CN106122945A - 一种低NOx煤粉燃烧系统及方法 - Google Patents

一种低NOx煤粉燃烧系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106122945A
CN106122945A CN201610472468.XA CN201610472468A CN106122945A CN 106122945 A CN106122945 A CN 106122945A CN 201610472468 A CN201610472468 A CN 201610472468A CN 106122945 A CN106122945 A CN 106122945A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flue gas
air
zone
primary
coal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610472468.XA
Other languages
English (en)
Inventor
郭宏新
袁琦
何松
刘丰
张贤福
赵志红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Sunpower Technology Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Sunpower Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Sunpower Technology Co Ltd filed Critical Jiangsu Sunpower Technology Co Ltd
Priority to CN201610472468.XA priority Critical patent/CN106122945A/zh
Publication of CN106122945A publication Critical patent/CN106122945A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
    • F23C5/08—Disposition of burners
    • F23C5/24—Disposition of burners to obtain a loop flame
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/02—Disposition of air supply not passing through burner
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/06—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber for completing combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L9/00—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2202/00—Fluegas recirculation
    • F23C2202/20—Premixing fluegas with fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00—Preventing emissions
    • F23J2215/10—Nitrogen; Compounds thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)

Abstract

一种低NOx煤粉燃烧系统及燃烧方法，其特征燃烧系统包括燃烧器（1）、制粉给粉系统（13）、锅炉本体（2）、空气预热器（3）、除尘器（4）、主引风机（5）、烟气循环风机（6）、一次风机（7）、一次风管（8）、烟气回流管（9）、内一次风管（10）、外一次风管（11）和烟囱（12）；所述锅炉本体（2）、除尘器（4）、主引风机（5）、烟囱（12）依次相连。本发明在提高响燃烧稳定性和燃烧效率的前提下，有效的营造炉内燃烧强还原区，延长烟气在还原区内的有效停留时间，使煤粉在极低过量空气系数时锅炉堂内有一定的湍流度，提高炉内燃烧产物的燃尽率，并抑制和还原燃烧过程中的NOx，同时对排放的部分烟气进行循环，进一步还原烟气中携带的NOx，实现高效燃烧的煤粉燃烧系统低NOx烟气排放。

Description

一种低NOx煤粉燃烧系统及方法
技术领域
本发明涉及一种煤粉燃烧技术，特别涉及一种适用于煤粉锅炉的煤粉燃烧技术，具体地说是一种低NOx煤粉燃烧系统及燃烧方法。
背景技术
目前，我国现有的工业锅炉大多为燃煤锅炉，由于煤在燃烧的过程中会产生大量的NOx，面对日益严峻的环境问题，尤其是雾霾天气的影响，国家对NOx的排放要求日益严格。环保部最新发布的《锅炉大气污染物排放标准》中规定，新建燃煤工业锅炉NOx排放小于300mg/m3，重点地区锅炉排放小于200mg/m3。
为了使锅炉烟气NOx浓度达到国家规定排放标准，需要对锅炉产生的NOx进行控制。现有的NOx燃烧控制手段为空气分级燃烧、燃料分级燃烧，对NOx的降低有一定的效果，但同时带来了飞灰含碳量增加、锅炉燃烧效率降低、锅炉结焦等问题，主要原因在于分段进风导致了锅炉中下部风量较小，气体动能损失大，炉内湍流强度低，风粉混合效果不好，导致部分煤粉有效反应时间缩短。
发明内容
本发明的目的是针对现有的燃煤锅炉存在的锅炉烟气NOx浓度过高，不能适应环境要求的问题，设计一种能大幅度降低NOx排放浓度的低NOx煤粉燃烧系统，同时提供一种相应的燃烧方法。
本发明的技术方案之一是：
一种低NOx煤粉燃烧系统，其特征在于它包括燃烧器1、制粉给粉系统13、锅炉本体2、空气预热器3、除尘器4、主引风机5、烟气循环风机6、一次风机7、一次风管8、烟气回流管9、内一次风管10、外一次风管11和烟囱12；所述锅炉本体2、除尘器4、主引风机5、烟囱12依次相连；所述锅炉本体2由炉膛21和对流换热段22组成，炉膛21自下而上分为强还原区、还原主燃区和燃尽区；所述燃烧器1安装在炉膛21的强还原区外部，所述还原主燃区和燃尽区分别设有数个进风口；所述空气预热器3安装在对流换热段22内下部；所述一次风管8由一次风机7引出，经过空气预热器3后分别连接内一次风管10和外一次风管11，所述内一次风管11经过制粉给粉系统13后与燃烧器1对应的进风管相连，所述外一次风管11直接与燃烧器1对应的进风口相连通；所述烟气回流管9从主引风机5和烟囱12之间的管道上引出，经过烟气循环风机6、空气预热器3、制粉给粉系统13后与燃烧器1相连。
所述的除尘器为布袋除尘器。
所述的炉膛21和对流换热段22并行布置，两者之间通过一水平通道相连通。
所述的还原主燃区设有二次风进风口，燃尽区设有燃尽风进风口。
所述燃烧器包括中心点火器101、内一次风粉管102、外一次进风管103、循环烟气管104、烟气环道105、混风环106、风粉通道107、外一次风腔108、耐火层109、一次燃烧室110；所述一次燃烧室110为一圆筒形燃烧室，外壁为钢管，内壁设有耐火层109，其前端设有中心点火器101以及与中心点火器同轴并套装在外侧的内一次风粉管102；所述内一次风管10与所述内一次风粉管102相连通，所述中心点火器101与内一次风粉管102之间形成风粉通道107，所述风粉通道107与一次燃烧室110相连通；所述外一次进风管103一端与所述外一次风管11连通，另一端与外一次风腔108相连通；外一次风腔108与内一次风粉管102同轴设置，并与一次燃烧室110相连通；所述烟气环道105是设置在一次燃烧室110外围的环形通道，所述循环烟气管104是烟气进入烟气环道105的通道，所述烟气回流管9与循环烟气管104相连通；所述混风环106设置在一次燃烧室110的末端，并与烟气环道105及一次燃烧室110相连通。
所述燃烧器1呈多层分布在炉膛周围，且每层以多点切圆的形式布置。
本发明的技术方案之二是：
一种低NOx煤粉燃烧方法，其特征是：超细煤粉由内一次风粉管喷入一次燃烧室，由中心点火器进行点火燃烧，外一次进风管为一次燃烧室补入适量空气，循环烟气携带煤粉经烟气环道，在混风环处与一次燃烧室的高温燃烧产物混合，并一同喷入炉膛的强还原区参与燃烧，整个强还原区处于高温、极低氧、高惰性气体的环境，煤粉在高温贫氧的条件下反应和干馏热解形成还原性气体，将一次燃烧室及循环烟气中原有的NOx还原成N2；还原主燃区为贫氧富燃燃烧区域，外部均匀鼓入二次风，煤粉和热解生成的气氛在贫氧状态下持续将烟气中的NOx还原成N2，此区域内空气过剩系数为0.85~0.9；燃尽区内由外部均匀鼓入燃尽风及足量的空气以保证未燃尽的组分完全燃烧，燃尽区内的过量空气系数为1.15~1.2；炉膛中燃烧产生的高温烟气进入对流换热段将空气预热器中的空气和烟气进行预热到280℃~300℃，之后烟气经过除尘器进行气固分离，一部分烟气通过主引风机排放至烟囱，另一部分烟气进入烟气循环风机回流至空气预热器；循环烟气经过空气预热器、制粉给粉系统后进入循环烟气管，再进入烟气环道，一次燃烧室内的燃烧产物与上述循环烟气在混风环处进行混合后喷入炉膛的强还原区；其特征在于，所述一次燃烧室为煤粉充分燃烧区域，该区域内煤粉在富氧条件下进行完全燃烧，产生大量热量及NOx，此区域过剩空气系数为1.05~1.15。
燃烧器的一次燃烧室内设有耐火层，可防止燃烧室壁超温。
外一次风由外一次风腔沿燃烧室壁环形喷入，以对耐火层进行冷却，循环烟气进入烟气环道后能对一次燃烧室外壁进行冲刷冷却，同时有利于提高循环烟气温度。
所述的循环烟气中含氧量为3%~3.5%。
本发明的有益效果：
1、煤粉着火提前，增加了燃烧稳定性，增大了煤粉的反应区域。
2、烟气再循环提高了强还原区的气流量，增加了区域内的湍流度和扰动，同时循环烟气携带的NOx得到了进一步的还原，减少总NOx的排放。
3、燃烧器采用多点切圆布置方案，烟气与煤粉在强还原区内混合强烈，使区域内各相组分更加均匀。
4、强还原区内过量空气系数极低，有利于煤粉生成还原性气氛和干馏热解，抑制燃料型NOx的产生。
5、还原主燃区内发生贫氧反应，煤粉热解产生的气氛易产生二次还原性气氛，持续对NOx进行还原。
6、炉膛内整个反应过程中由于存在循环烟气，惰性气体的吸热有利于避免局部高温，抑制热力型NOx的产生。
综上所述，本发明能够在不影响燃烧稳定性和燃烧效率的前提下，有效的营造炉内强还原区，提高烟气在还原区内的有效停留时间，使煤粉在极低过量空气系数时保证锅炉内一定的湍流度，保证炉内不完全燃烧产物的分布场，有利于抑制和还原燃烧过程中的NOx，同时对排放的部分烟气进行循环，对烟气中携带的NOx进一步还原，实现高效的NOx减排。
附图说明
图1为本发明一种低NOx煤粉燃烧系统的结构示意图。
图2为本发明燃烧器的结构示意图。
图3为本发明燃烧器安装在锅炉本体上的结构示意图。
图4为本发明锅炉炉膛结构示意图。
图5为本发明燃烧器安装分布示意图。
图中：1-燃烧器，2-锅炉本体，3-空气预热器，4-除尘器，5-主引风机，6-烟气循环风机，7-一次风机，8-一次风管，9-烟气回流管，10-内一次风管，11-外一次风管，12-烟囱，13-制粉给粉系统，21-炉膛，22-对流换热段，101-中心点火器，102-内一次风粉管，103-外一次进风管，104-循环烟气管，105-烟气环道，106-混风环，107风粉通道，108-外一次风腔，109-耐火层，110-一次燃烧室。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一。
如图1-5所示。
一种低NOx煤粉燃烧系统，它包括燃烧器1（如图2）、制粉给粉系统13（与现有技术相同，可直接从市场购置）、锅炉本体2、空气预热器3、除尘器4（可采用布袋式除尘器）、主引风机5、烟气循环风机6、一次风机7、一次风管8、烟气回流管9、内一次风管10、外一次风管11和烟囱12，如图1；所述锅炉本体2、除尘器4、主引风机5、烟囱12依次相连；所述锅炉本体2由炉膛21和对流换热段22组成，炉膛21和对流换热段22并行布置，两者之间通过一水平通道相连通。炉膛21自下而上分为强还原区、还原主燃区和燃尽区，还原主燃区设有二次风进风口，燃尽区设有燃尽风进风口，如图4所示；所述燃烧器1安装在炉膛21的强还原区外部，呈多层分布在炉膛周围，且每层以多点切圆的形式布置如图5，本实施例共采用三层布置。所述还原主燃区和燃尽区分别设有数个进风口；所述空气预热器3安装在对流换热段22内下部；所述一次风管8由一次风机7引出，经过空气预热器3后分别连接内一次风管10和外一次风管11，所述内一次风管11经过制粉给粉系统13后与燃烧器1对应的进风管相连，所述外一次风管11直接与燃烧器1对应的进风口相连通；所述烟气回流管9从主引风机5和烟囱12之间的管道上引出，经过烟气循环风机6、空气预热器3、制粉给粉系统13后与燃烧器1相连。所述燃烧器1如图2所示，它包括中心点火器101、内一次风粉管102、外一次进风管103、循环烟气管104、烟气环道105、混风环106、风粉通道107、外一次风腔108、耐火层109、一次燃烧室110；所述一次燃烧室110为一圆筒形燃烧室，外壁为钢管，内壁设有耐火层109，其前端设有中心点火器101以及与中心点火器同轴并套装在外侧的内一次风粉管102；所述内一次风管10与所述内一次风粉管102相连通（如图3），所述中心点火器101与内一次风粉管102之间形成风粉通道107，所述风粉通道107与一次燃烧室110相连通；所述外一次进风管103一端与所述外一次风管11连通（如图3），另一端与外一次风腔108相连通；外一次风腔108与内一次风粉管102同轴设置，并与一次燃烧室110相连通；所述烟气环道105是设置在一次燃烧室110外围的环形通道，所述循环烟气管104是烟气进入烟气环道105的通道，所述烟气回流管9与循环烟气管104相连通（如图3）；所述混风环106设置在一次燃烧室110的末端，并与烟气环道105及一次燃烧室110相连通。
详述如下：
图1是本发明一种低NOx煤粉燃烧系统的结构示意图，如图所示，本发明包括燃烧器1、锅炉本体2、空气预热器3、除尘器4、主引风机5、烟气循环风机6、一次风机7、一次风管8、烟气回流管9、内一次风管10、外一次风管11、烟囱12、制粉给粉系统13。所述锅炉本体、除尘器、主引风机、烟囱依次相连；所述锅炉本体2由炉膛21和对流换热段22组成，所述燃烧器1安装在炉膛21的下部，可根据炉膛的容量设计燃烧器的布置层数，本实施例中燃烧器以三层布置，且每层以多点切圆的形式布置六台燃烧器；所述空气预热器3安装在对流换热段22内的下部，所述一次风管8由一次风机7引出，经过空气预热器3后分为内一次风管10和外一次风管11，所述内一次风管10经过制粉给粉系统13后与燃烧器1相连，所述外一次风管11直接与燃烧器1相连；所述烟气回流管9由主引风机5和烟囱12之间管道上引出，经过烟气循环风机6、空气预热器3、制粉给粉系统13后与燃烧器1相连；所述除尘器4为布袋除尘器。
图2是本发明燃烧器1的结构示意图，如图所示，燃烧器1包括中心点火器101、内一次风粉管102、外一次进风管103、循环烟气管104、烟气环道105、混风环106、风粉通道107、外一次风腔108、耐火层109、一次燃烧室110。所述一次燃烧室110为一圆筒形燃烧室，外壁为钢管，内壁设有耐火层109，所述一次燃烧室110的前端设有中心点火器101以及与中心点火器101同轴并套装在其外侧的内一次风粉管102，所述中心点火器101与内一次风粉管102之间形成的通道为风粉通道107，所述风粉通道107与一次燃烧室110相连通。所述外一次进风管103与所述外一次风腔108相连通，所述外一次风腔108与内一次风粉管102同轴设置，并与一次燃烧室110相连通。所述烟气环道105是设置在一次燃烧室101外围的环形通道，所述循环烟气管104设置在所述烟气环道105上，并与烟气环道105相连通，所述混风环106设置在一次燃烧室101的末端，并与烟气环道105及一次燃烧室110相连通。
图3是本发明中燃烧器1安装在锅炉本体2上的结构示意图，如图所示，所述燃烧器1安装在锅炉本体2的炉膛21的下部，所述内一次风管10与所述内一次风粉管102相连通，所述外一次风管11与所述外一次进风管103相连通，所述烟气回流管9与所述循环烟气管104相连通。
图4是本发明锅炉炉膛结构示意图，炉膛21由下至上分为强还原区、还原主燃区、燃尽区，燃烧器1集中安装在强还原区，在还原主燃区内设置有数个二次风的进风口，在燃尽区内设置有数个燃尽风的进风口。
实施例二。
本发明的燃烧方法和过程如下：
一种低NOx煤粉燃烧方法，超细煤粉由内一次风粉管喷入一次燃烧室，由中心点火器进行点火燃烧，外一次进风管为一次燃烧室补入适量空气，循环烟气携带煤粉经烟气环道，在混风环处与一次燃烧室的高温燃烧产物混合，并一同喷入炉膛的强还原区参与燃烧，整个强还原区处于高温、极低氧、高惰性气体的环境，煤粉在高温贫氧的条件下反应和干馏热解形成还原性气体，将一次燃烧室及循环烟气中原有的NOx还原成N2；还原主燃区为贫氧富燃燃烧区域，外部均匀鼓入二次风，煤粉和热解生成的气氛在贫氧状态下持续将烟气中的NOx还原成N2，此区域内空气过剩系数为0.85~0.9；燃尽区内由外部均匀鼓入燃尽风及足量的空气以保证未燃尽的组分完全燃烧，燃尽区内的过量空气系数为1.15~1.2；炉膛中燃烧产生的高温烟气进入对流换热段将空气预热器中的空气和烟气进行预热到280℃~300℃，之后烟气经过除尘器进行气固分离，一部分烟气通过主引风机排放至烟囱，另一部分烟气进入烟气循环风机回流至空气预热器；循环烟气经过空气预热器、制粉给粉系统后进入循环烟气管，再进入烟气环道，一次燃烧室内的燃烧产物与上述循环烟气在混风环处进行混合后喷入炉膛的强还原区；其特征在于，所述一次燃烧室为煤粉充分燃烧区域，该区域内煤粉在富氧条件下进行完全燃烧，产生大量热量及NOx，此区域过剩空气系数为1.05~1.15。
详述如下：
内一次风和外一次风均由一次风机7提供，空气通过一次风机7、一次风管8、空气预热器3后被分配为经过内一次风管10的内一次风和经过外一次风管11的外一次风；内一次风混合制粉给粉系统13提供的超细煤粉，由内一次风粉管102进入风粉通道107，在进入一次燃烧室110入口时由中心点火器101进行稳定点火燃烧；外一次风通过外一次风管11以及外一次进风管103进入外一次风腔108，外一次风腔108与一次燃烧室110相连通，两者的连接处为环形通道，外一次风补充了一次煤粉燃烧所需空气量，使得一次燃烧室内的过剩空气系数达到1.05~1.15，为富氧燃烧。
煤粉在一次燃烧室110中燃烧，产生的燃烧产物被喷入炉膛21，煤粉在炉膛21中充分燃烧，产生的高温烟气进入对流换热段22将空气预热器3中的空气和烟气预热到280℃~300℃，之后烟气经过除尘器4进行气固分离，一部分烟气通过主引风机5排放至烟囱12，另一部分烟气进入烟气循环风机6回流经过空气预热器3后变为循环烟气进入烟气回流管9，循环烟气与制粉给粉系统13提供的煤粉混合后进入循环烟气管104，再进入烟气环道105，此时烟气环道105中的烟气温度较低，对一次燃烧室外壁有冲刷冷却的作用；一次燃烧室110内的燃烧产物与上述循环烟气在混风环106处进行混合后喷入炉膛21的强还原区，本实施例中燃烧器集中安装在强还原区，以三层布置，且每层以多点切圆的形式布置六台燃烧器，如此布置有利于烟气在强还原区的混合，使得各组分在强还原区内分布更加均匀。
所述燃烧器1中一次燃烧室110内，中心点火器101点燃内一次风携带的超细煤粉，外一次风补足燃烧所需空气，使煤粉在一次燃烧室101内快速充分燃烧，着火稳定，增加了燃烧稳定性。一次燃烧室110的燃烧产物及循环烟气携带的煤粉进入炉膛21的强还原区后，由于一次燃烧室110内过剩空气系数不大，循环烟气中含氧量较低，使得煤粉在强还原区内为极度贫氧反应，生成了大量的还原性气氛，与此同时煤粉在惰性气体的条件下易发生干馏热解，生成CO、H2、CH4等气体，将一次燃烧室110中产生的NOx以及循环烟气中携带的NOx还原成N2。本发明中，循环烟气的加入一方面营造了强还原区的低氧环境，另一方面增加了喷入强还原区的气体流量，增强了该区域内的气体湍流度，使煤粉分布较为均匀，有效的改善了炉内CO等不完全燃烧产物在炉内的分布场，从而有利于烟气在还原主燃区的反应。
还原主燃区内设置数个二次风进风口，可均匀鼓入二次风，使得该区域内过剩空气系数为0.85~0.9。该区域内的反应依然为贫氧富燃反应，强还原区内的还原性气体部分被完全燃烧，部分干馏热解生成CH4等气氛，在贫氧状态下易反应生成二次还原性气氛，从而在还原主燃区内持续抑制NOx的生成，延长烟气在还原区的停留时间。
燃尽区内设置数个燃尽风进风口，可均匀鼓入燃尽风，使得该区域内空气过剩系数达到1.15~1.2。该区域内的反应为贫燃富氧反应，未燃尽的燃烧产物在此区域内进行完全燃烧，同时由于循环烟气的惰性气体吸热作用，有利于避免燃烧局部高温，降低热力型NOx的生成。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种低NOx煤粉燃烧系统，其特征在于它包括燃烧器（1）、制粉给粉系统（13）、锅炉本体（2）、空气预热器（3）、除尘器（4）、主引风机（5）、烟气循环风机（6）、一次风机（7）、一次风管（8）、烟气回流管（9）、内一次风管（10）、外一次风管（11）和烟囱（12）；所述锅炉本体（2）、除尘器（4）、主引风机（5）、烟囱（12）依次相连；所述锅炉本体（2）由炉膛（21）和对流换热段（22）组成，炉膛（21）自下而上分为强还原区、还原主燃区和燃尽区；所述燃烧器（1）安装在炉膛（21）的强还原区外部，所述还原主燃区和燃尽区分别设有数个进风口；所述空气预热器（3）安装在对流换热段（22）内下部；所述一次风管（8）由一次风机（7）引入，经过空气预热器（3）预热后分别连接内一次风管（10）和外一次风管（11），所述内一次风管（11）经过制粉给粉系统（13）后与燃烧器（1）对应的进风管相连，所述外一次风管（11）直接与燃烧器（1）对应的进风口相连通；所述烟气回流管（9）从主引风机（5）和烟囱（12）之间的管道上引入，经过烟气循环风机（6）、空气预热器（3）、制粉给粉系统（13）后与燃烧器（1）相连。
2.如权利要求1所述的低NOx煤粉燃烧系统，其特征在于所述的除尘器为布袋除尘器或电除尘器或纳米材料吸附除尘器。
3.如权利要求1所述的低NOx煤粉燃烧系统，其特征在于所述的炉膛（21）和对流换热段（22）并行布置，两者之间通过一水平或斜通道相连通。
4.如权利要求1所述的低NOx煤粉燃烧系统，其特征在于所述的还原主燃区设有二次风进风口，燃尽区设有燃尽风进风口。
5.如权利要求1所述的低NOx煤粉燃烧系统，其特征在于所述燃烧器包括中心点火器（101）、内一次风煤粉管（102）、外一次进风管（103）、循环烟气管（104）、烟气环道（105）、混风环套（106）、风煤粉通道（107）、外一次风腔（108）、耐火层（109）、一次燃烧室（110）；所述一次燃烧室（110）为一圆筒形燃烧室，外壁为钢管，内壁设有耐火层（109），其前端设有中心点火器（101）以及与中心点火器同轴并套装在外侧的内一次风煤粉管（102）；所述内一次风管（10）与所述内一次风煤粉管（102）相连通，所述中心点火器（101）与内一次风煤粉管（102）之间形成风煤粉通道（107），所述风粉通道（107）与一次燃烧室（110）相连通；所述外一次进风管（103）一端与所述外一次风管（11）连通，另一端与外一次风腔（108）相连通；外一次风腔（108）与内一次风煤粉管（102）同轴设置，并与一次燃烧室（110）相连通；所述烟气环道（105）是设置在一次燃烧室（110）外围的环形通道，所述循环烟气管（104）是烟气进入烟气环道（105）的通道，所述烟气回流管（9）与循环烟气管（104）相连通；所述混风环套（106）设置在一次燃烧室（110）的末端，并与烟气环道（105）及一次燃烧室（110）相连通。
6.如权利要求1所述的低NOx煤粉燃烧系统，其特征在于所述燃烧器（1）呈多层分布在炉膛周围，且每层以多点切圆的形式布置或水平或垂直布置。
7.一种使用如权利要求1所述的低NOx煤粉燃烧系统的燃烧方法，其特征是：超细煤粉由内一次风煤粉管喷入一次燃烧室，由中心点火器进行点火燃烧，外一次进风管为一次燃烧室补入适量空气，循环烟气携带煤粉经烟气环道，在混风环处与一次燃烧室的高温燃烧产物混合，并一同喷入炉膛的强还原区参与燃烧，整个强还原区处于高温、极低氧、高惰性气体的环境，煤粉在高温贫氧的条件下反应和干馏热解形成还原性气体，将一次燃烧室及循环烟气中原有的NOx还原成N2；还原主燃区为贫氧富燃燃烧区域，外部均匀鼓入二次风，煤粉和热解生成的气氛在贫氧状态下持续将烟气中的NOx还原成N2，此区域内空气过剩系数为0.85~0.9；燃尽区内由外部均匀鼓入燃尽风及足量的空气以保证未燃尽的组分完全燃烧，燃尽区内的过量空气系数为1.15~1.2；炉膛中燃烧产生的高温烟气进入对流换热段将空气预热器中的空气和烟气进行预热到280℃~300℃，之后烟气经过除尘器进行气固分离，一部分烟气通过主引风机排放至烟囱，另一部分烟气进入烟气循环风机回流至空气预热器；循环烟气经过空气预热器、制粉给粉系统后进入循环烟气管，再进入烟气环道，一次燃烧室内的燃烧产物与上述循环烟气在混风环处进行混合后喷入炉膛的强还原区；其特征在于，所述一次燃烧室为煤粉充分燃烧区域，该区域内煤粉在富氧条件下进行完全燃烧，产生大量热量及NOx，此区域过剩空气系数为1.05~1.15。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于燃烧器的一次燃烧室内设有耐火层或夹套层，可防止燃烧室壁超温。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于外一次风由外一次风腔沿燃烧室壁环形喷入，以对耐火层进行冷却，循环烟气进入烟气环道后能对一次燃烧室外壁进行冲刷冷却，同时有利于提高循环烟气温度。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述的循环烟气中含氧量为3%~3.5%。
CN201610472468.XA 2016-06-27 2016-06-27 一种低NOx煤粉燃烧系统及方法 Pending CN106122945A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610472468.XA CN106122945A (zh) 2016-06-27 2016-06-27 一种低NOx煤粉燃烧系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610472468.XA CN106122945A (zh) 2016-06-27 2016-06-27 一种低NOx煤粉燃烧系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106122945A true CN106122945A (zh) 2016-11-16

Family

ID=57266281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610472468.XA Pending CN106122945A (zh) 2016-06-27 2016-06-27 一种低NOx煤粉燃烧系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106122945A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107388221A (zh) * 2017-07-17 2017-11-24 四川竹根锅炉股份有限公司 一种四回程超低氮冷凝卧式蒸汽锅炉
CN108870383A (zh) * 2018-07-10 2018-11-23 西安交大思源科技股份有限公司 一种煤粉锅炉低NOx燃烧系统
CN109028032A (zh) * 2018-06-13 2018-12-18 安徽长城锅炉制造有限公司 一种锅炉余热循环利用装置
CN110094725A (zh) * 2019-05-10 2019-08-06 东北电力大学 一种燃煤发电机组超低氮燃烧方法
CN111720840A (zh) * 2020-06-12 2020-09-29 山东同智创新能源科技股份有限公司 一种应用于废气液焚烧处理的低氮燃烧装置
CN112984501A (zh) * 2021-02-23 2021-06-18 河南省锅炉压力容器安全检测研究院 一种燃气锅炉低氮燃烧工艺
CN113847621A (zh) * 2021-10-22 2021-12-28 西安热工研究院有限公司 一种锅炉冷态启动系统及方法
CN114111314A (zh) * 2021-11-17 2022-03-01 江苏中圣园科技股份有限公司 一种低NOx排放的炭材烘干装置热风炉系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005265300A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ボイラ装置
CN103216840A (zh) * 2013-04-15 2013-07-24 黄立新 燃煤锅炉磨煤机中储式超级降低氮氧化物系统
CN103791494A (zh) * 2014-01-22 2014-05-14 煤炭科学研究总院 一种风冷式煤粉低氮燃烧器及其使用方法
CN205746815U (zh) * 2016-06-27 2016-11-30 江苏中圣高科技产业有限公司 低NOx煤粉燃烧系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005265300A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ボイラ装置
CN103216840A (zh) * 2013-04-15 2013-07-24 黄立新 燃煤锅炉磨煤机中储式超级降低氮氧化物系统
CN103791494A (zh) * 2014-01-22 2014-05-14 煤炭科学研究总院 一种风冷式煤粉低氮燃烧器及其使用方法
CN205746815U (zh) * 2016-06-27 2016-11-30 江苏中圣高科技产业有限公司 低NOx煤粉燃烧系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
望亭发电厂: "《660MW超超临界火力发电机组培训教材》", 29 February 2012, 中国电力出版社 *
胡将军等: "《燃煤电厂烟气脱硝催化剂》", 31 January 2014, 中国电力出版社 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107388221A (zh) * 2017-07-17 2017-11-24 四川竹根锅炉股份有限公司 一种四回程超低氮冷凝卧式蒸汽锅炉
CN109028032A (zh) * 2018-06-13 2018-12-18 安徽长城锅炉制造有限公司 一种锅炉余热循环利用装置
CN108870383A (zh) * 2018-07-10 2018-11-23 西安交大思源科技股份有限公司 一种煤粉锅炉低NOx燃烧系统
CN110094725A (zh) * 2019-05-10 2019-08-06 东北电力大学 一种燃煤发电机组超低氮燃烧方法
CN111720840A (zh) * 2020-06-12 2020-09-29 山东同智创新能源科技股份有限公司 一种应用于废气液焚烧处理的低氮燃烧装置
CN112984501A (zh) * 2021-02-23 2021-06-18 河南省锅炉压力容器安全检测研究院 一种燃气锅炉低氮燃烧工艺
CN112984501B (zh) * 2021-02-23 2024-02-20 河南省锅炉压力容器安全检测研究院 一种燃气锅炉低氮燃烧工艺
CN113847621A (zh) * 2021-10-22 2021-12-28 西安热工研究院有限公司 一种锅炉冷态启动系统及方法
CN113847621B (zh) * 2021-10-22 2024-02-27 西安热工研究院有限公司 一种锅炉冷态启动系统及方法
CN114111314A (zh) * 2021-11-17 2022-03-01 江苏中圣园科技股份有限公司 一种低NOx排放的炭材烘干装置热风炉系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105020700B (zh) 一种层燃锅炉组合脱硝装置与方法
CN106122945A (zh) 一种低NOx煤粉燃烧系统及方法
CN107355776B (zh) 超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧系统、方法及应用
CN104315502B (zh) 一种生物质低温预燃低挥发分低质煤低NOx燃烧装置
CN204678328U (zh) 燃粉工业锅炉
CN108870383B (zh) 一种煤粉锅炉低NOx燃烧系统
CN107420898A (zh) 一种新型蓄热式平焰烧嘴
CN205842635U (zh) 一种降低前后墙对冲燃烧锅炉氮氧化物的燃烧系统
CN204042867U (zh) 一种低氮燃烧锅炉系统
CN105605560B (zh) 微排放煤粉燃烧系统
CN205746815U (zh) 低NOx煤粉燃烧系统
CN208735618U (zh) 一种新型分段低氮燃烧装置
CN208901372U (zh) 一种煤粉锅炉低NOx燃烧系统
CN208058830U (zh) 一种燃气锅炉二次风耦合型低NOx燃烧系统
CN204187609U (zh) 一种生物质低温预燃低挥发分低质煤低NOx燃烧装置
CN205579544U (zh) 微排放煤粉燃烧系统
CN201237236Y (zh) 链条锅炉燃烧复合二次风装置
CN201187773Y (zh) 一种采用内燃式燃烧器的煤粉锅炉
CN206130963U (zh) 设有SOFA的高温烟气回流预燃式低NOx燃烧器
CN112902154A (zh) 对冲燃烧锅炉两侧汽温偏差及co浓度可控的燃尽风系统
CN108224420A (zh) 一种燃气锅炉二次风耦合型低NOx燃烧系统
CN109931597B (zh) 一种燃料分级气化及低nox燃烧锅炉
CN104132343A (zh) 一种辐射管燃烧器
CN110375300A (zh) 一种低氮氧化物排放的燃烧器
CN203385195U (zh) 一种可混合冷风的多孔介质烟气热风炉

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161116