CN110566942A

CN110566942A - 一种燃煤气锅炉低氮燃烧方法

Info

Publication number: CN110566942A
Application number: CN201910851805.XA
Authority: CN
Inventors: 雷仲存; 毛松林; 崔力中; 李创国; 李志勇; 杨小龙; 王忠涛
Original assignee: Beijing Shougang Co Ltd
Current assignee: Beijing Shougang Co Ltd
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2019-12-13

Abstract

本发明涉及一种燃煤气锅炉低氮燃烧方法，属于热能环保技术领域，本发明提供的，用于控制所述燃煤气锅炉燃烧，所述燃煤锅炉连接有循环风管，所述循环风管上喷涂有浓度为15‑20％的氨水；所述方法包括：控制所述循环风管向所述燃煤气锅炉的新鲜风管道通入循环风，使在所述新鲜风管道内，按体积百分比计，所述循环风风量占新鲜风风量的15‑35％；控制所述燃煤气锅炉的燃烧器风量，按体积百分比计，使所述燃煤气锅炉在炉膛内氧含量为1‑2％，温度为950‑1050℃的条件下完成燃烧。

Description

一种燃煤气锅炉低氮燃烧方法

技术领域

本发明属于热能环保技术领域，特别涉及一种燃煤气锅炉低氮燃烧方法。

背景技术

低氮燃烧是通过调整燃料与空气配比的方式使燃烧产物中氮氧化物大幅度降低燃烧方法。燃煤气锅炉低氮燃烧过程中产生的氮氧化物主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)，这二者的统称为NOx，煤气在燃烧过程中生成NOx的途径主要有两个：(1)热力型NOx，是空气中氮气在高温下氧化生成的NOx，一般在1300℃以上生成，占总量的10-20％；(2)燃料型NOx，是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解之后又氧化而形成的NOx，占总量的75-90％。目前，燃煤气锅炉低氮燃烧产生的排放尾气中，氮氧化物NOx含量较高，达不到超低排放的要求。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的燃煤气锅炉低氮燃烧方法。

本发明实施例提供一种燃煤气锅炉低氮燃烧方法，用于控制所述燃煤气锅炉燃烧，所述燃煤气锅炉连接有循环风管，所述循环风管上喷涂有浓度为15-20％的氨水；

所述方法包括：

控制所述循环风管向所述燃煤气锅炉的新鲜风管道通入循环风，使在所述新鲜风管道内，按体积百分比计，所述循环风风量占新鲜风风量的15-35％；

控制所述燃煤气锅炉的燃烧器风量，使所述燃煤锅炉在炉膛内氧含量为1-2％，温度为950-1050℃的条件下完成燃烧。

进一步的，所述方法还包括：

测定所述燃煤气锅炉的排烟气中氮氧化物含量；

判断所述排烟气中氮氧化物含量是否小于阈值；

若否，则根据所述排烟气中氮氧化物含量，调节所述氨水的雾化量，获得调节后的排烟气中氮氧化物含量；

判断所述调节后的排烟气中氮氧化物含量是否小于所述阈值；

若否，则根据所述调节后的排烟气中氮氧化物含量，再次调节所述氨水的雾化量，循环至所述调节后的排烟气中氮氧化物含量的小于所述阈值。

进一步的，所述阈值为1mg/m³。

进一步的，所述控制所述燃煤气锅炉的燃烧器风量的方法，包括：

通过所述燃煤气锅炉炉膛底层四角的4台强旋流燃烧器，并通过所述炉膛中层和上层四角共8台分级配风旋流燃烧器，分别调节循环风机风量和配风旋流燃烧器风量，从而调节燃煤气锅炉的燃烧器风量。

进一步的，所述氨水质量浓度为18％。

进一步的，按体积百分比计，所述循环风风量占新鲜风风量的25％。

进一步的，按体积百分比计，所述炉膛内氧含量为1.5％。

进一步的，所述温度为1000℃。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的燃煤气锅炉低氮燃烧方法，操作简单，炉膛火焰燃烧稳定、炉膛的氧含量(1-2％)、温度(950-1050℃)，容易控制，氨水用量很少，既能完全去除“热力”型NO，又能完全去除“燃料”型NO，排烟气中氮氧化物含量能小于1mg/m³，克服了氨逃逸现象的发生，燃料能完全燃烧，排放烟气中一氧化碳为零。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例中燃煤气锅炉低氮燃烧方法的流程示意图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

本申请提供一种燃煤气锅炉低氮燃烧方法，用于控制所述燃煤气锅炉燃烧，所述燃煤气锅炉连接有循环风管，所述循环风管上喷涂有浓度为15-20％的氨水；

所述方法包括：

控制所述燃煤气锅炉的燃烧器风量，按体积百分比计，使所述燃煤气锅炉在炉膛内氧含量为1-2％，温度为950-1050℃的条件下完成燃烧。

本申请中，所述方法还包括：

测定所述燃煤气锅炉的排烟气中氮氧化物含量；

判断所述排烟气中氮氧化物含量是否小于阈值；

本申请中，所述阈值为1mg/m³。

本申请中，所述控制所述燃煤气锅炉的燃烧器风量的方法，包括：

通过所述燃煤气锅炉炉膛底层四角的4台强旋流燃烧器，并通过所述炉膛中层和上层四角共8台分级配风旋流燃烧器，分别调节循环风机风量和配风旋流燃烧器风量，从而调节燃煤锅炉的燃烧器风量。

本申请中，所述氨水质量浓度为18％。

本申请中，按体积百分比计，所述循环风风量占新鲜风风量的25％。

本申请中，按体积百分比计，所述炉膛内氧含量为1.5％。

本申请中，所述温度为1000℃。

下面将结合附图和实施例对本申请进行详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种燃煤气锅炉低氮燃烧方法，用于控制所述燃煤气锅炉燃烧，所述燃煤气锅炉连接有循环风管，所述循环风管上喷雾有浓度为18％的氨水；

所述方法包括：

控制所述循环风管向所述燃煤气锅炉的新鲜风管道通入循环风，使在所述新鲜风管道内，所述循环风风量占新鲜风风量的25％；

控制所述燃煤气锅炉的燃烧器风量，使所述燃煤气锅炉在炉膛内氧含量为1.5％，温度为1000℃的条件下完成燃烧。

本申请中，所述方法还包括：

测定所述燃煤气锅炉的排烟气中氮氧化物含量；

判断所述排烟气中氮氧化物含量是否小于阈值；

所述阈值为1mg/m³。

所述控制所述燃煤气锅炉的燃烧器风量的方法，包括：

实施例2

如图1所示，本实施例提供一种燃煤气锅炉低氮燃烧方法，用于控制所述燃煤气锅炉燃烧，所述燃煤气锅炉连接有循环风管，所述循环风管上喷雾有浓度为15％的氨水；

所述方法包括：

控制所述循环风管向所述燃煤气锅炉的新鲜风管道通入循环风，使在所述新鲜风管道内，所述循环风风量占新鲜风风量的15％；

控制所述燃煤气锅炉的燃烧器风量，使所述燃煤气锅炉在炉膛内氧含量为1％，温度为950℃的条件下完成燃烧。

本申请中，所述方法还包括：

测定所述燃煤锅炉的排烟气中氮氧化物含量；

判断所述排烟气中氮氧化物含量是否小于阈值；

所述阈值为1mg/m³。

所述控制所述燃煤气锅炉的燃烧器风量的方法，包括：

实施例3

如图1所示，本实施例提供一种燃煤气锅炉低氮燃烧方法，用于控制所述燃煤气锅炉燃烧，所述燃煤气锅炉连接有循环风管，所述循环风管上喷雾有浓度为20％的氨水；

所述方法包括：

控制所述循环风管向所述燃煤气锅炉的新鲜风管道通入循环风，使在所述新鲜风管道内，所述循环风风量占新鲜风风量的35％；

控制所述燃煤气锅炉的燃烧器风量，使所述燃煤气锅炉在炉膛内氧含量为2％，温度为1050℃的条件下完成燃烧。

本申请中，所述方法还包括：

测定所述燃煤气锅炉的排烟气中氮氧化物含量；

判断所述排烟气中氮氧化物含量是否小于阈值；

所述阈值为1mg/m³。

所述控制所述燃煤气锅炉的燃烧器风量的方法，包括：

对实施例1-3排放烟气进行氮氧化物含量检测，检测结果如表1所示。

表1

	氮氧化物含量(mg/m<sup>3</sup>)
		实施例1	0.4
实施例2	0.5
		实施例3	0.8

本发明实施例提供的燃煤气锅炉低氮燃烧方法，在锅炉引风机后的烟道上取循环风，利用部分烟道的循环风(占新鲜风15-35％)，在循环风管上喷15-20％氨水，经循环风机送到锅炉送风机后的新鲜风管道经混合后，经炉膛底层四角的4台强旋流燃烧器和炉膛中层、炉膛上层四角各4台的分级配风旋流燃烧器，通过调节循环风机的风量、及配风旋流燃烧器的风量，达到控制炉膛的氧含量(1-2％)、温度(950-1050℃)，以及根据排烟气中氮氧化物含量，调节氨水的雾化量，最终达到烟气中氮氧化物含量小于1mg/m³的超低排放，以及克服了氨逃逸现象的发生，燃料能完全燃烧，排放烟气中一氧化碳为零的目的。

与现有相比，本申请的具有以下特点：

目前，低氮燃烧技术采用：A.二段燃烧法，燃烧器的空气为燃烧所需空气的85％，其余空气通过布置在燃烧器上部的喷口送入颅内，使燃烧分阶段完成，从而降低NO的产生量，但二段空气量过大，会使不完全燃烧损失增大，煤粉炉由于还原性气氛易结垢或腐蚀，排烟气中氮氧化物含量很难达到超低排放指标。B.再燃法，将80％的燃料送入主燃区，在a≥1的条件下燃烧，其余20％在a≤1的条件下燃烧，形成还原性气氛，将主燃区生成的氮氧化物还原为N2，操控难度大，排烟气中氮氧化物含量很难达到超低排放指标。C.排烟循环法，让一部分温度较低的烟气与燃烧用空气混合，增大烟气体积和降低氧气的分压，使燃烧温度降低，从而降低氮氧化物的排放浓度，但只能去除部分“热力”型NO，对“燃料”型NO去除较少，排烟气中氮氧化物含量很难达到超低排放指标。D.低氮氧化物燃烧器：①混合促进型低氮燃烧器：改善燃料和空气的混合，缩短在高温区的停留时间，同时可降低氧气的剩余浓度，但只能去除部分“热力”型NO，对“燃料”型NO去除较少，排烟气中氮氧化物含量很难达到超低排放指标。②自身再循环低氮燃烧器：利用空气抽力，将炉内部分烟气引入燃烧器，进行再循环，但燃烧器结构复杂，只能去除部分“热力”型NO，对“燃料”型NO去除较少，排烟气中氮氧化物含量很难达到超低排放指标。③多段燃烧器：用多只小火焰代替大火焰，增大火焰散热面积，降低火焰温度，控制氮氧化物生成量。但只能去除部分“热力”型NO，对“燃料”型NO去除较少，排烟气中氮氧化物含量很难达到超低排放指标。④阶段燃烧型燃烧器：让燃料先进性浓燃烧，然后送入余下的空气，燃烧偏离理论当量比，可降低氮氧化物浓度，但只能去除部分“热力”型NO，对“燃料”型NO去除较少，排烟气中氮氧化物含量很难达到超低排放指标。E.SNCR脱氮氧化物：SNCR脱氮氧化物是在炉膛上部喷氨水或尿素溶液，但很难控制氨水的均匀，经常造成脱除氮氧化物效果差或氨水局部过量，发生氨逃逸现象，只能去除部分“热力”型NO，对“燃料”型NO去除较少，排烟气中氮氧化物含量很难达到超低排放指标。

本燃煤气锅炉超低氮燃烧方法：含从燃煤气锅炉引风机后的烟道上引循环风，在循环风管道上喷雾化氨水变频泵，循环变频风机、炉膛底部四角4台强旋流燃烧器、炉膛中层、炉膛上层四角各4台分级配风旋流燃烧器、炉膛有温度、压力传感器、排放烟道上有一氧化碳、氮氧化物、氨气在线监测装置组成。能使排放烟气氮氧化物排放浓度小于1mg/m³，氨小于3mg/m3，一氧化碳小于1mg/m³。

本发明的优点在于操作简单，炉膛火焰燃烧稳定、炉膛的氧含量(1-2％)、温度(950-1050℃)，容易控制，氨水用量很少，既能完全去除“热力”型NO，又能完全去除“燃料”型NO，排烟气中氮氧化物含量能小于1mg/m³，克服了氨逃逸现象的发生，燃料能完全燃烧，排放烟气中一氧化碳为零。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种燃煤气锅炉低氮燃烧方法，用于控制所述燃煤气锅炉燃烧，所述燃煤气锅炉连接有循环风管，所述循环风管上喷涂有浓度为15-20％的氨水；

所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉低氮燃烧方法，其特征在于，所述方法还包括：

测定所述燃煤锅炉的排烟气中氮氧化物含量；

判断所述排烟气中氮氧化物含量是否小于阈值；

3.根据权利要求2所述的一种燃煤气锅炉低氮燃烧方法，其特征在于，所述阈值为1mg/m³。

4.根据权利要求1所述的一种燃煤气锅炉低氮燃烧方法，其特征在于，所述控制所述燃煤气锅炉的燃烧器风量的方法，包括：

5.根据权利要求1所述的一种燃煤气锅炉低氮燃烧方法，其特征在于，所述氨水质量浓度为18％。

6.根据权利要求1所述的一种燃煤气锅炉低氮燃烧方法，其特征在于，按体积百分比计，所述循环风风量占新鲜风风量的25％。

7.根据权利要求1所述的一种燃煤气锅炉低氮燃烧方法，其特征在于，按体积百分比计，所述炉膛内氧含量为1.5％。

8.根据权利要求1所述的一种燃煤气锅炉低氮燃烧方法，其特征在于，所述温度为1000℃。