CN101639226B - 一种在锅炉中燃烧煤炭的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在锅炉中燃烧煤炭的方法，通过一次风将燃用煤送入锅炉，再通过二次风将空气中的氧气送入锅炉，其中，通过调整二次风量，并协调各层二次风及燃尽风的风量分配，在炉膛出口将过剩空气系数保持为1.1-1.2，特别是再省煤器出口，将该部位的过剩空气系数保持为1.13。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃烧煤炭的方法，更具体地，涉及一种改进的锅炉中燃烧煤炭的方法。
背景技术
煤炭在锅炉中燃烧时，不可能做到燃料与空气的理想混合，燃料中可燃元素不可能都有机会与氧分子进行反应。为了使燃料在炉膛内能够尽量燃烧完全，减少不完全燃烧热损失，实际送入炉膛内的空气量都大于理论空气量。这是因为燃料和空气的混合不能十分完全的缘故。实际供给的空气量与理论空气量之比叫做过剩空气系数。在加热炉的设计和操作中，过剩空气系数是一个非常重要的参数。
过剩空气系数＝21/(21-O2)
其中O2为测量所得到的氧气的百分含量，21为空气中氧量的百分含量。
过剩空气系数太小，燃料燃烧不完全，浪费燃料，甚至会造成二次燃烧，但过剩空气系数太大，入炉空气太多，炉膛温度下降，传热不好，烟道气量多，带走热量多，也浪费燃料，而且炉管容易氧化剥皮。不完全燃烧热损失最小，燃烧效率最高的过剩空气系数为最佳过剩空气系数。一般推荐无烟煤、贫煤以及劣质烟煤的最佳过剩空气系数为1.20～1.25，烟煤和褐煤的最佳过剩空气系数为1.15～1.20。
对于有严重结渣性能的煤，通常认为低氧燃烧会导致燃烧器区处于还原性气氛，不利于降低锅炉结渣趋势，部分电厂更多的是采用大风量运行。例如，燃用神华煤炉膛出口氧量的设计值多在在3.5％左右，即过剩空气系数为1.2，而电厂也是按照该值来运行的。
但是，对于燃烧性能优良但有严重结渣性能的燃用煤，例如神华煤，采用较高氧量的运行方式，有以下几点弊端：
(1)大风量更多的作用是降低炉膛温度；
(2)高二次风还可能导致一次风贴壁，加重燃烧器区的结渣；
(3)在锅炉效率以及低NOx排放方面不能达到较高的水平。
本发明的目的是基于克服以上问题，实现高效、低污染的燃烧目标。
发明内容
本发明的目的是提供高效、洁净，并降低炉内结渣，减少NOx排放的锅炉燃煤方法。
本发明所涉及的在锅炉中燃烧煤炭的方法，通过一次风将燃用煤送入锅炉，再通过二次风将空气中的氧气送入锅炉，在本发明的一个实施方案中，通过调整二次风量，并协调各层二次风及燃尽风的风量分配，在炉膛出口将过剩空气系数保持为1.1-1.2。
在本发明的一个优选实施方案中，将所述过剩空气系数保持为1.1。
在本发明的一个优选实施方案中，在所述炉膛出口的省煤器出口，将该部位的过剩空气系数保持为1.13。
在本发明的一个优选实施方案中，所述省煤器出口氧量为2.5％。
在本发明的一个优选实施方案中，所述调整二次风量是通过下述步骤进行的：
(1)检测省煤器出口氧量；
(2)如果出口氧量大于3％，可适当将送风机挡板关小，将二次风量减小直到出口氧量在2.3-2.7％；
(3)如果出口氧量小于2％，可将送风机挡板开大，增加二次风量直到出口氧量在2.3-2.7％。
在本发明的一个优选实施方案中，将所述出口氧量维持为2.5％。
通过本发明的实施方案很好地解决了现有技术中所存在的问题。但其效果是显而易见的：
(1)通过对电厂的实际运行时的结渣情况进行观察，炉内没有结渣变严重的情况出现。北京热电厂采用低氧燃烧，而锅炉安全运行的事实证明了这一点。
(2)由于入炉的空气量少了，燃烧后排出去的烟气量也就随之降低了，带走的热量也就少了，因此排烟损失必定减少。入炉氧量减少，NOx生成量减少，目前的分级燃烧方法，燃烧器区为欠氧燃烧，而在燃烧器上部适当增加氧量，通过这种方式来控制总的入炉空气量，目前在降低NOx方面效果较好。
(3)炉膛出口氧量较低，要求进入炉膛的空气量就较少，此时送风机运输的空气量减少，所以送风机功率减少。同理，入炉空气量减少，燃烧后生成的烟气量减少，引风机运输的空气量减少，所以引风机功率减少。
具体实施方式
以下结合具体实施方案对本发明进行进一步的详细描述。其只意在详细阐述本发明的具体实施方案，并不对本发明产生任何限制，本发明的保护范围以权利要求书为准。
实施例1
北京某热电厂，运行人员在表盘上监测氧量时，如果氧量为3.5％，属于偏高的，此时可略微关小二次风门，当O2指示到2.6％左右即可。需要说明的是锅炉的影响因素众多，此参数不可能始终稳定在一个值，如果略有波动，可不用进行调整，而当O2超过上限或下线时再进行调整。
实施例2
北京某热电厂
低氧燃烧对北京热电厂机组锅炉效率的影响分析
2006年北京热电厂年发电量约24亿度，按该厂神华煤实际成本345元/吨煤计算，则2007北京热电厂将由于采用低氧燃烧技术节约煤炭成本约：
24亿kW.h×1.913吨/kW.h×10-6×345元/吨＝0.016亿元
由此可见，其它燃用神华煤的电厂若能实现低氧燃烧，将会获得明显的经济效益。此外，低氧燃烧技术还会减少NOx的生成量，常规氧量运行时NOx排放为250mg/m3，采用低氧燃烧后可达到约200mg/m3，其意义尤为重要。
Claims (2)
1.一种在锅炉中燃烧煤炭的方法，通过一次风将燃用煤送入锅炉，再通过二次风将空气中的氧气送入锅炉，其特征在于，通过调整二次风量，并协调各层二次风及燃尽风的风量分配，所述调整二次风量是通过下述步骤进行的：
(1)检测省煤器出口氧量；
(2)如果出口氧量大于3％，可适当将送风机挡板关小，将二次风量减小直到出口氧量在2.3-2.7％；
(3)如果出口氧量小于2％，可将送风机挡板开大，增加二次风量直到出口氧量在2.3-2.7％；
并且煤炭燃烧后的NOx排放量达到200mg/m3。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述省煤器出口氧量为2.3～2.5％。
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