本實用新型涉及W火焰鍋爐脫硝系統(tǒng)，具體為一種W火焰鍋爐復合脫硝系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國低揮發(fā)分煤種儲量豐富，分布廣泛，其儲量約占我國煤炭儲量的19％。低揮發(fā)分煤粉(無煙煤、貧煤)具有燃燒溫度高、著火與燃盡困難等特點，普通π型爐在低揮發(fā)分煤粉時應用效果并不好。而W火焰鍋爐下爐膛空間大、溫度高、火焰行程長且先下行后上返有利于著火，是燃用無煙煤等難燃煤種的較好爐型。
W火焰鍋爐在燃用無煙煤等低揮發(fā)分煤種時，具有燃燒穩(wěn)定性好、低負荷穩(wěn)燃能力強，運行可靠性及可用率高等特點，但在實際運行過程中存在NOx排放量高的問題，國內(nèi)現(xiàn)役W火焰鍋爐爐膛出口氮氧化物排放濃度大都在1000mg/m3以上，單純依靠尾部煙氣SCR脫硝改造并不能滿足國家對NOx排放濃度50mg/m3的超凈排放要求。從技術(shù)與環(huán)境效益等多方面考慮，在充分利用原有SCR脫硝裝置的基礎上進行低氮燃燒器改造，并配合生物質(zhì)局部再燃脫硝技術(shù)，是實現(xiàn)無煙煤鍋爐氮氧化物超低排放的合理選擇。
局部再燃是降低燃煤鍋爐NOx排放的有效措施之一，該技術(shù)主要是將爐內(nèi)燃燒過程沿爐膛高度分為3個燃燒區(qū)：主燃區(qū)、再燃區(qū)和燃盡區(qū)，利用燃料分級形成的還原性氣氛，迫使主燃區(qū)內(nèi)形成的NOx在再燃區(qū)內(nèi)還原成N2及其他含氮分子，最后在燃盡區(qū)補充部分空氣氧化剩余可燃物?，F(xiàn)有的再燃技術(shù)主要集中在天然氣再燃以及超細煤粉再燃的研究，然而超細煤粉的制備和較高天然氣價格都不可避免的制約著再燃脫硝的經(jīng)濟性。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種W火焰鍋爐復合脫硝系統(tǒng)，脫硝效率高，適應性強，經(jīng)濟性好，控制簡單。
本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
一種W火焰鍋爐復合脫硝系統(tǒng)，包括W火焰鍋爐，生物質(zhì)顆粒儲存斗和混合器，以及連接在W火焰鍋爐煙道尾部上的SCR脫硝反應器；W火焰鍋爐拱上設置有低氮燃燒器，上爐膛內(nèi)設置有燃盡風噴口；W火焰鍋爐喉口上方且燃盡風噴口下方的煙道前后墻各布置一層生物質(zhì)顆粒燃燒器形成再燃區(qū)；混合器的輸入端分別連接生物質(zhì)顆粒儲存斗的出料口以及煙氣再循環(huán)風機的出風口；混合器的輸出端分別連接生物質(zhì)顆粒燃燒器輸入端。
優(yōu)選的，生物質(zhì)顆粒燃燒器呈擺動設置在W火焰鍋爐上，擺角范圍為-15°～15°；生物質(zhì)顆粒燃燒器上設置有控制其擺動的執(zhí)行機構(gòu)。
進一步，在W火焰鍋爐的拱與豎直煙道銜接處前后墻分別布置一組氧濃度探頭；根據(jù)氧濃度探頭的輸出信號控制對應側(cè)執(zhí)行機構(gòu)。
優(yōu)選的，生物質(zhì)顆粒儲存斗的出料口上設置有給料機。
進一步，給料機采用稱重式皮帶給料機。
優(yōu)選的，燃盡風噴口采用OFA燃盡風噴口。
優(yōu)選的，還包括連接在W火焰鍋爐煙道尾部上的空氣預熱器；空氣預熱器的出口連接煙氣再循環(huán)風機的進風口。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益的技術(shù)效果：
本實用新型所述系統(tǒng)通過在W火焰鍋爐拱上方，也就是在主燃區(qū)上方、燃盡區(qū)下方前后墻位置各布置一層生物質(zhì)顆粒燃燒器，該生物質(zhì)顆粒燃燒器能夠上下擺動，最大擺動角度±15°。生物質(zhì)燃燒消耗爐內(nèi)氧氣，從而營造出低氧還原氣氛，將主燃區(qū)產(chǎn)生的氮氧化物還原，以降低W火焰鍋爐氮氧化物排放量。并且抽取空氣預熱器出口煙氣作為生物質(zhì)顆粒的輸送介質(zhì)，進一步降低了再燃區(qū)氧氣濃度，以提高再燃區(qū)氮氧化物脫除效率。
進一步的，在W火焰鍋爐拱與豎直煙道連接處，前后墻各布置一組氧濃度探頭，實時測量該截面處氧濃度分布情況，最終將氧濃度信號送入執(zhí)行機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)獲得的氧濃度信號控制生物質(zhì)顆粒燃燒器擺角。
進一步的，在生物質(zhì)顆粒儲存斗下方設置有給料機，給料機實時接收鍋爐燃燒情況及變負荷情況所發(fā)出的信號，通過對生物質(zhì)顆粒的計量控制并調(diào)整生物質(zhì)顆粒送入量。
進一步的，生物質(zhì)顆粒揮發(fā)分高、氮硫含量低，燃燒中易于產(chǎn)生可還原NOx的CHi、H2、CO等基團，且其灰分中含有鈉、鉀等堿金屬，對NOx還原反應具有一定得催化作用。
附圖說明
圖1為本實用新型所述W型鍋爐復合脫硝系統(tǒng)。
圖中：1-執(zhí)行機構(gòu)；2-生物質(zhì)顆粒燃燒器；3-氧濃度探頭；4-燃盡風噴口；5-低氮燃燒器；6-生物質(zhì)顆粒儲存斗；7-給料機；8-混合器；9-煙氣再循環(huán)風機；10-空氣預熱器；11-SCR脫硝反應器。
具體實施方式
下面結(jié)合具體的實施例對本實用新型做進一步的詳細說明，所述是對本實用新型的解釋而不是限定。
本實用新型一種W火焰鍋爐復合脫硝系統(tǒng)，以生物質(zhì)顆粒作為再燃燃料，配合低氮燃燒器、OFA燃盡風噴口以及SCR煙氣脫硝裝置以減少煤粉燃燒過程氮氧化物生成量，具體為一種同時將低氮燃燒器、生物質(zhì)局部再燃技術(shù)以及SCR煙氣脫硝技術(shù)應用于W火焰鍋爐氮氧化物減排的復合脫硝系統(tǒng)。
本實用新型的W火焰鍋爐內(nèi)燃燒過程分為主燃區(qū)、再燃區(qū)以及燃盡區(qū)。主燃區(qū)采用低氮燃燒器5進行煤粉燃燒，主燃區(qū)上方豎直煙道前后墻各布置一層生物質(zhì)顆粒燃燒器2，即為再燃區(qū)。再燃區(qū)上方布置一層燃盡風噴口4，優(yōu)選的采用OFA燃盡風噴口，將主燃區(qū)及再燃區(qū)未燃盡的燃料燃盡。尾部煙道設置SCR脫硝反應器11，進一步降低氮氧化物排放。
在W火焰爐拱上方的豎直煙道前后墻對稱布置一層生物質(zhì)顆粒燃燒器2，該燃燒器能夠上下擺動，最大擺角±15°。抽取空氣預熱器10出口處煙氣作為輸送介質(zhì)，將生物質(zhì)顆粒儲存斗6中的生物質(zhì)顆粒輸送至生物質(zhì)顆粒燃燒器2。
在W火焰鍋爐拱與豎直煙道銜接處前后墻分別布置一組氧濃度探頭3，測量爐膛該截面處的氧濃度分布情況。最終獲得的氧濃度信號送入執(zhí)行機構(gòu)1，實時控制生物質(zhì)顆粒燃燒器2擺角位置。
生物質(zhì)顆粒儲存斗6下設有給料機7，本優(yōu)選實例中，采用稱重式皮帶給料機接收到鍋爐燃燒情況及變負荷情況所發(fā)出的信號，通過皮帶秤對生物質(zhì)顆粒進行稱重，從而控制并調(diào)整生物質(zhì)顆粒送入量，以滿足由鍋爐變負荷帶來氮氧化物排放量變化所造成的生物質(zhì)顆粒需求量變化。
稱重式皮帶給料機7的輸入端分別連接生物質(zhì)顆粒給料斗6的出料口，稱重式皮帶給料機7的輸出端分別連接混合器8的輸入端。稱重式皮帶給料機7接收到鍋爐燃燒情況及變負荷情況所發(fā)出的信號，通過皮帶秤對生物質(zhì)顆粒進行稱重，從而控制并調(diào)整生物質(zhì)顆粒送入量，以滿足由鍋爐變負荷帶來的氮氧化物排放量變化而造成的生物質(zhì)顆粒需求量變化。
使用時，執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)氧濃度探頭獲得的氧濃度信號控制生物質(zhì)顆粒燃燒器在±15°的擺角范圍內(nèi)擺動；當檢測到的氧濃度升高時，主燃區(qū)產(chǎn)生的氮氧化物含量升高，生物質(zhì)顆粒燃燒器向下擺動；當檢測到的氧濃度降低時，主燃區(qū)CO濃度升高，生物質(zhì)顆粒燃燒器向上擺動。根據(jù)機組負荷大小控制生物質(zhì)顆粒儲存斗投入再燃區(qū)的生物質(zhì)顆粒的量；當機組負荷升高時，氮氧化物排放量升高，生物質(zhì)顆粒的給入量增加；當機組負荷降低時，氮氧化物排放量降低，生物質(zhì)顆粒的給入量降低。
利用低氮、低硫的可再生能源生物質(zhì)作為再燃燃料，其不僅含灰量低，一般在1％～5％之間，而且灰分中含有鈉鹽、鉀鹽等堿金屬鹽對NOx的還原具有催化作用；其作為再燃燃料對再燃脫硝效果影響十分顯著，揮發(fā)分高、易于燃燒、自身含氮量低，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的脫硝效率。
當檢測到的氧濃度升高時，表明主燃區(qū)產(chǎn)生的氮氧化物含量較高，生物質(zhì)顆粒燃燒器向下擺動，以提高生物質(zhì)燃料的爐內(nèi)停留時間，擴大生物質(zhì)再燃造成的低氧區(qū)域，從而提高氮氧化物脫除效率。當檢測到的氧濃度降低時，表明該區(qū)域CO濃度較高，氮氧化物濃度較低，還原區(qū)提前。此時可將生物質(zhì)顆粒燃燒器向上擺動，盡可能將還原區(qū)延長，從而提高氮氧化物脫除效率，并提高生物質(zhì)顆粒的燃盡率，進一步降低飛灰可燃物含量。
本實用新型利用生物質(zhì)作為再燃燃料能夠產(chǎn)生較高的CO濃度，能夠更好的維持再燃區(qū)的還原氣氛，與煤粉相比，在相同條件下生物質(zhì)再燃過程能夠獲得更高的脫硝效率，且不完全燃燒熱損失能夠保持在合理的范圍內(nèi)。目前在中國農(nóng)村有大量剩余的秸稈類生物質(zhì)，將其用于再燃脫硝，不僅避免了直接焚燒帶來的大氣污染問題，同時減少了電廠的燃煤量，可在一定程度上緩解化石燃料帶來的能源危機。同時生物質(zhì)是一種可再生能源，理論上具備CO2“零排放”的特征，對CO2減排也有著積極意義。