CN105240841A - 一种多煤种适应性可调节烟气再循环的低NOx排放链条炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多煤种适应性可调节烟气再循环的低NO<i>x</i>排放链条炉，其结构简单，能较好地利用现有的链条炉，在链条炉中煤燃烧过程中实现低NO<i>x</i>排放的同时较好地降低了设备的投入成本，其包括链条排炉，所述链条排炉上设置有给煤机，炉膛设置在所述链条排炉上，所述炉膛上设置有二次风室，所述链条排炉下设置有配风室，所述配风室连接鼓风机，其特征在于：所述配风室连接烟气循环风机，所述烟气循环风机连接排放烟道。

Description

一种多煤种适应性可调节烟气再循环的低NOx排放链条炉

技术领域

本发明涉及一种锅炉，具体地说，它涉及一种多煤种适应性可调节烟气再循环的低NOx排放链条炉。

背景技术

链条炉是一种层燃炉，是目前我国工业锅炉中使用最为广泛的炉型。链条炉将煤燃烧释放其中的化学能，加热循环水使其转化为具有一定热能的热水或者热蒸汽。

链条炉主要应用于工厂的生产运行之中，且多为低空排放，因此对于链条炉燃烧过程中的污染物排放控制问题就需要格外关注。煤燃烧过程中会有大量NOx生成，而NOx不仅会造成酸雨、光化学烟雾等大气污染问题，并且会对人体健康和动植物生长造成恶劣影响。因此，降低链条炉燃烧过程中NOx的生成以及控制燃烧之后NOx的排放浓度意义深远而重大。

然而，我国目前运行中的众多链条炉的NOx排放控制形势非常严峻。这主要是因为链条炉的NOx排放控制技术的发展尚未成熟、NOx控制成本相对偏高，尤其是对现有工业锅炉的改造由于受到改造空间不足、技术支持较少、改造成本过高等种种因素限制难以顺利实现。

发明内容

本发明的目的在于实现前文所述目标，提出一种多煤种适应性可调节烟气再循环的低NOx排放链条炉，其结构简单，能较好地利用现有的链条炉结构，在链条炉中煤燃烧过程中实现低NOx排放的同时较好地降低了设备的投入成本。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种多煤种适应性可调节烟气再循环的低NOx排放链条炉，其包括链条排炉，所述链条排炉上设置有给煤机，炉膛设置在所述链条排炉上，所述炉膛上设置有二次风室，所述链条排炉下设置有配风室，所述配风室连接鼓风机，其特征在于：所述配风室连接烟气循环风机，所述烟气循环风机连接排放烟道。

其进一步特征在于：所述二次风室连接所述鼓风机；所述烟气循环风机连接所述二次风室；

所述排放烟道包括高温烟区和低温烟区，所述烟气循环风机包括高温循环风机和低温循环风机，所述高温循环风机连接高温烟区，所述低温循环风机连接低温烟区；

所述配风室包括预燃区风室、主燃区风室和燃尽区风室，所述烟气循环风机连接所述预燃区风室和/或所述燃尽区风室；

所述排放烟道上依次设置有省煤器、空气预热器、除尘器，所述除尘器通过引风机连接所述烟囱，所述高温循环风机设置在所述烟窗和所述省煤器间，所述低温循环风机设置在所述引风机和所述烟囱间；

所述烟气循环风机与所述二次风室、所述预燃区风室、所述燃尽区风室间分别通过单向调节阀连接；

所述鼓风机与所述预燃区风室、所述主燃区风室、所述燃尽区风室和所述所述二次风室间分别通过单向调节阀连接；

所述预燃区风室、所述燃尽区风室和所述二次风室的中间位置分别设置有调风挡板，所述调风挡板连接转动齿轮。

本发明的上述结构中，由于配风室连接烟气循环风机，烟气循环风机连接排放烟道，排放烟道中的低氧烟气被吸入链条排炉下的预热和燃尽区的配风室与空气混合后送入炉膛进行燃烧，有效实现低NOx的生成，而且其结构是对原有的链条炉进行的简单改造，在链条炉煤燃烧过程中就可实现低NOx排放的同时较好地降低了设备的投入成本。

附图说明

图1为本发明多煤种适应性可调节烟气再循环的低NOx排放链条炉结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

见图1，一种多煤种适应性可调节烟气再循环的低NOx排放链条炉，其包括链条排炉1，链条排炉1上设置有给煤机21，炉膛2设置在链条排炉1上，炉膛2上设置有二次风室13，链条排炉1下设置有配风室22，配风室22和二次风室13连接鼓风机12，配风室22和二次风室13分别连接烟气循环风机，烟气循环风机连接排放烟道3，排放烟道3上依次设置有省煤器5、空气预热器6、除尘器7，除尘器7通过引风机8连接烟囱4。

排放烟道3包括高温烟区16和低温烟区17，烟气循环风机包括高温循环风机14和低温循环风机15，高温循环风机14连接高温烟区16，低温循环风机15连接低温烟区17，配风室22包括预燃区风室9、主燃区风室10和燃尽区风室11，预燃区风室9、主燃区风室10和燃尽区风室11连接鼓风机12，高温循环风机14和低温循环风机15连接预燃区风室9、燃尽区风室11，高温循环风机14设置在炉膛2和省煤器5间（即高温烟区16内），低温循环风机15设置在引风机8和烟囱4间（即低温烟区17内），高温循环风机和低温循环风机分别将排放烟道中的高温烟区和低温烟区中的低氧烟气被吸入链条炉的预燃和燃尽区与空气混合后送入炉膛组织燃烧，有效抑制燃料型NOx的生成，而且其结构是对原有的链条炉进行的简单改造，在链条炉中煤燃烧过程中实现低NOx排放的同时较好地降低了设备的投入成本。

高温循环风机14和低温循环风机15分别连接预燃区风室9和/或燃尽区风室11，使得排放烟道中低氧烟气进入的预燃区风室和/或燃尽区风室中进行辅助燃烧，保证了低NOx产生和排放效果。

高温循环风机和低温循环风机分别将排放烟道中的高温烟区和低温烟区中的低氧烟气引入配风室和/或者炉膛中进行辅助燃烧，通过对高温循环风机和低温循环风机吸入的高温烟区和低温烟区中低氧烟气的调节更加保证了低NOx产生和排放效果。

高温循环风机14和低温循环风机15与二次风室13、预燃区风室9、燃尽区风室11间分别通过流量调节阀18连接，鼓风机12与预燃区风室9、主燃区风室10、燃尽区风室11和二次风室13间分别通过流量调节阀18连接，实现风机送风量的自由调节，更进一步保证了低NOx产生和排放效果。

预燃区风室9、燃尽区风室11和二次风室13的中间位置分别设置有调风挡板19，调风挡板19连接转动齿轮20，由转动齿轮20控制的调风挡板19。调风挡板19可以在转动齿轮20的控制下顺时针或逆时针旋转一定角度并固定在一定角度，由此控制再循环低氧烟气和空气的送风方向，由此控制再循环烟气和空气的送入方向，进而控制燃烧火焰在炉膛内的热力学分布和动力学分布，保证了低氧烟气和空气在链条炉中充分燃烧，从而保证了低NOx产生和排放效果。

下面结合附图来说明本发明的工作原理：

给粉：煤粉由给煤机21送入链条排炉1上。

进风：空气由鼓风机12经风管送入预燃区风室9、主燃区风室10、燃尽区风室11以及二次风室13，各送风管路内均有流量调节阀18控制调节流量。高温烟气由高温循环风机14送入预燃区风室9、燃尽区风室11和二次风室13，低温烟气由低温循环风机15送入预燃区风室9、燃尽区风室10和二次风室13。

出风：链条排炉1中煤粉燃烧之后的烟气经省煤器5、空气预热器6、除尘器7之后由引风机8送入烟囱4排入大气。

链条炉中煤由给煤机21送入链条排炉1上，依次经预燃气区风室9进入预燃区、主燃气区风室10进入主燃区、燃尽区风室11进入燃尽区发生气化预燃、燃烧、燃尽之后排渣。煤燃烧所需氧气由鼓风机12、高温循环风机14和低温循环风机15联合配给。煤燃烧的预燃区、主燃区和燃尽区中每一区域分别由不同组合的配风风室进行送风，包括预燃区风室9、主燃区风室10和燃尽区风室11，链条炉的炉膛前拱和后拱均安装二次风室13。

燃烧过程中所需的高温烟气由高温循环风机14通过风管将省煤器5之前的烟气引入炉膛。

燃烧过程中所需的低温烟气由低温循环风机15通过风管将烟囱4之前的烟气引入炉膛，燃烧过程中所需的空气由鼓风机12直接将空气送入炉膛，或者经空气预热器6预热之后再送入炉膛。

所有的送风管路均加装有流量调节阀18以控制调节气体流量。

预燃区风室9中靠近给煤侧通入再循环低氧烟气，而靠近主燃区一侧通入空气，主燃区风室10由第鼓风机12配给空气，燃尽区风室11中靠近主燃区一侧由鼓风机12通入空气，而靠近燃尽侧通入再循环低氧烟气，二次风室13中下侧通入空气，上侧通入再循环烟气。

高温循环风机14、低温循环风机15，其中鼓风机12为煤燃烧提供空气，高温循环风机从省煤器5之前引出高温烟气向链条炉的预燃区、燃尽区和二次送风区送入，低温循环风机15从烟囱4之前引出低温烟气向链条炉的预燃区、燃尽区和二次送风区送入。燃烧过程中所需氧气由高温烟气、低温烟气和空气按运行工况调节供给。

再循环低氧烟气由高温烟气和低温烟气两部分混合组成，不同燃烧区域的再循环烟气中高温烟气和低温烟气的具体配比由实际燃烧工况决定，并通过各自管路的流量调节阀18进行控制调节。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种低NOx排放链条炉的设计思路。由于在煤预燃区由再循环烟气和空气联合送风，从而可以针对不同的煤种调节再循环烟气中高温烟气和低温烟气的不同比例，进而调节送风温度和给氧量，促进不同的煤种能够在适宜温度下完成预热干燥和挥发分释放及预燃，解决了链条炉对复杂多变的煤种的适应性问题。煤预热干燥和挥发分释放燃烧过程中过多氧气的存在会增加NOx的生成，而低含氧量烟气的送入可以降低此过程中氧气的参与，减少挥发性NOx的生成。

燃尽区主要是主燃区还未燃尽的焦炭在此进一步燃烧的区域，所以需氧量不大，而过多氧气的参与会增加NOx的生成。此区域由再循环烟气和空气联合送风，可以有效控制过量氧量的送入，既保证燃尽所需氧量，又可减少NOx的生成。并且，不同煤种中焦炭含量不同，经过固定长度的主燃区燃烧之后进入燃尽区的残留焦炭量也不尽相同，可以灵活调节空气、高温烟气和低温烟气不同含量比例的送风条件不仅能够为不同的残留焦炭量提供有针对性的送风含氧量，也可以为其提供有针对性的送风温度，促进残留焦炭的燃烧、燃尽，提高了链条炉中煤的燃烧利用效率，增强了链条炉对于多变煤粉的适应性。

预燃区和燃尽区的送风过程中，靠近主燃区的一侧均安排高含氧量的空气送入，而远离主燃区的一侧安排低含氧量的烟气送入。这样可以调节预燃区和燃尽区的送风中靠近主燃区附近的氧气浓度相对主燃区的氧气浓度差距梯度不至于过大，保证煤在经历气化预燃、燃烧、燃尽等一系列化学反应中所处的氧气浓度氛围依次由低到高、再由高到低的平稳过渡，保证各主要反应阶段完美契合、顺利衔接。

在炉膛的前拱、后拱位置布置二次送风，并且二次送风也是温度可调、含氧量可调的混合送风。由于在链条炉排上方的炉膛中部燃烧的主要是煤中的挥发分，过高的燃烧温度、过多的氧气含量会加剧挥发性NOx的生成。因此，可调送风条件可以针对不同煤种、不同燃烧工况灵活调节高温烟气、低温烟气、空气的流量，进而提供挥发分燃烧过程中所需的适宜温度和适宜含氧量的条件保障。

在预燃区、燃尽区、前后拱的送风过程中，通过调风挡板调节混合风送入的角度和方向。这样可以针对不同煤种的燃料特性和燃烧特性调整燃烧发生的相对位置，进而调节燃烧火焰在炉膛内的动力学分布和热力学分布，从而保证不同煤种燃烧过程的顺利进行。同时，不同方向的送风可以增强煤燃烧过程中气流的湍动强度和扰动程度，促进燃烧区域内氧气的合理分布，防止局部位置因含氧量过高造成NOx的大量生成或者局部位置因含氧量过低造成燃烧不充分进而导致大量黑烟的产生。

本发明在原有的设备的基础上设计了一种投资经济、工艺、结构简单、运行维护成本低廉的低NOx排放的链条炉，并且能够据此为优化现有链条炉的燃烧排放，较好地降低了设备的投入成本。

Claims (9)

1.一种多煤种适应性可调节烟气再循环的低NOx排放链条炉，其包括链条排炉，所述链条排炉上设置有给煤机，炉膛设置在所述链条排炉上，所述炉膛上设置有二次风室，所述链条排炉下设置有配风室，所述配风室连接鼓风机，其特征在于：所述配风室连接烟气循环风机，所述烟气循环风机连接排放烟道。

2.根据权利要求1所述的一种多煤种适应性可调节烟气再循环的低NOx排放链条炉，其特征在于：所述二次风室连所述接鼓风机。

3.根据权利要求1所述的一种多煤种适应性可调节烟气再循环的低NOx排放链条炉，其特征在于：所述烟气循环风机连接所述二次风室。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种多煤种适应性可调节烟气再循环的低NOx排放链条炉，其特征在于：所述排放烟道包括高温烟区和低温烟区，所述烟气循环风机包括高温循环风机和低温循环风机，所述高温循环风机连接高温烟区，所述低温循环风机连接低温烟区。

5.根据权利要求4所述的一种多煤种适应性可调节烟气再循环的低NOx排放链条炉，其特征在于：所述排放烟道上依次设置有省煤器、空气预热器、除尘器，所述除尘器通过引风机连接所述烟囱，所述高温循环风机设置在所述烟窗和所述省煤器间，所述低温循环风机设置在所述引风机和所述烟囱间。

6.根据权利要求1所述的一种多煤种适应性可调节烟气再循环的低NOx排放链条炉，其特征在于：所述配风室包括预燃区风室、主燃区风室和燃尽区风室，所述烟气循环风机连接所述预燃区风室和/或所述燃尽区风室。

7.根据权利要求5所述的一种多煤种适应性可调节烟气再循环的低NOx排放链条炉，其特征在于：所述烟气循环风机与所述二次风室、所述预燃区风室、所述燃尽区风室间分别通过单向调节阀连接。

8.根据权利要求5所述的一种多煤种适应性可调节烟气再循环的低NOx排放链条炉，其特征在于：所述鼓风机与所述预燃区风室、所述主燃区风室、所述燃尽区风室和所述二次风室间分别通过单向调节阀连接。

9.根据权利要求5-8任一所述的一种多煤种适应性可调节烟气再循环的低NOx排放链条炉，其特征在于：所述预燃区风室、所述燃尽区风室和所述二次风室的中间位置分别设置有调风挡板，所述调风挡板连接转动齿轮。