微排放煤粉燃燒系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃煤工業(yè)鍋爐領(lǐng)域，尤其涉及一種煤粉鍋爐的低氮燃燒系統(tǒng)，具體地說(shuō)是一種微排放煤粉燃燒系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)是以煤為主，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，煤粉鍋爐都將是重要的熱能轉(zhuǎn)化設(shè)備。燃料燃燒過(guò)程生成的氮氧化物會(huì)嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境且較難處理，鍋爐排放的煙氣又是氮氧化物的主要來(lái)源，因此降低燃燒過(guò)程產(chǎn)生的氮氧化物是鍋爐燃燒技術(shù)發(fā)展的方向之一。目前，我國(guó)很多鍋爐設(shè)備都已開(kāi)始采用低氮燃燒技術(shù)來(lái)控制氮氧化物的生成，常規(guī)煤粉低氮燃燒技術(shù)能實(shí)現(xiàn)NOx排放指標(biāo)300mg/m3以下。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求的提高，鍋爐需要開(kāi)發(fā)和采取技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步的降低NOx的排放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的鍋爐燃燒產(chǎn)生大量NOx污染環(huán)境的問(wèn)題，旨在提供一種NOx微排放煤粉燃燒系統(tǒng)。
[0004]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]微排放煤粉燃燒系統(tǒng)，包括三次燃盡風(fēng)機(jī)、風(fēng)粉混合器、一次輸粉風(fēng)機(jī)、煤粉燃燒器、省煤器、二次助燃風(fēng)機(jī)、四次煙氣回流風(fēng)機(jī)、鍋爐爐膛、鍋爐對(duì)流煙道、空氣預(yù)熱器、除塵器、引風(fēng)機(jī)和煤粉搭，其特征在于所述的煤粉燃燒器設(shè)置在所述鍋爐爐膛的底部;所述風(fēng)粉混合器的兩個(gè)輸入端分別連接到所述的一次輸粉風(fēng)機(jī)和煤粉塔下的供料口，所述風(fēng)粉混合器的輸出端連接到所述煤粉燃燒器的一次風(fēng)風(fēng)道;所述的二次助燃風(fēng)機(jī)的輸入端接外界環(huán)境，輸出端連接到所述空氣預(yù)熱器的冷風(fēng)入口，所述空氣預(yù)熱器的熱風(fēng)出口連接到煤粉燃燒器的二次風(fēng)風(fēng)道;所述的四次煙氣回流風(fēng)機(jī)的輸入端連接到所述引風(fēng)機(jī)的輸出端，輸出端連接到所述煤粉燃燒器的二次風(fēng)風(fēng)道。
[0006]本發(fā)明的微排放煤粉燃燒系統(tǒng)，一次輸粉風(fēng)機(jī)將煤粉塔供料到風(fēng)粉混合器的煤粉輸送到煤粉燃燒器，與二次助燃風(fēng)機(jī)和四次煙氣回流風(fēng)機(jī)輸送到煤粉燃燒器的助燃風(fēng)混合進(jìn)入爐膛燃燒，調(diào)節(jié)風(fēng)量比例，保證煤粉燃燒器出口的燃燒處于缺氧環(huán)境，燃料不完全燃燒，釋放出一部分熱能。不完全燃燒的燃料和煙氣在爐膛中上部與三次燃盡風(fēng)機(jī)輸送進(jìn)入爐膛的燃盡風(fēng)混合，燃料充分燃燒，完全釋放出熱能。高溫?zé)煔庠跔t膛輻射換熱后，由引風(fēng)機(jī)抽送依次進(jìn)入鍋爐對(duì)流煙道、鍋爐尾部對(duì)流段、省煤器、空氣預(yù)熱器逐級(jí)換熱降溫后，經(jīng)除塵器除塵后潔凈排放。
[0007]從上面分析可知，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0008]1、爐膛配風(fēng)由一次、二次、三次及四次風(fēng)組成，且各次風(fēng)均由獨(dú)立的風(fēng)機(jī)供風(fēng)，通過(guò)調(diào)節(jié)各次風(fēng)的配風(fēng)比例，既保證燃料充分燃燒，又降低了 NOx的產(chǎn)生。
[0009]2、通過(guò)配風(fēng)將風(fēng)粉混合物送入爐膛，低氧量的煙氣回流風(fēng)進(jìn)入燃燒系統(tǒng)，保持燃燒的火焰從內(nèi)到外為貧氧到氧濃度逐漸增大，火焰整體呈現(xiàn)還原性，即可抑制NOx生成和產(chǎn)生的還原性氣體還原產(chǎn)生的NOx。
[0010]3、采用分段燃燒，分級(jí)配風(fēng)的煤粉專(zhuān)用旋流低氮燃燒器，分段燃燒階段前段形成較低的氧量狀態(tài)(α在0.8-0.9之間)，可抑制NOx的生成。
[0011]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述的爐膛配風(fēng)包括從風(fēng)粉混合器出來(lái)的一次風(fēng)、從二次助燃風(fēng)機(jī)出來(lái)的二次風(fēng)、從三次燃盡風(fēng)機(jī)出來(lái)的三次風(fēng)及從四次煙氣回流風(fēng)機(jī)出來(lái)的四次風(fēng)組成，配風(fēng)比例為:一次風(fēng)風(fēng)量為3%?10%，二次風(fēng)風(fēng)量為60%?80%，三次風(fēng)風(fēng)量為10%?25 %，四次風(fēng)風(fēng)量為10 %?25 %。上述配風(fēng)可保證煤粉燃燒器出口的燃燒處于缺氧環(huán)境，使燃料不完全燃燒，釋放出一部分熱能;不完全燃燒的燃料和煙氣在爐膛中上部與三次燃盡風(fēng)機(jī)輸送進(jìn)入爐膛的燃盡風(fēng)混合，燃料充分燃燒，完全釋放出熱能。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的鍋爐爐膛的截面為方形或矩形，爐膛呈瘦高型，爐膛寬度為所述煤粉燃燒器出焰口直徑的4?6倍。瘦高型結(jié)構(gòu)的爐膛能夠保證火焰行程，使燃料在爐膛停留時(shí)間達(dá)2秒以上。
[0013]作為本發(fā)明的再進(jìn)一步改進(jìn)，從所述的三次燃盡風(fēng)機(jī)出來(lái)的三次風(fēng)為風(fēng)壓4KPa-7KPa的未經(jīng)處理的冷風(fēng)。常規(guī)的煤粉燃燒系統(tǒng)中，一般是鍋爐鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)由空氣預(yù)熱器送來(lái)的加熱后的熱風(fēng)分出一部分作為三次風(fēng)，以利用未燃盡煤粉燃燒產(chǎn)生熱量。本發(fā)明的三次風(fēng)采用高風(fēng)速的冷風(fēng)，相對(duì)密度較大，更容易穿透熱煙氣進(jìn)入爐膛中心供氧助燃，所以可以布置在爐膛溫度較低的位置。而常規(guī)鍋爐三次風(fēng)為了保證燃料燃盡會(huì)較早的與未燃盡燃料進(jìn)行混合，爐膛溫度仍舊較高。本本發(fā)明的三次風(fēng)可控制爐膛溫度保持在一定范圍內(nèi)，既確保燃料充分燃燒，又很好地抑制了 NOx的產(chǎn)生。
[0014]作為本發(fā)明的再進(jìn)一步改進(jìn)，所述的一次輸粉風(fēng)機(jī)的輸入端分別與外界和四次煙氣回流風(fēng)機(jī)的輸出端聯(lián)通。在一次風(fēng)混入一定比例的回流風(fēng)，利用回流風(fēng)中的氧含量低的特點(diǎn)，使煤粉燃燒器出口的燃燒處于缺氧環(huán)境。
[0015]作為本發(fā)明的再進(jìn)一步改進(jìn)，在引風(fēng)機(jī)后面還設(shè)有脫硫塔，可進(jìn)一步提高凈化效果O
[0016]作為本發(fā)明的再進(jìn)一步改進(jìn)，所述的煤粉燃燒器包括二次風(fēng)箱、電動(dòng)調(diào)風(fēng)門(mén)、同軸設(shè)置的一次風(fēng)管、二次內(nèi)風(fēng)管和二次外風(fēng)管，所述的一次風(fēng)管設(shè)置在軸心處，其內(nèi)設(shè)有中心管，所述的中心管內(nèi)設(shè)有輕車(chē)油槍和點(diǎn)火電極，所述輕油槍連接一油栗，所述的點(diǎn)火電極連接點(diǎn)火變壓器，其特征在于所述的二次風(fēng)箱內(nèi)設(shè)有內(nèi)二次風(fēng)室和外二次風(fēng)室;所述的內(nèi)二次風(fēng)室一端與所述的一次風(fēng)管和二次內(nèi)風(fēng)管之間的內(nèi)二次風(fēng)道聯(lián)通，另一端設(shè)有第一回流風(fēng)口和內(nèi)二次風(fēng)口 ；所述的外二次風(fēng)室一端與所述的二次內(nèi)風(fēng)管和二次外風(fēng)管之間的外二次風(fēng)道聯(lián)通，另一端設(shè)有第二回流風(fēng)口和外二次風(fēng)口 ；所述的內(nèi)二次風(fēng)道內(nèi)設(shè)有內(nèi)二次風(fēng)旋流器;所述的外二次風(fēng)道內(nèi)設(shè)有外二次風(fēng)旋流器;所述的電動(dòng)調(diào)風(fēng)門(mén)包括設(shè)置在相應(yīng)風(fēng)口上的第一回流風(fēng)調(diào)風(fēng)門(mén)、第二回流風(fēng)調(diào)風(fēng)門(mén)、內(nèi)二次風(fēng)調(diào)風(fēng)門(mén)和外二次風(fēng)調(diào)風(fēng)門(mén)。
[0017]上述改進(jìn)，可產(chǎn)生以下技術(shù)效果:
[0018]1、將二次風(fēng)箱分隔成內(nèi)外風(fēng)室，形成雙風(fēng)道，實(shí)現(xiàn)分級(jí)送不同濃度的低氧風(fēng)，盡可能降低燃燒區(qū)的氧濃度和火焰的峰值溫度，使得煤粉欠氧燃燒，使燃燒區(qū)環(huán)境處于還原氣氛，火焰根部形成缺氧富燃料區(qū)，可有效減少NOx的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)低NOx排放，滿(mǎn)足環(huán)保要求。
[0019]2、將回流風(fēng)與二次風(fēng)通過(guò)合理的配比分別送入內(nèi)外二次風(fēng)道中，以燃燒器中心為圓心，以同心圓逐級(jí)擴(kuò)大的方式，從而層層調(diào)節(jié)回流風(fēng)及二次風(fēng)的混合比例，已達(dá)到火焰各個(gè)區(qū)域不同的程度的欠氧燃燒，進(jìn)一步降低NOx的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)超低氮要求。
[0020]作為本發(fā)明的再進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的內(nèi)二次風(fēng)旋流器內(nèi)有一組環(huán)形設(shè)置的傾斜角度可調(diào)的葉片，所述的內(nèi)二次風(fēng)管上設(shè)有與所述的內(nèi)二次風(fēng)旋流器相對(duì)配置的斜面，所述的內(nèi)二次風(fēng)旋流器通過(guò)拉桿進(jìn)行旋流調(diào)節(jié)。通過(guò)拉桿調(diào)節(jié)旋流器在內(nèi)二次風(fēng)道中的位置，使葉片與內(nèi)二次風(fēng)管的斜面的不同位置接觸，從而調(diào)節(jié)葉片的傾斜角度，使通過(guò)的氣流產(chǎn)生不同強(qiáng)度的旋流。旋流有利于產(chǎn)生回流區(qū)，卷吸高溫?zé)煔?，有利于煤粉燃料的快速著火，可?shí)現(xiàn)鍋爐的快速啟停。
[0021]作為本發(fā)明的再進(jìn)一步改進(jìn)，所述的外二次風(fēng)旋流器內(nèi)有一組環(huán)形設(shè)置的傾斜角度可調(diào)的葉片，所述的外二次風(fēng)管上設(shè)有與所述的外二次風(fēng)旋流器相對(duì)配置的斜面，所述的外二次風(fēng)旋流器通過(guò)拉桿進(jìn)行旋流調(diào)節(jié)。通過(guò)拉桿調(diào)節(jié)旋流器在外二次風(fēng)道中的位置，使葉片與外二次風(fēng)管的斜面的不同位置接觸，從而調(diào)節(jié)葉片的傾斜角度，使通過(guò)的氣流產(chǎn)生不同強(qiáng)度的旋流。旋流有利于產(chǎn)生回流區(qū)，卷吸高溫?zé)煔?，有利于煤粉燃料的快速著火，可?shí)現(xiàn)鍋爐的快速啟停。
[0022]由于一次風(fēng)和內(nèi)二次風(fēng)均采用旋流，且通過(guò)拉桿進(jìn)行旋流調(diào)節(jié)，可根據(jù)爐膛寬度及長(zhǎng)度合理調(diào)節(jié)火焰的長(zhǎng)度和寬度適應(yīng)爐膛大小，更有效地防止結(jié)焦的發(fā)生。
[0023]作為本發(fā)明的再進(jìn)一步改進(jìn)，所述的一次風(fēng)管的進(jìn)風(fēng)口外的管體設(shè)計(jì)成旋風(fēng)筒結(jié)構(gòu)，使風(fēng)粉充分混合后旋流進(jìn)入爐膛。由于旋風(fēng)筒是由一次風(fēng)管的管體自身形成的，無(wú)需外加部件，使得本發(fā)明結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單緊湊。
[0024]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述的一次風(fēng)管的出口設(shè)有環(huán)形穩(wěn)燃器。所述的環(huán)形穩(wěn)燃器帶有擴(kuò)角，可削除旋轉(zhuǎn)氣體或煤粉氣流因離心力而產(chǎn)生的徑向分布不均，在燃燒器出口造成一次風(fēng)氣流有更大程度的擴(kuò)散和旋轉(zhuǎn)，形成煙氣回流，使燃燒更穩(wěn)定。
【附圖說(shuō)明】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0026]圖1是本發(fā)明微排放煤粉燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2是本發(fā)明煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3是圖2的A向視圖。
[0029]圖4是圖2的B向視圖。
[0030]圖5是圖2的C-C向剖視圖。
[0031]圖6是圖2的D-D向剖視圖。
[0032]圖7是圖2的E-E向剖視圖。
[0033]圖中，1-三次燃盡風(fēng)機(jī)、2-風(fēng)粉混合器、3-—次輸粉風(fēng)機(jī)、4-煤粉燃燒器、5-省煤器、6-二次助燃風(fēng)機(jī)、7-四次煙氣回流風(fēng)機(jī)、8-鍋爐爐膛、9-鍋爐對(duì)流煙道、10-空氣預(yù)熱器、11 -除塵器、12-引風(fēng)機(jī)、13-脫硫塔、14-煤粉搭、15-點(diǎn)火箱、16接線(xiàn)箱。
【具體實(shí)施方式】
[0034]參照?qǐng)D1，本發(fā)明的微排放煤粉燃燒系統(tǒng)，包括三次燃盡風(fēng)機(jī)1、風(fēng)粉混合器2、一次輸粉風(fēng)機(jī)3、煤粉燃燒器4、省煤器5、二次助燃風(fēng)機(jī)6、四次煙氣回流風(fēng)機(jī)7、鍋爐爐膛8、鍋爐對(duì)流煙道9、空氣預(yù)熱器10、除塵器11、引風(fēng)機(jī)12、煤粉搭14和脫硫塔13。所述的煤粉燃燒器4設(shè)置在所述鍋爐爐膛8的底部;所述風(fēng)粉混合器2的兩個(gè)輸出端分別連接到所述的一次輸粉風(fēng)機(jī)3和風(fēng)粉混合器2，所述風(fēng)粉混合器2的輸出端連接到所述煤粉燃燒器4的一次風(fēng)風(fēng)道；所述的二次助燃風(fēng)機(jī)6的輸入端接空氣預(yù)熱器的冷側(cè)通道，輸出端連接到所述煤粉燃燒器4的二次風(fēng)風(fēng)道;所述的四次煙氣回流風(fēng)機(jī)7的輸出端連接到所述引風(fēng)機(jī)12的輸出端，輸出端連接到所述煤粉燃燒器4的二次風(fēng)風(fēng)道。
[0035]所述的爐膛配風(fēng)包括從風(fēng)粉混合器2出來(lái)的一次風(fēng)、從二次助燃風(fēng)機(jī)6出來(lái)的二次風(fēng)、從三次燃盡風(fēng)機(jī)I出來(lái)的三次風(fēng)及從四次煙氣回流風(fēng)機(jī)7出來(lái)的四次風(fēng)組成，配風(fēng)比例為:一次風(fēng)風(fēng)量為3 %?10 %，二次風(fēng)風(fēng)量為60 %?80 %，三次風(fēng)風(fēng)量為10 %?25 %，四次風(fēng)風(fēng)量為10%?25%。各次風(fēng)均由獨(dú)立的風(fēng)機(jī)供風(fēng)。風(fēng)機(jī)采用變頻控制。
[0036]所述的鍋爐對(duì)流煙道9縱向設(shè)置在鍋爐爐膛8的后部;所述的鍋爐本體采用立式角管式結(jié)構(gòu)。所述的鍋爐爐膛8的截面為方形或矩形，爐膛呈瘦高型，爐膛寬度為所述煤粉燃燒器4出