一種鏈條鍋爐優(yōu)化燃燒方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種優(yōu)化調(diào)整鍋爐燃燒的方法，尤其涉及一種優(yōu)化鏈條鍋爐燃燒的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鍋爐燃燒中產(chǎn)生的氮氧化物是危害大且較難處理的大氣污染物，隨著對燃煤產(chǎn)生 的NOx (氮氧化物）的排放要求更加嚴(yán)格，減少鍋爐煙氣中NOx的排放（脫硝）是工業(yè)鍋爐 煙氣治理重要且艱巨的任務(wù)。
[0003] 鏈條爐燃煤在燃燒過程中產(chǎn)生的NOx主要是NO (-氧化氮）和NO 2 (二氧化氮）， 還有少量的N2O ( -氧化二氮）。根據(jù)NOx的生成機(jī)理，可將其分為燃料型NO x、熱力型NOjP 快速型NOx。
[0004] 燃料型 NOx:
[0005] 煤中的氮一般以氮原子的狀態(tài)與各種碳?xì)浠衔锝Y(jié)合成氮的環(huán)狀或鏈狀化合物， 在燃燒時氮有機(jī)化合物很容易分解出來，與空氣中的氧原子反應(yīng)生成NO, NO在大氣中會迅 速氧化成毒性更大的NO2。這種燃料中的氮化合物經(jīng)熱分解和氧化而生成的NOx稱為燃料型 NOx。煤燃燒時約75~90%的勵)(是燃料型NOx，因此，燃料型NO x是燃煤電廠鍋爐產(chǎn)生NOx 的主要途徑。
[0006] 熱力型 NOx:
[0007] 熱力型NOx指燃燒時，空氣中的N2(氮）與O2(氧）在高溫條件下反應(yīng)生成的N0 X。 溫度對熱力型生成具有決定性作用。隨著溫度的升高，熱力型NO以勺生成速度按指 數(shù)規(guī)律迅速增長。如煤粉爐，在燃燒溫度低于1350°C時，爐膛內(nèi)的NOJl乎100%是燃料型 NOx，但當(dāng)其燃燒溫度超過1532°C (1800K)時，鍋爐燃燒過程中產(chǎn)生的熱力型NO5J^lj上升， 當(dāng)溫度超過1600°C時，熱力型勵 )(可占爐內(nèi)NOx總量的25%以上。
[0008] ;決速型 NOx:
[0009] 快速型NOx主要是指燃料中的碳?xì)浠衔镌谌剂蠞舛容^高區(qū)域燃燒時所產(chǎn)生的 烴與燃燒空氣中的N 2分子發(fā)生反應(yīng)，形成的CN和HCN，繼續(xù)氧化而生成的NO x。因此，快速 型NOx主要產(chǎn)生于碳?xì)浠衔锖枯^高、氧濃度較低的富燃料區(qū)，多發(fā)生在內(nèi)燃機(jī)的燃燒過 程。而在燃煤鍋爐中，其生成量很小，小于5 %，一般不做考慮。
[0010] 對于如鏈條鍋爐一類的燃煤鍋爐，一般其燃燒溫度都小于1500°C，其燃燒中產(chǎn)生 的NOx主要以燃料型為主，約占總量的90%以上。
[0011] 基于以上機(jī)理，目前鏈條鍋爐采用的低NOxM燒技術(shù)主要有：低氧燃燒技術(shù)、分級 燃燒技術(shù)、煙氣再循環(huán)等。以上方法的基本原理主要是通過創(chuàng)造爐內(nèi)整體或局部低氧環(huán)境、 降低燃燒溫度，使燃料在還原氣氛中燃燒從而抑制NOx的生成。然而低氧燃燒在實際運(yùn)行 時會使飛灰可燃物增加，燃燒效率降低，造成爐膛結(jié)焦等副作用；傳統(tǒng)的分級燃燒會因燃燒 不充分等問題使飛灰含碳量增加，降低鍋爐效率；煙氣再循環(huán)技術(shù)中若摻混的煙氣量過高 會增加機(jī)械未完全燃燒損失，降低燃燒穩(wěn)定性和鍋爐效率，大型鍋爐的煙氣再循環(huán)率通常 控制在10%~20%，對于小型鏈條鍋爐煙氣再循環(huán)率更低，因此，單采用煙氣再循環(huán)技術(shù) 抑制NOx生成獲得的脫硝效率很低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的是提供一種鏈條鍋爐優(yōu)化燃燒方法，該方法能在保證鍋爐效率不降 低的情況下，實現(xiàn)更高的脫硝效率。
[0013] 根據(jù)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種鏈條鍋爐優(yōu)化燃燒方法，其包括步驟：
[0014] 從鍋爐燃燒空氣中抽取體積分?jǐn)?shù)為15% -25%的風(fēng)量直接送入鏈條鍋爐的爐排 上部的空間，剩余的鍋爐燃燒空氣仍送入鏈條鍋爐爐排下部的配風(fēng)室中；
[0015] 抽取鍋爐燃燒后的煙氣，對煙氣進(jìn)行降溫和升壓后，送入所述配風(fēng)室內(nèi)與送入配 風(fēng)室的所述鍋爐燃燒空氣混合，以供給鏈條鍋爐進(jìn)行燃燒。
[0016] 在本技術(shù)方案中，將鍋爐燃燒空氣中抽取體積分?jǐn)?shù)限定為15% -25%，是因為：受 到鍋爐負(fù)荷大小限制，抽取的風(fēng)量如果過大，會影響鍋爐燃燒效果；抽取的風(fēng)量如果過小， 則通過煙氣再循環(huán)減少鍋爐燃燒區(qū)氧量的效果會不明顯。
[0017] 本發(fā)明所述的鏈條鍋爐優(yōu)化燃燒方法，可用于保證鏈條鍋爐效率不降低的情況 下，提高其脫硝效率。該方法通過抽取部分鍋爐燃燒空氣風(fēng)量布置于鏈條鍋爐的爐排上部 空間，使主燃燒區(qū)域由于低氧形成的CO及其他的可燃?xì)怏w得到有效燃燼；而主燃燒區(qū)域由 于被抽取了部分鍋爐燃燒空氣，使得該區(qū)域整體上形成低氧環(huán)境，而在床層空間上（即爐 排上部燃燒區(qū)域）局部區(qū)域則形成還原性氣氛空間，控制了燃燒初期鍋爐NO x的生成及還 原部分已生成的NOx。上述手段實現(xiàn)了分級燃燒，使得燃燒更均勻，減少了爐膛燃燒橫截面 上的溫度偏差，使得爐膛橫截面上燃燒產(chǎn)物的分布更加均勻，有效降低NO x生成量，保證鍋 爐燃燒效率不發(fā)生變化。此外，該方法中，鍋爐燃燒后的煙氣被循環(huán)利用，即抽取鍋爐燃燒 后產(chǎn)生的煙氣中的一部分進(jìn)行再循環(huán)燃燒，這樣可以降低主燃燒區(qū)域的燃燒溫度和氧氣濃 度，從而抑制燃料型NOjP熱力型NO x的生成，進(jìn)一步降低NOx生成量，還可以冷卻鏈條爐排， 減少燃燒后期冷卻風(fēng)的送入量。
[0018] 本發(fā)明所述的鏈條鍋爐優(yōu)化燃燒方法中，直接送入鏈條鍋爐的爐排上部空間的鍋 爐燃燒空氣可以是ROFA風(fēng)（Rotating Opposed Fire Air旋轉(zhuǎn)對沖燃燒風(fēng)），ROFA風(fēng)以足 夠的動能從鍋爐兩側(cè)噴入，達(dá)到燃燒的切圓中心，由于風(fēng)速高，到達(dá)火焰中心行程短，燃料 與ROFA風(fēng)的混合、接觸和反應(yīng)時間更多，火焰高度拉長，增加了未燃燼物在爐膛內(nèi)的停留 時間，從而使得ROFA風(fēng)噴入爐膛時與燃料迅速混合，有效提高燃燼程度。ROFA風(fēng)使?fàn)t內(nèi)的 混合和湍流得到了極大的提高，其產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)擾動渦流，打破了爐內(nèi)的大片層狀流動， 使?fàn)t內(nèi)的溫度場和物料場分布更為均勻，從而改善爐內(nèi)的煙氣溫度分布，物料分布，熱量吸 收，CO的氧化和爐膛上部燃料的燃燼，使得爐膛的整個容積在燃料的燃燒過程中得到了更 為充分的利用。上述手段用于分級燃燒能使得鍋爐NOX的生成量降低40%左右。
[0019] 優(yōu)選地，在本發(fā)明所述的鏈條鍋爐優(yōu)化燃燒方法中，將所述煙氣降溫到 110-150。。。
[0020] 煙氣從爐膛出來溫度在1000°C左右，依次經(jīng)過水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器等， 與受熱面中的工質(zhì)換熱，煙氣自身熱量依次傳給工質(zhì)，溫度降至110-150°c，該溫度范圍的 煙氣可以冷卻鏈條爐的爐排，減少燃燒后期冷卻風(fēng)的送入量。
[0021] 優(yōu)選地，在本發(fā)明所述的鏈條鍋爐優(yōu)化燃燒方法中，在鏈條鍋爐的空氣預(yù)熱器后 抽取所述鍋爐燃燒后的煙氣。
[0022] 在空氣預(yù)熱器后抽取煙氣的目的在于：首先，能使空氣預(yù)熱器后排出的煙氣流量 不增加或減少，從而降低排煙損失；其次，在空氣預(yù)熱器后抽取低溫?zé)煔饽懿辉黾釉仩t引 風(fēng)機(jī)的功率，從而保證鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定性。
[0023] 優(yōu)選地，在本發(fā)明所述的鏈條鍋爐優(yōu)化燃燒方法中，將所述煙氣升壓到 500-1500Pa。對所述煙氣升壓可以使其具有一定動能，從而能與配風(fēng)室的鍋爐燃燒空氣充 分混合。
[0024] 將煙氣升壓至500_1500Pa是為了提升循環(huán)煙氣的動能并使其能較好的和新鮮空 氣混合，另外將煙氣升壓在該范圍內(nèi)也是為了使送入的煙氣與原風(fēng)室中的空氣壓力進(jìn)行更 好的匹配。
[0025] 進(jìn)一步地，在發(fā)明所述的鏈條鍋爐優(yōu)化燃燒方法中，所述煙氣的量為所述鍋爐燃 燒空氣的10-20%。也就是說，參加再循環(huán)燃燒的煙氣量占鍋爐燃燒空氣總量的10-20%。
[0026] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的鏈條鍋爐優(yōu)化燃燒方法中，所述煙氣送入配風(fēng)室的流 量是可以調(diào)節(jié)的，可以根據(jù)具體爐型和不同工況來確定送入配風(fēng)室的煙氣流量，從而更好 地實現(xiàn)配風(fēng)。
[0027] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的鏈條鍋爐優(yōu)化燃燒方法中，所述鍋爐燃燒空氣送入配 風(fēng)室的流量是可以調(diào)節(jié)的，可以根據(jù)具體爐型和不同工況來確定送入配風(fēng)室的鍋爐燃燒空 氣流量，從而更好地實現(xiàn)配風(fēng)。在現(xiàn)有技術(shù)中，該流量往往是不能調(diào)節(jié)的。
[0028] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的鏈條鍋爐優(yōu)化燃燒方法中，采用氣體噴射箱將體積分 數(shù)為15% -25%的風(fēng)量直接送入鏈條鍋爐的爐排上部的空間；所述氣體噴射箱包括：
[0029] 風(fēng)箱，其具有進(jìn)風(fēng)口和噴口；
[0030] 進(jìn)風(fēng)道，其與所述進(jìn)風(fēng)口連通，所述進(jìn)風(fēng)道上設(shè)有可調(diào)閥板，以調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量；
[0031] 調(diào)節(jié)桿，其與所述噴口對應(yīng)設(shè)置，所述調(diào)節(jié)桿包括：長桿，其沿軸向方向具有設(shè)于 所述風(fēng)箱內(nèi)的第一端和設(shè)于所述風(fēng)箱外的第二端；錐形風(fēng)帽，其與所述長桿的第一端連接， 所述錐形風(fēng)帽與長桿共軸設(shè)置。
[0032] 上述方案利用氣體噴射箱實現(xiàn)鏈條鍋爐的爐膛上部空間的鍋爐燃燒空氣的輸送， 該氣體噴射箱尤其適用于ROFA鍋爐燃燒空氣的輸送。使用時，其安裝于爐膛上部，布置于 鍋爐前后墻或兩側(cè)墻，噴口與爐膛內(nèi)部連通；通往鏈條鍋爐的爐膛上部空間的鍋爐燃燒空 氣通過進(jìn)風(fēng)道進(jìn)入風(fēng)箱的進(jìn)風(fēng)口，從風(fēng)箱的噴口以一定速度和角度噴入爐膛上部空間；通 過控制可調(diào)閥板的開度可以對氣體噴射箱的風(fēng)量進(jìn)行控制；調(diào)節(jié)桿通過錐形風(fēng)帽和噴口相 配合，能夠根據(jù)鍋爐容量、結(jié)構(gòu)等條件決定的實際需要對調(diào)節(jié)桿的軸向進(jìn)出位置的調(diào)節(jié)來 控制噴口的流通截面，使