一种燃气工业锅炉烟气再循环脱硝及空气预热系统的制作方法

本发明涉及燃气工业锅炉低排放及节能领域，尤其是一种燃气工业锅炉烟气再循环脱硝及空气预热系统。

背景技术：

现有小型工业燃气锅炉，一般采用燃烧脱硝或者烟气脱硝，燃烧脱硝须使用低nox燃烧器；而烟气脱硝(sncr或者scr)的方法，须保证其运行温度区间，否则难以保证其脱硝效率。由于燃气工业锅炉吨位较小，一般情况不布置空气预热器。

鉴于小型燃气工业锅炉的特点，其一般采用燃烧脱硝办法，更多依赖燃烧优质燃料天然气，而达到脱硝目的。但是鉴于目前环保要求日趋严格，单纯依靠燃烧脱硝其nox最终排放依然在50mg·m-3以上，而且燃料发生变化时，有的小型燃气锅炉排放达到100mg·m^-3以上，已经远超出京津冀地区要求的30mg·m^-3以下，必须采取燃烧脱硝协同使用烟气脱硝的手段才能达到北京地区的环保要求。

现有烟气再循环技术，通过人工控制烟气再循环管道阀门开度，从而控制烟气再循环量，人工判断存在滞后性同时烟气再循环量控制不准确，烟气量过大容易导致锅炉灭火，烟气量过小脱硝效率不能保证。

此外，因为冷空气进入锅炉，对于燃烧不利，空气温度低导致锅炉热效率下降，严重时会导致灭火，在锅炉启动阶段，预热空气可以有效降低可燃物物质的燃点，对锅炉点火有力。

技术实现要素：

本发明设计了一种燃气工业锅炉烟气再循环脱硝及空气预热系统，其解决的技术问题是：(1)现有小型工业燃气锅炉的排放物脱硝比例难以达标；(2)现有小型工业燃气锅炉未能通过自身有效预热空气温度，起到空气预热器的作用，也无法提高锅炉热效率和降低炉体温度。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种燃气工业锅炉烟气再循环脱硝及空气预热系统，包括燃气接管(2)、燃烧器(4)和锅炉本体(5)，燃气接管(2)输送的燃气通过燃烧器(4)作用下在锅炉本体(5)中进行燃烧，燃烧后的烟气通过锅炉本体(5)的烟气接管(3)进行输出，其特征在于：还包括烟气再循环管路，其将燃烧后的烟气送至燃烧器(4)中再次与空气混合燃烧，从而抑制nox生成。

进一步，烟气再循环管路包括第一回流烟气管道(12)和第二回流烟气管道(13)，第一回流烟气管道(12)一端与第二回流烟气管道(13)一端之间设有智能烟气回流闸板(1)，第二回流烟气管道(13)另一端与燃烧器(4)连接，第一回流烟气管道(12)另一端接收烟气接管(3)输出的烟气。

进一步，还包括鼓风机(6)，所述鼓风机(6)设置在第一回流烟气管道(12)或第二回流烟气管道(13)上。

进一步，所述烟气接管(3)输出端通过省煤器(7)与烟囱(8)连接，第一回流烟气管道(12)另一端连接在所述烟气接管(3)、省煤器(7)或烟囱(8)上。

进一步，还包括空气预热管路，其利用炉体夹层(9)对燃烧的空气进行预加热，提高锅炉进风温度，从而提高锅炉热效率。

进一步，空气预热管路包括锅炉本体(5)的进气栅格(10)、炉体夹层(9)、第一预热空气管道(14)、智能热空气流量闸板(11)以及第二预热空气管道(15)，炉外空气依次通过进气栅格(10)、炉体夹层(9)、第一预热空气管道(14)、智能热空气流量闸板(11)以及第二预热空气管道(15)最终进入到燃烧器(4)中。

进一步，第二预热空气管道(15)与烟气再循环管路共用一鼓风机(6)或者单独使用一鼓风机与燃烧器连接。

进一步，所述智能热空气流量闸板(11)与智能烟气回流闸板(1)存在以下逻辑控制关系：

控制逻辑中，智能热空气流量闸板(11)全开(100％)关联全开智能烟气回流闸板(1)全开(100％)；

智能热空气流量闸板(11)开启50％，关联开启智能烟气回流闸板(1)50％；

智能热空气流量闸板(11)开启25％，关联开启智能烟气回流闸板(1)30％。

一种智能热空气流量闸板与智能烟气回流闸板之间控制逻辑方法，包括以下步骤：

控制逻辑中，智能热空气流量闸板(11)100％全开关联全开智能烟气回流闸板(1)100％全开；

智能热空气流量闸板(11)开启50％，关联开启智能烟气回流闸板(1)50％；

智能热空气流量闸板(11)开启25％，关联开启智能烟气回流闸板(1)30％。

该燃气工业锅炉烟气再循环脱硝及空气预热系统具有以下有益效果：

(1)本发明使用烟气再循环管路，不仅仅将回收烟气重新参与燃烧降低燃烧区域温度，从而抑制nox生成，并且回收烟气代替部分空气，参与燃烧供o2量减少，也起到抑制nox生成。

(2)本发明空气预热管路能有效预热空气温度，起到空气预热器的作用，提高锅炉热效率，降低炉体温度。

(3)本发明通过烟气再循环管路脱硝，降低热效率同时会导致锅炉热效率有所下降，而炉体预热空气系统能提高锅炉热效率，两者互为补充，在不影响锅炉热效率的前提下，脱硝达到环保要求。

(4)本发明只在烟囱出口增加烟气再循环管道，烟气再循环管道的出口设在鼓风机的进风道处，结构简单改动工作量小，通过智能烟气再循环阀门即可精准控制烟气再循环量，从而达到脱硝目的。

(5)本发明空气预热腔设在炉体水冷壁与锅炉外壳夹层之间，空气进口设在炉体上，改造工作量比较小，不需要额外投资，即可达到预热空气提高锅炉热效率的目的。

附图说明

图1：本发明燃气工业锅炉烟气再循环脱硝及空气预热系统的结构示意图；

图2：图1中智能热空气流量闸板与智能烟气回流闸板之间控制逻辑示意图。

附图标记说明：

1-智能烟气回流闸板；2-燃气接管；3-烟气接管；4-燃烧器；5-锅炉本体；6-鼓风机；7-省煤器；8-烟囱；9-炉体夹层；10-进气栅格；11-智能热空气流量闸板；12-第一回流烟气管道；13-第二回流烟气管道；14-第一预热空气管道；15-第二预热空气管道。

具体实施方式

下面结合图1和图2，对本发明做进一步说明：

如图1所示，一种燃气工业锅炉烟气再循环脱硝及空气预热系统，包括燃气接管2、燃烧器4和锅炉本体5，燃气接管2输送的燃气通过燃烧器4作用下在锅炉本体5中进行燃烧，燃烧后的烟气通过锅炉本体5的烟气接管3进行输出，其特征在于：还包括烟气再循环管路，其将燃烧后的烟气送至燃烧器4中再次与空气混合燃烧，从而抑制nox生成。

烟气再循环管路包括第一回流烟气管道12和第二回流烟气管道13，第一回流烟气管道12一端与第二回流烟气管道13一端之间设有智能烟气回流闸板1，第二回流烟气管道13另一端与燃烧器4连接，第一回流烟气管道12另一端接收烟气接管3输出的烟气。

还包括鼓风机6，鼓风机6设置在第一回流烟气管道12或第二回流烟气管道13上。

烟气接管3输出端通过省煤器7与烟囱8连接，第一回流烟气管道12另一端连接在烟气接管3、省煤器7或烟囱8上。

还包括空气预热管路，其利用炉体夹层9对燃烧的空气进行预加热，提高锅炉进风温度，从而提高锅炉热效率。

空气预热管路包括锅炉本体5的进气栅格10、炉体夹层9、第一预热空气管道14、智能热空气流量闸板11以及第二预热空气管道15，炉外空气依次通过进气栅格10、炉体夹层9、第一预热空气管道14、智能热空气流量闸板11以及第二预热空气管道15最终进入到燃烧器4中。

第二预热空气管道15与烟气再循环管路共用一鼓风机6或者单独使用一鼓风机与燃烧器连接。

如图2所示，智能热空气流量闸板11与智能烟气回流闸板1存在以下逻辑控制关系：

控制逻辑中，智能热空气流量闸板11全开100％关联全开智能烟气回流闸板1全开100％；

智能热空气流量闸板11开启50％，关联开启智能烟气回流闸板150％；

智能热空气流量闸板11开启25％，关联开启智能烟气回流闸板130％。

建立上述比例关系目的在于：因为锅炉正常燃烧，需要相应o2供应，烟气回流过程中由于烟气代替部分空气作为助燃剂(主要为正常燃烧提供o2)，供o2量相应减小，因而如果回流烟气量太大会引起锅炉燃烧供o2不足，从而引起锅炉燃烧不稳定严重时会导致灭火。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。