙風，由于熱一次風壓頭高，為8000 lOOOOPa，間隙風風速可以選擇的范圍很廣，為40 130m/s。從間隙風噴嘴17噴入爐膛的間隙風總量不超過鍋爐總?cè)紵諝饬康?0%。
實施例2
結(jié)合圖4，本實施例與實施例1的區(qū)別在于，僅在一次風噴嘴5的上側(cè)布置間隙風噴嘴17，間隙風通過間隙風噴嘴17流入爐膛。
實施例3
結(jié)合圖5，本實施例與實施例1的區(qū)別在于，只在上三層一次風噴嘴5的上、下兩側(cè)布置間隙風噴嘴17，間隙風通過間隙風噴嘴17流入爐膛。
權(quán)利要求
1.一種帶有間隙風的多煤種低氮煤粉燃燒方法，從空氣預熱器(12)的出口引出的熱二次風(Y) —分為二，大部分熱二次風通過熱二次風管道(15)進入大風箱(9)，該部分熱二次風再通過設于大風箱(9)中的二次風噴嘴(6)以及一次風噴嘴(5)四周的周界風噴嘴噴入爐膛(2);剩下的一部分熱二次風通過燃盡風風道(16)進入分離燃盡風風箱(10)，該部分熱二次風再通過設于分離燃盡風風箱(10)中的分離燃盡風噴嘴(11)噴入爐膛(2)，其特征在于:從空氣預熱器(12)的出口引出的熱一次風(X) —分為二，大部分熱一次風通過熱一次風管道(13)進入磨煤機(3);小部分熱一次風作為間隙風通過間隙風管道(14)和設于至少一層一次風噴嘴(5)的上側(cè)和/或下側(cè)的間隙風噴嘴(17)噴入爐膛。
2.一種如權(quán)利要求1所述的帶有間隙風的多煤種低氮煤粉燃燒方法，其特征在于:所述熱一次風的壓力為8000 lOOOOPa。
3.—種如權(quán)利要求1所述的帶有間隙風的多煤種低氮煤粉燃燒方法，其特征在于:從所述間隙風噴嘴(17)噴入爐膛的間隙風風速為40 130m/s。
4.一種如權(quán)利要求1所述的帶有間隙風的多煤種低氮煤粉燃燒方法，其特征在于:從所述間隙風噴嘴(17)噴入爐膛的間隙風總量不超過鍋爐總?cè)紵諝饬康?0%。
5.一種如權(quán)利要求1所述的帶有間隙風的多煤種低氮煤粉燃燒方法，其特征在于:通過調(diào)節(jié)設于所述間隙風管道(14)上的流量調(diào)節(jié)閥(18)和流量測量裝置(19)控制噴入所述爐膛(2)的間隙風量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種帶有間隙風的多煤種低氮煤粉燃燒方法，大部分熱二次風通過熱二次風管道進入大風箱，該部分熱二次風再通過設于大風箱中的二次風噴嘴以及一次風噴嘴四周的周界風噴嘴噴入爐膛；剩下的一部分熱二次風通過燃盡風風道進入分離燃盡風風箱，該部分熱二次風再通過設于分離燃盡風風箱中的分離燃盡風噴嘴噴入爐膛；從空氣預熱器的出口引出的熱一次風一分為二，大部分熱一次風通過熱一次風管道進入磨煤機；小部分熱一次風作為間隙風通過間隙風管道和設于至少一層一次風噴嘴的上側(cè)和/或下側(cè)的間隙風噴嘴噴入爐膛。本發(fā)明提供的方法克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，煤種適應性強，獨立靈活調(diào)節(jié)性強，且能進一步降低NOX排放。
文檔編號F23N3/00GK103148505SQ201310072390
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者李江濤, 趙洋, 張建文, 柳公權(quán) 申請人:上海鍋爐廠有限公司