CN103206716B - 多煤种适应型低NOx 燃烧系统 - Google Patents
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Abstract
多煤种适应型低NOx燃烧系统，通过炉烟风机和相应的管路将锅炉尾部烟道中的炉烟送入制粉系统的入口连通，制粉系统乏气可通过相应管路系统进入一次风风箱参与送粉，同时可以将一次风风箱与锅炉上部的角度可调式高速OFA喷口相连，将一部分高压头的热一次风作为高速OFA送入炉膛。本发明中烟气再循环燃烧，能够降低锅炉中煤粉的燃烧强度和主燃区温度水平，通过角度可调式高速OFA、屏底风等能够形成煤粉沿锅炉高度方向上的空气深度分级燃烧，增强燃烧系统对煤粉的适应能力，抑制NOx的生成，并防止锅炉结渣，保证锅炉运行的安全性与经济性。
Description
技术领域
本发明属于燃煤用低NOx燃烧系统领域，具体涉及一种多煤种适应型低NOx燃烧系统。
背景技术
传统电站锅炉制粉系统是根据锅炉的设计煤种进行设计和选型，适应于和设计煤相近的煤种。当锅炉实际燃烧煤质与设计煤种区别较大时，制粉系统不能满足实际运行出力和防爆等方面的要求。同时，锅炉锅炉的几何和热力特性也是根据锅炉的设计煤种设计和选型的，当实际燃用煤质与设计煤种有较大的区别时，不能完全满足煤粉着火、燃尽、防止锅炉结渣、保证各级汽水参数、高燃烧效率和低NOx排放的要求。
国内燃煤电站目前普遍受到煤炭市场供应紧张，煤炭采购成本上涨，锅炉入炉煤质多变的困扰，而且随着环保法规的日益严格，电站锅炉也面临着巨大的NOx减排压力。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题，提供一种多煤种适应型低NOx燃烧系统，该系统减少了对入炉煤粉种类的限制，并降低了NOx的排放。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：包括锅炉、制粉系统和与制粉系统相连的粉仓；锅炉的尾部烟道通过炉烟风机与制粉系统的磨煤机入口连通，磨煤机的出口分别与粉仓和排粉机相连，其中合格煤粉进入粉仓，磨煤机出口的制粉乏气通过管路送入排粉机，排粉机的出口与一次风箱连通，一次风箱的出口分为两条支路，其中一条支路与粉仓下部的给粉机出口汇合后通入锅炉的低NOx煤粉燃烧器，另一条支路与设置在锅炉上位于常规OFA上端的角度可调式高速OFA喷口入口连通。
所述的锅炉内的大屏底部设有与二次风系统相连的屏底风系统，屏底风系统的入口开设于锅炉上。
所述的制粉系统包括依次相连的原煤仓、磨煤机和粗粉分离器，粗粉分离器上设有粗粉出口和细粉出口，粗粉分离器的粗、细粉出口分别与磨煤机的入口和细粉分离器的入口连通；细粉分离器上设有分别与粉仓和排粉机连通的煤粉出口和气体出口；磨煤机的入口与炉烟风机出口连通。
所述的排粉机还设有乏气再循环支路与磨煤机的入口连通。
所述的低NOx煤粉燃烧器出口的一次风煤粉混合物与锅炉上的二次风呈反切设置。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明有机的结合了制粉系统和低NOx燃烧系统，由于乏气进入一次风系统挤占了一部分热一次风，这导致热一次风有所富余。同时在锅炉OFA上方设置角度可调式高速OFA喷口入口，并一次风箱与角度可调式高速OFA喷口入口相连通，富余的压力较高的热一次风通过角度可调的高速OFA喷口入口送入锅炉炉膛内，形成沿炉膛高度方向上的空气深度分级燃烧，使炉膛内形成上下温度层，满足了多煤种的不同着火点的参数要求，使锅炉能够适应多煤种着火点的大范围变化，这既能促进煤粉燃尽，又能有效降低NOx排放。同时，采用抽中低温炉烟干燥、热风乏气复合送粉的制粉系统，炉烟作为惰性干燥介质进入制粉系统，然后含炉烟乏气和部分热风一起作为输粉介质进入炉膛，在炉膛内形成烟气再循环燃烧，大大降低一次风风率，同时降低燃烧强度和主燃区温度水平，有效抑制NOx的生成，并有利于对防止炉膛结渣。
本发明的进一步效果为：本发明中由于一次风煤粉入口与锅炉上的二次风入口呈反切设置，有利于消除锅炉出口烟气残余旋转，避免煤粉刷墙引起结渣，还可以将煤粉送入锅炉中心低氧区域燃烧，有效降低NOx排放。同时本发明中大屏底部设有屏底风系统，一方面能够吹扫冷却大屏，降低大屏区域温烟气温度，防止大屏结渣；另一方面能够作为降低主燃区空气过量系数调节手段，降低NOx排放。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
其中：1为锅炉、2为低NOx煤粉燃烧器、3为角度可调式OFA喷口、4为屏底风系统、5为炉烟风机、6为原煤仓、7为磨煤机、8为粗粉分离器、9为细粉分离器、10为粉仓、11为排粉机、12为一次风箱、13为常规OFA、14为二次风系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明包括锅炉1、制粉系统和与制粉系统相连的粉仓10；其中制粉系统包括原煤仓6、磨煤机7、粗粉分离器8和细粉分离器9。锅炉1的尾部烟道通过炉烟风机5与磨煤机7的入口相连通，磨煤机7的入口还连接有原煤仓6，磨煤机的出口与粗粉分离器8的入口连通，粗粉分离器8上设有粗粉出口和细粉出口，粗粉分离器8的粗粉出口和细粉出口分别与磨煤机7的入口和细粉分离器9的入口相连；细粉分离器9的出口分为煤粉出口和乏气出口，其中煤粉出口与粉仓10的入口相连通，乏气出口与排粉机11的入口相连通。排粉机11的分为两条，其中一条为乏气再循环支路与磨煤机7的入口相连，排粉机11的另一条出口支路与一次风箱12相连通。一次风箱12的出口分为两条支路，其中一条支路与粉仓10的出口汇合后通入锅炉1的低NOx煤粉燃烧器2，且低NOx煤粉燃烧器2与锅炉1上的二次风系统14呈反切设置，能够有效避免结渣并降低NOx排放。一次风箱12的另一条出口支路与设置在锅炉1常规OFA13上的角度可调式高速OFA喷口3入口相连，能够使得多余热一次风通过角度可调式高速OFA喷口3入口进入锅炉，参与炉内煤粉的燃尽过程。锅炉1内的大屏底部设有风源为二次风的屏底风系统4，屏底风系统4的入口开设于锅炉1上，热空气通过屏底风系统送入屏底的上部锅炉中，降低屏底烟温，以防止大屏结渣。
本发明的工作过程为：锅炉1尾部烟道中的中低温烟气经过炉烟风机5进入磨煤机7，同时煤由原煤仓6进入磨煤机7中，煤被研磨的同时被中低温烟气干燥，之后煤粉与烟气的混合物从磨煤机7的出口进入粗粉分离器8中进行分离，颗粒较大的煤粉从粗粉分离器8的粗粉出口返回至磨煤机7的入口；颗粒较小的煤粉与烟气一起从粗粉分离器8的细粉出口进入细粉分离器9中进行进一步分离。分离后的大部分煤粉由细粉分离器9的煤粉出口进入粉仓10中，分离后的烟气与少量煤粉由细粉分离器9的气体出口进入排粉机11中，少量煤粉由排粉机11的固体出口返回至磨煤机中，使得煤粉被回收利用，节约资源并经济环保；烟气由排粉机11的气体出口排出成为乏气，乏气再进入一次风箱12中与一次风混合，形成一次风与乏气的混合气体。混合气体从一次风箱12的一条出口支路流出，与粉仓的出口汇合，将煤粉经锅炉1上的一次风煤粉入口2携带入锅炉中进行燃烧，使得从尾部烟道排出的烟气又进入锅炉中进行循环燃烧。同时，由于一次风煤粉入口2与锅炉上的二次风入口呈反切设置，有利于消除锅炉的锅炉出口烟气残余旋转，避免煤粉刷墙引起结渣，还可以将煤粉送入锅炉中心低氧区域燃烧，有效降低NOx排放。乏气进入一次风箱12中挤占了一部分一次风，导致一次风有所富余，富余的压力较高的热一次风通过一次风箱12的另一条出口支路通入锅炉1上的角度可调式OFA入口中，形成沿锅炉高度方向上的空气深度分级燃烧，这既能促进煤粉燃尽，又能有效降低NOx排放，还可以作为调节锅炉出口烟温偏差的重要手段。此外，锅炉1上的大屏底部设置的屏底风系统4，屏底风系统主要由带一定压力的热风组成，它一方面是吹扫冷却大屏，降低大屏区域温烟气温度，防止大屏结渣；另一方面也可以作为降低主燃区空气过量系数调节手段，降低NOx排放。
本发明有机的结合了制粉系统和低NOx燃烧系统，本发明的制粉系统采用中低温炉烟干燥，乏气/热风复合送粉，能够实现乏气/热风复合送粉和常规一次风送，可以实现磨制贫煤、无烟煤等低水分、低挥发分煤与磨制烟煤等高挥发分煤之间的自由切换，极大的拓展了制粉系统的煤种适应性；本发明的低NOx燃烧系统，包括烟气再循环燃烧技术、一次风反切技术、角度可调高速OFA技术，屏底风技术等，使燃煤机组能够安全、经济、环保的燃用大跨度范围水分和挥发分的煤种，增强锅炉对煤种的适应性，在保证锅炉安全高效运行的同时，极大的降低NOx排放。本发明不仅能够极大增强制粉系统的干燥能力，也解决了中储式制粉系统磨制烟煤防爆的难题。本发明巧妙的将各种控制煤粉炉内燃烧过程的技术整合在一起，使得机组能够满足安全经济磨制并高效清洁燃烧不同煤质动力用煤的需求，是多项新型技术的综合集成。本发明能够突破制粉系统的特点和锅炉的几何特性对煤种的限制，扩大制粉和燃烧系统煤种适应范围，拓宽电厂燃煤的采购范围，显著提高燃烧系统运行的安全性、经济性和降低锅炉的NOx排放，提高电厂整体运营的经济性和环保性。
Claims (3)
1.多煤种适应型低NOx燃烧系统，其特征在于：包括锅炉(1)、制粉系统和与制粉系统相连的粉仓(10)；锅炉(1)的尾部烟道通过炉烟风机(5)与制粉系统的磨煤机(7)入口连通，磨煤机(7)的出口分别与粉仓(10)和排粉机(11)相连，其中合格煤粉进入粉仓(10)，磨煤机(7)出口的制粉乏气通过管路送入排粉机(11)，排粉机(11)的出口与一次风箱(12)连通，一次风箱的出口分为两条支路，其中一条支路与粉仓(10)的出口汇合后通入锅炉(1)的低NOx煤粉燃烧器(2)，另一条支路与设置在锅炉(1)上位于常规OFA(13)上端的角度可调式高速OFA喷口(3)入口连通；锅炉(1)内的大屏底部设有与二次风系统(14)相连的屏底风系统(4)，屏底风系统(4)的入口开设于锅炉(1)上；低NOx煤粉燃烧器(2)出口的一次风煤粉混合物与锅炉(1)上的二次风呈反切设置。
2.根据权利要求1所述的多煤种适应型低NOx燃烧系统，其特征在于：所述的制粉系统包括依次相连的原煤仓(6)、磨煤机(7)和粗粉分离器(8)，粗粉分离器(8)上设有粗粉出口和细粉出口，粗粉分离器(8)的粗、细粉出口分别与磨煤机(7)的入口和细粉分离器(9)的入口连通；细粉分离器(9)上设有分别与粉仓(10)和排粉机(11)连通的煤粉出口和气体出口；磨煤机(7)的入口与炉烟风机(5)出口连通。
3.根据权利要求1所述的多煤种适应型低NOx燃烧系统，其特征在于：所述的排粉机(11)还设有乏气再循环支路与磨煤机(7)的入口连通。
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