CN106678776A - 烟气再循环链条炉及其烟气再循环多层布风控制法 - Google Patents

烟气再循环链条炉及其烟气再循环多层布风控制法 Download PDF

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Abstract

烟气再循环链条炉及其烟气再循环多层布风控制法，要解决降低链条炉炉膛出口的NOx初始排放浓度技术问题，属链条锅炉低氮降排技术领域。其特征在于：烟气再循环总进风管进入炉膛前分成两路，分别与沿锅炉的左侧墙/或右侧墙对称布设的左侧墙/右侧墙进风管连接相通；左侧墙/右侧墙进风管又分支为上层、中层、下层支管，各支管朝向炉膛中心一侧的管壁上，置有多个再循环风喷射头，通过炉墙进入炉膛，上层支管向喉口上方炉膛中心供风；中层支管向链条炉排和喉口之间供风；下层支管喷射头深入各分区送风室，向分区送风室送风。通过分层布风控制降低燃烧时的含氧量和燃烧温度，并增强链条炉中气流的扰动，实现减少NOx的排放和改善燃烧的双重目的。

Description

烟气再循环链条炉及其烟气再循环多层布风控制法
技术领域
本发明涉及一种烟气再循环链条炉及其烟气再循环多层布风控制法，降低链条炉炉膛出口NOx初始排放浓度，属链条锅炉低氮降排技术领域。。
背景技术
面对环境和能源的巨大压力，国家虽然在倡导开发和使用新型能源，但一定时期内，我国的能源结构仍以煤炭为主，燃煤锅炉主要以煤粉炉和链条炉为主。
煤粉炉，是将煤预先磨成粉，煤粉和空气一起进入炉膛，在悬浮的状态下进行燃烧，其低氮燃烧技术已很成熟。
燃煤锅炉工业锅炉占我国工业锅炉总量80%以上，燃煤工业锅炉以链条炉为主。链条炉炉膛呈立式，主要燃用块状煤炭，由水平炉排输送煤炭缓慢移动，而助燃空气在炉排底下往上流动，穿透炉排后与煤炭接触并助燃。链条炉运行时存在着热效率低、运行时过量空气系数高、炉内空气混合不均匀、NOx的排放浓度高等缺点。燃煤锅炉工业锅炉量大面广，污染物难以集中处理、而是直接排放。燃烧产生的NOx主要是热力型和燃料型。燃料型NOx的产生是由于其燃料内含有N的化合物，燃烧时极易转化为NOx。
烟气再循环技术是从锅炉尾部烟道抽取一部分低温烟气直接送至炉内，因能降低燃烧时的含氧量和燃烧温度，有效地降低热力型NOx的排放浓度，其在燃气锅炉上广泛应用，具有30-60%的脱氮效率。然而将烟气再循环技术应用于链条锅炉，对于煤炭的燃料型NOx的抑制机理的认识上还有待于进一步研究，系统也还需继续完善。有人试图将再循环烟气都通进风室，结果导致对煤炭燃烧的稳定与完全燃烧造成了影响，迄今市场上没有成功的案例。
发明内容
本发明的目的是：将烟气再循环技术应用于链条炉的低氮改造中，提供一种烟气再循环链条炉及其烟气再循环多层布风控制方法，降低链条炉炉膛出口NOx初始排放浓度。
本发明的技术方案是：一种烟气再循环链条炉，包括炉膛、链条炉排、分区送风室、喉口、烟气再循环风机和烟气再循环总进风管，其特征在于：所述烟气再循环总进风管进入炉膛前分成两路，分别与左侧墙进风管、右侧墙进风管管路连接相通；
所述左侧墙进风管沿锅炉左侧墙布设，并分别与左侧上层支管、中层支管、下层支管管道连接柤通，各支管朝向炉膛中心一侧的管壁上，置有多个再循环风喷射头；所述上层支管置有的所述喷射头通过炉墙进入炉膛，向所述喉口上方炉膛中心供风；所述中层支管上所述喷射头通过炉墙进入炉膛内，向所述链条炉排和所述喉口之间区域的炉膛中心供风；所述下层支管上置有的喷射头通过炉墙，深入各分区送风室，向分区送风室送风；
所述右侧墙进风管沿锅炉右侧墙布设，并分别与右侧上层支管、中层支管、下层支管管道连接柤通，各支管朝向炉膛中心一侧的管壁上，置有多个再循环风喷射头；所述上层支管置有的所述喷射头通过炉墙进入炉膛，向所述喉口上方炉膛中心供风；所述中层支管上所述喷射头通过炉墙进入炉膛内，向所述链条炉排和所述喉口之间区域的炉膛中心供风，所述下层支管上置有的喷射头通过炉墙，深入各分区送风室，向分区送风室送风。
所述左侧上层支管、中层支管和所述右侧上层支管、中层支管数量可以有多个，分别沿侧墙水平方向设置。
烟气再循环风机送入烟气再循环总进风管的再循环风釆用多层送风控制法送入炉膛，一部分送入链条炉排下方的分区送风室中，使再循环烟气和新风在风室中均匀混合，降低燃烧时的氧含量和燃烧温度，进而控制热力型NOx的生成；一部分向链条炉排上方100mm至喉口区域炉膛送风，炉排上方相对缺氧，局部为还原性气氛，使部分挥发份不完全燃烧，挥发份中的还原性成分在炉膛中部，起到还原已生成的NOx的作用，进一步降低NOx的排放；一部分以较高的速度喷射进炉膛喉口上方100mm以上的炉膛中部区域。增强了炉膛中部气流的扰动，改善了链条炉上方空气混合不足的缺点，增强氧气和燃料混合与燃烧，进而降低链条炉运行时的过量空气系数，减少链条炉运行时的进风量，提高锅炉热效率。
进一步的，所述左侧/或右侧上层支管、中层支管数量可以有多个，分别沿左侧/或右侧侧墙水平方向设置，所以送入链条炉排上方以及送入喉口上方、即炉膛中部的再循环风，可以采用多层布风方式，将再循环烟气分层送入炉膛的不同位置，分层控制，降低NOx的初始排放浓度，并可改善煤的燃烧情况，增加煤的燃尽率，降低锅炉大渣含碳量，提高锅炉的热效率。
本发明的积极效果是：提供了一种链条炉低氮燃烧改造的方法和系统，将烟气再循环技术引入链条炉中。该技术在不影响块状煤炭稳定燃烧的基础上，通过降低燃烧时的含氧量和燃烧温度，并增强链条炉中气流的扰动，实现减少NOx的排放和改善燃烧的双重目的。仅使用该技术可实现炉膛出口15%～40%的脱氮效率，同时也可改善煤的燃烧，达到了目前市场上的先进技术水平。该技术由于较低的前期投资、稳定的系统运行、良好的脱氮效率，进而具有广阔的市场前景。
附图说明
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明。
图1是现有技术链条炉的炉膛结构示意图（纵向剖面）；
图2是引入烟气再循环系统后链条炉的炉膛结构示意图；
图3是图2的A-A剖视结构示意图；
图4是图2的B-B剖视结构示意图。
图中：1.链条炉排；2.入煤口；3.分区送风室；4.喉口；5. 煤炭；6.烟气再循环总进凤管；6.1.左侧墙进风管； 6.1.1. 左侧上层支管；6.1.2.中层支管；6.1.3.下层支管；6.2.右侧墙进风管；6.2.1. 右侧上层支管；6.2.2.中层支管；6.2.3.下层支管；7.风机；8.前墙；8.1左侧墙；8.2右侧墙；9.炉膛；10.再循环风喷射头。
具体实施方式
图1为现有技术链条炉的炉膛结构示意图（纵向剖面），由图可见：链条炉炉膛1呈立式布置，分区送风室3位于炉膛9的底部，分区送风室3上方设置链条炉排1，用于输送煤炭5。煤炭5从给煤斗落到链条炉排1，随着链条的运动，链条炉排1从入煤口2处进入炉膛9，煤炭5在链条炉排1上燃烧。助燃风从分区送风室3向上穿透链条炉排1与煤炭9接触并助燃，燃烧后的烟气以及煤炭挥发物经过炉膛喉口4向上流动。
图2为将烟气再循环技术引入链条炉后，链条炉的炉膛结构示意图，由图可见：一种烟气再循环链条炉，包括炉膛9、链条炉排1、分区送风室3、喉口4、烟气再循环风机7和烟气再循环总进风管6，其特征在于：所述烟气再循环总进风管6进入炉膛9前分成两路，分别与左侧墙进风管6.1、右侧墙进风管6.2管路连接相通；所述右侧墙进风管6.2沿锅炉左侧墙8.2布设，并分别与右侧上层支管6.2.1、中层支管6.2.2、下层支管6.2.3管道连接柤通，各支管朝向炉膛9中心一侧的管壁上，置有多个再循环风喷射头10；所述上层支管6.2.1置有的所述喷射头10通过炉墙进入炉膛9，向所述喉口4上方炉膛9中心供风；所述中层支管6.2.2上所述喷射头10通过炉墙进入炉膛9内，向所述链条炉排1和所述喉口4之间区域的炉膛中心供风（见图3和图4）；所述下层支管6.2.3上置有的喷射头10通过炉墙，深入各分区送风室3，向分区送风室3送风。
所述左侧上层支管6.1.1、中层支管6.1.2和所述右侧上层支管6.2.1、中层支管6.2.2 数量可以有多个，分别沿侧墙水平方向设置。
所述链条炉烟气再循环多层布风控制方法，其特征在于：
首先，一部分的再循环风送入链条炉排1下的分区送风室3中，使再循环烟气和新风在风室中均匀混合，降低燃烧时的氧含量和燃烧温度，进而控制热力型NOx的生成；
其次，一部分的再循环风送入链条炉排1上方喉口4以下区域，炉排1上方相对缺氧，局部为还原性气氛，使部分挥发份不完全燃烧，挥发份中的还原性成分在炉膛中部，起到还原已生成的NOx的作用，进一步降低NOx的排放；
然后，一部分的再循环风送入炉膛9中部，即喉口4上方，此层的再循环风以较高的速度喷射进炉膛，增强了炉膛9中部气流的扰动，改善了链条炉上方空气混合不足的缺点，增强氧气和燃料混合与燃烧，进而降低链条炉运行时的过量空气系数，减少链条炉运行时的进风量，提高锅炉热效率。
进一步的，因为所述左侧上层支管6.1.1、中层支管6.1.2和所述右侧上层支管6.2.1、中层支管6.2.2 数量可以有多个，分别沿侧墙水平方向对称设置，所以送入链条炉排上方，以及送入喉口上部、即炉膛中部的再循环风，可以采用多层布风方式，将再循环烟气分层送入炉膛的不同位置，分层控制，降低NOx的初始排放浓度，并可改善煤的燃烧情况，增加煤的燃尽率，降低锅炉大渣含碳量，提高锅炉的热效率。
上述仅为本发明的一个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (4)

1.一种烟气再循环链条炉，包括炉膛、链条炉排、分区送风室、喉口、烟气再循环风机和烟气再循环总进风管，其特征在于：所述烟气再循环总进风管进入炉膛前分成两路，分别与左侧墙进风管、右侧墙进风管管路连接相通；
所述左侧墙进风管沿锅炉左侧墙布设，并分别与左侧上层支管、中层支管、下层支管管道连接柤通，各支管朝向炉膛中心一侧的管壁上，置有多个再循环风喷射头；所述上层支管置有的所述喷射头通过炉墙进入炉膛，向所述喉口上方炉膛中心供风；所述中层支管上所述喷射头通过炉墙进入炉膛内，向所述链条炉排和所述喉口之间区域的炉膛中心供风；所述下层支管上置有的喷射头通过炉墙，深入各分区送风室，向分区送风室送风；
所述右侧墙进风管沿锅炉右侧墙布设，并分别与右侧上层支管、中层支管、下层支管管道连接柤通，各支管朝向炉膛中心一侧的管壁上，置有多个再循环风喷射头；所述上层支管置有的所述喷射头通过炉墙进入炉膛，向所述喉口上方炉膛中心供风；所述中层支管上所述喷射头通过炉墙进入炉膛内，向所述链条炉排和所述喉口之间区域的炉膛中心供风，所述下层支管上置有的喷射头通过炉墙，深入各分区送风室，向分区送风室送风。
2.根据权利要求1所述一种烟气再循环链条炉，其特征在于：所述左侧上层支管、中层支管和所述右侧上层支管、中层支管数量可以有多个，分别沿左侧/或右侧墙水平方向设置。
3.权利要求1所述烟气再循环链条炉多层布风控制方法，其特征在于：烟气再循环风机送入烟气再循环总进风管的再循环风，一部分送入链条炉排下方的分区送风室中；一部分向链条炉排上方100mm至喉口区域炉膛送风；一部分以较高的速度喷射进炉膛喉口上方100mm以上的炉膛中部区域。
4.根据权利要求3所述烟气再循环链条炉多层布风控制方法，其特征在于：送入链条炉排上方、以及送入喉口上方炉膛中部的再循环风，采用多层布风方式，将再循环烟气分层送入炉膛的不同位置，分层控制。
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