排放的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種降低雙支腿CFB鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)NOx排放濃度的方法，屬于鍋爐NOx減排方法技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]循環(huán)流化床(CFB)燃燒技術(shù)是二十世紀(jì)七十年代末發(fā)展起來(lái)的潔凈煤燃燒技術(shù)，具有高效、低污染的特點(diǎn)，近年來(lái)受到國(guó)內(nèi)外電力行業(yè)的廣泛關(guān)注并迅速發(fā)展。CFB鍋爐的低溫燃燒特性有效地抑制了氮氧化物(NOx)的產(chǎn)生，同時(shí)空氣分級(jí)技術(shù)的引入也可以進(jìn)一步降低NOx的排放濃度。其原理為通過(guò)分級(jí)供風(fēng)，將爐膛劃分為富燃料區(qū)(密相區(qū))和富氧區(qū)(稀相區(qū))。由于CFB鍋爐中的NOx主要在密相區(qū)生成，因此燃料在密相區(qū)不完全燃燒產(chǎn)生的順3和HCN可以將大部分已經(jīng)生成的NOx還原成N2;而未完全燃燒的碳粒則在爐膛稀相區(qū)隨著二次風(fēng)的補(bǔ)入完全燃燒，從而大幅度降低CFB鍋爐的NOx排放濃度。
[0003]在眾多爐型中，雙支腿(褲衩腿)CFB鍋爐結(jié)構(gòu)能夠有效彌補(bǔ)CFB鍋爐大型化過(guò)程中，爐膛截面積過(guò)大，二次風(fēng)穿透能力不足造成的床中心區(qū)氧濃度過(guò)低，污染物排放濃度升高，鍋爐燃燒效率降低等缺點(diǎn)。但是其不足在于低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)(60%額定負(fù)荷以下)，由于入爐煤量及風(fēng)量的減小，鍋爐實(shí)際處于鼓泡流化床而非循環(huán)流化床狀態(tài)，此時(shí)只通一次風(fēng)，二次風(fēng)處于關(guān)閉或微開(kāi)狀態(tài)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)分級(jí)配風(fēng)，造成密相區(qū)氧氣濃度提高，處于氧化性氣氛中，不完全燃燒產(chǎn)物順3和HCN量大幅降低，無(wú)法還原燃燒過(guò)程中生成的NO x，導(dǎo)致鍋爐NOx排放量明顯增加。
[0004]目前的CFB鍋爐降低NOx排放的專利主要集中在選擇性催化還原脫硝方法方面的改進(jìn)，存在投資及運(yùn)行成本高，實(shí)施復(fù)雜的缺點(diǎn)。特別需要指出的是，當(dāng)CFB鍋爐處于低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于爐膛出口溫度明顯下降，導(dǎo)致選擇性催化還原區(qū)域的煙溫也顯著下降，偏離了最佳的脫硝溫度區(qū)間，造成脫硝效率的迅速下降和氨逃逸量的快速上升。目前通過(guò)改變鍋爐的操作方式從源頭上降低放的專利很少，而適用于CFB鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行的更是少之又少。如CN103721552A專利旨在解決CFB鍋爐低負(fù)荷時(shí)，旋風(fēng)分離器入口溫度低于800°C，脫硝效果差的問(wèn)題，并沒(méi)有從源頭上降低煤在CFB鍋爐內(nèi)燃燒時(shí)產(chǎn)生的N0x量。
[0005]在保證鍋爐運(yùn)行安全性及經(jīng)濟(jì)性的前提下，通過(guò)對(duì)鍋爐操作方法的改進(jìn)來(lái)降低雙支腿CFB鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的NOx排放濃度是一種有廣闊應(yīng)用前景的技術(shù)。迄今為止，尚未見(jiàn)到此方面的相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效降低雙支腿CFB鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的N0#放濃度，同時(shí)又能保證鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性的方法。
[0007]一種降低雙支腿CFB鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)NOx排放的方法，本發(fā)明特征在于，在鍋爐總負(fù)荷不變的前提下，使一條支腿處于壓火運(yùn)行狀態(tài)，另一條支腿維持循環(huán)床狀態(tài)，并通過(guò)分級(jí)配風(fēng)達(dá)到降低NOx排放的目的；同時(shí)，兩支腿密相區(qū)間布置有物料平衡管，保證以循環(huán)床方式運(yùn)行的支腿持續(xù)運(yùn)行。
本發(fā)明所述的物料平衡管底部開(kāi)孔，能夠通入流化松動(dòng)風(fēng)；當(dāng)壓火側(cè)床料過(guò)多時(shí)，開(kāi)啟流化松動(dòng)風(fēng)將部分床料輸送至另一側(cè)支腿中。
[0008]本發(fā)明針對(duì)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的雙支腿CFB鍋爐。當(dāng)雙支腿CFB鍋爐在較低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)(低于60%額定負(fù)荷)，由于此時(shí)的供風(fēng)量明顯下降，如仍維持雙床運(yùn)行，為保證密相區(qū)的正常流化，二次風(fēng)量將大幅降低甚至關(guān)閉。無(wú)法實(shí)現(xiàn)分級(jí)配風(fēng)，NOx排放量將明顯增加，為此，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案。將其中一支腿壓火運(yùn)行(即停止給煤和供風(fēng))，一次風(fēng)和給煤全部送入另一支腿，使另一支腿維持循環(huán)床狀態(tài)，并保持分級(jí)配風(fēng)運(yùn)行。同時(shí)，在兩支腿間設(shè)置傾斜布置的物料平衡管，通過(guò)對(duì)平衡管流化松動(dòng)風(fēng)的控制，使適量的床料從壓火運(yùn)行的支腿側(cè)輸送至保持循環(huán)床狀態(tài)的支腿側(cè)，以維持雙支腿床料量的平衡，最終實(shí)現(xiàn)低成本、高效率地降低雙支腿CFB鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的NOx排放濃度的目標(biāo)。
[0009]上述方案中，由于雙支腿CFB鍋爐的一側(cè)支腿壓火運(yùn)行，需要增加另一支腿的給煤量及風(fēng)量以保持鍋爐負(fù)荷，使其仍可以維持循環(huán)流化床狀態(tài)，此時(shí)該支腿仍可保持分級(jí)配風(fēng)運(yùn)行方式，因此有效降低了 NOx的排放濃度。
[0010]上述方案中，以循環(huán)床方式運(yùn)行的支腿側(cè)上部稀相區(qū)部分固體物料會(huì)落入壓火側(cè)支腿，造成雙床間床料和床壓失去平衡。為此，在雙支腿間設(shè)置物料平衡管，當(dāng)兩側(cè)支腿間的床壓相差過(guò)大時(shí)，開(kāi)啟物料平衡管下部的流化松動(dòng)風(fēng)，將壓火側(cè)的部分床料輸送至維持循環(huán)床方式運(yùn)行的一側(cè)支腿中，平衡二者間的床料和床壓。
[0011]上述方案中，兩支腿間物料平衡管下部開(kāi)孔，可供給適量的流化松動(dòng)風(fēng)，通過(guò)對(duì)流化松動(dòng)風(fēng)的開(kāi)啟與關(guān)閉來(lái)控制物料平衡管是否輸送床料。
[0012]有益效果:
本發(fā)明首次提出了針對(duì)低負(fù)荷下雙支腿CFB鍋爐的操作方法，即將一側(cè)支腿壓火運(yùn)行，另一側(cè)支腿提升負(fù)荷運(yùn)行，使得運(yùn)行側(cè)支腿能夠維持循環(huán)床狀態(tài)，保持分級(jí)配風(fēng)方式，減少了叫的排放。本發(fā)明克服了雙支腿CFB鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，無(wú)法采用分級(jí)配風(fēng)的缺點(diǎn)，緩解了低負(fù)荷下CFB鍋爐脫硝效果差的問(wèn)題，降低了后續(xù)的脫硝成本。并通過(guò)兩支腿間增設(shè)帶有流化松動(dòng)風(fēng)的物料平衡管來(lái)維持兩側(cè)支腿的床料和床壓平衡，保證了鍋爐運(yùn)行的安全性及經(jīng)濟(jì)性。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中有:左支腿一次風(fēng)入口 I ;左支腿密相區(qū)2 ;左支腿稀相區(qū)3 ;左支腿二次風(fēng)入口 4 ;右支腿二次風(fēng)入口 5 ;右支腿稀相區(qū)6 ;右支腿密相區(qū)7 ;右支腿一次風(fēng)入口 8 ;物料平衡管9 ;平衡管流化松動(dòng)風(fēng)入口 10。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和非限制性實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明。
[0016]一種降低雙支腿CFB鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)NOx排放的方法，本發(fā)明特征在于，在鍋爐總負(fù)荷不變的前提下，使一條支腿處于壓火運(yùn)行狀態(tài)，另一條支腿維持循環(huán)床狀態(tài)，并通過(guò)分級(jí)配風(fēng)達(dá)到降低NOx排放的目的；同時(shí)，兩支腿密相區(qū)間布置有物料平衡管，保證以循環(huán)床方式運(yùn)行的支腿持續(xù)運(yùn)行。
[0017]本發(fā)明所述的物料平衡管底部開(kāi)孔，能夠通入流化松動(dòng)風(fēng)；當(dāng)壓火側(cè)床料過(guò)多時(shí)，開(kāi)啟流化松動(dòng)風(fēng)將部分床料輸送至另一側(cè)支腿中。
[0018]如圖1所示，雙支腿CFB鍋爐相當(dāng)于兩個(gè)密相區(qū)分開(kāi)，稀相區(qū)合并的CFB鍋爐。低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，依次停止右側(cè)二次風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)及一次風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，關(guān)閉相關(guān)的調(diào)節(jié)風(fēng)門及擋板，使右側(cè)支腿進(jìn)入壓火運(yùn)行的狀態(tài)。同時(shí)增加左側(cè)支腿的給煤量及一二次風(fēng)量，并維持一二次風(fēng)比不變，使左側(cè)支腿保持循環(huán)床和分級(jí)配風(fēng)運(yùn)行狀態(tài)，以達(dá)到降低放的目的。由于引風(fēng)機(jī)始終開(kāi)啟，左側(cè)支腿運(yùn)行時(shí)進(jìn)入爐膛的過(guò)剩氧氣會(huì)隨煙氣進(jìn)入尾部煙道，而不會(huì)進(jìn)入右側(cè)支腿導(dǎo)致低溫結(jié)焦。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，由于左側(cè)支腿保持循環(huán)床狀態(tài)，其左支腿稀相區(qū)3的部分物料會(huì)落入右支腿密相區(qū)7中，導(dǎo)致左側(cè)支腿后續(xù)運(yùn)行飛灰不足，右支腿密相區(qū)7物料過(guò)多。此時(shí)開(kāi)啟物料平衡管9下部的平衡管流化松動(dòng)風(fēng)入口 10，將右側(cè)支腿密相區(qū)7中多余的物料輸送至左支腿密相區(qū)2中，以保證左側(cè)循環(huán)床有足夠的返料維持運(yùn)行。運(yùn)行時(shí)，密切關(guān)注右側(cè)支腿的床料溫度，當(dāng)床溫低于警戒線時(shí)，需進(jìn)行揚(yáng)火運(yùn)行，即依次啟動(dòng)右側(cè)一次風(fēng)機(jī)及右側(cè)給煤機(jī)，投入少量燃煤，待溫度回升后再次進(jìn)行壓火運(yùn)行。揚(yáng)火時(shí)，左側(cè)支腿應(yīng)適當(dāng)減小負(fù)荷以保證鍋爐總負(fù)荷不變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種降低雙支腿CFB鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)NOx排放的方法，其特征在于，在鍋爐總負(fù)荷不變的前提下，使一條支腿處于壓火運(yùn)行狀態(tài)，另一條支腿維持循環(huán)床狀態(tài)，并通過(guò)分級(jí)配風(fēng)達(dá)到降低NOx排放的目的；同時(shí)，兩支腿密相區(qū)間布置有物料平衡管，保證以循環(huán)床方式運(yùn)行的支腿持續(xù)運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低雙支腿CFB鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)NOx排放的方法，其特征是，所述的物料平衡管底部開(kāi)孔，能夠通入流化松動(dòng)風(fēng)；當(dāng)壓火側(cè)床料過(guò)多時(shí)，開(kāi)啟流化松動(dòng)風(fēng)將部分床料輸送至另一側(cè)支腿中。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種降低雙支腿CFB鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)NOX排放的方法，屬于鍋爐NOX減排領(lǐng)域。該方法具體為雙支腿CFB鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，使一側(cè)支腿處于壓火運(yùn)行狀態(tài)，而另一側(cè)支腿則保持循環(huán)床狀態(tài)，并維持分級(jí)配風(fēng)運(yùn)行，達(dá)到降低NOX排放的目的。同時(shí)，在兩支腿間設(shè)置物料平衡管，以保證以循環(huán)床方式運(yùn)行的支腿有足夠的床料能持續(xù)正常運(yùn)行。本發(fā)明克服了雙支腿CFB鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)通常處于鼓泡床狀態(tài)，無(wú)法采用分級(jí)配風(fēng)的缺點(diǎn)，減少了雙支腿CFB鍋爐低負(fù)荷時(shí)NOX的排放，緩解了后續(xù)的脫硝壓力，降低了運(yùn)營(yíng)成本。
【IPC分類】F23C10-20, F23C10-00, F23C10-18
【公開(kāi)號(hào)】CN104534461
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410792415
【發(fā)明人】趙明, 莊亞明, 陳曉平, 賽俊聰, 向文國(guó), 梁俊宇, 郝勇生
【申請(qǐng)人】云南電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 東南大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月19日