氮氧化物低排放的链条炉排生物质锅炉的制作方法

本实用新型涉及锅炉技术领域，尤其涉及一种氮氧化物低排放的链条炉排生物质锅炉。

背景技术：

链条炉排生物质锅炉是以生物质能源做为燃料，采用链条炉排作为燃烧设备的锅炉，生物质在炉排表面“层状”燃烧，燃料与空气混合不充分，同时生物质燃料沿炉排运动方向表现为“分区”燃烧特性，前、后区域需氧较少，中间旺盛燃烧区需氧较多，传统炉排的分区风室根本不能满足燃料精细分区燃烧，为保证燃料的燃烬，锅膛过量空气系数一般在1.5以上，呈现空气过剩状态。氮元素是生物生长主要元素之一，是生物质燃料的主要组成成分，同时过量的空气带入了大量的氮气，燃料燃烧区域存在大量的氮元素；链条炉排炉膛温度通常保持在950℃高温条件，其不具备850℃以下低温燃烧的条件。

在高温条件下，大量氮元素在富氧条件下快速氧化，迅速生成有害的氮氧化物——NOx，使得烟气中NOx远远超出国家允许排放标准，成为阻碍链条炉排生物质锅炉发展的主要因素。

技术实现要素：

针对上述问题中的至少之一，本实用新型提供了一种氮氧化物低排放的链条炉排生物质锅炉，根据NOx生成机理，从源头采取措施，在炉排风室中各个小风室采用手动翻板阀单独控制，在风室对应炉膛区域装有氧化锆分析仪测量本区域过量空气系数，通过手动翻板阀调节进气量以保证在燃料完全燃烧的情况下本区域保持最小的过量空气系数；其次，从锅炉尾部引来部分低温烟气通过手动翻板阀引入鼓风机，通过鼓风机进入各小风室，在炉内形成烟气再循环，烟气再循环技术降低了火焰区域的最高温度，降低火焰温度以降低NOx的形成。同时烟气再循环降低了氧和氮的浓度，形成一定的还原气氛，同样起到降低NOx的作用。通过本技术，链条炉排生物质锅炉尾部烟气NOx排放大为减少，基本满足锅炉国家排放标准。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种氮氧化物低排放的链条炉排生物质锅炉，包括：炉膛、链条炉排、炉排风室、分风箱、鼓风机、集风箱和氧化锆分析仪；所述链条炉排设置于所述炉膛下方，所述链条炉排为回转式结构，所述炉排风室设置于所述链条炉排的上下炉排之间；所述炉排风室包括若干互不连通的小风室，每个所述小风室均通过第一手动翻板阀与所述分风箱相连，所述分风箱与所述鼓风机的出风口相连通，所述鼓风机的进风口与所述集风箱相连通，所述集风箱上设置有烟气再循环入口和空气吸入口，所述烟气再循环入口和所述空气吸入口上分别设置有第二手动翻板阀和第三手动翻板阀；所述氧化锆分析仪设置于对应每个所述小风室上方的所述炉膛内。

在上述技术方案中，优选地，所述烟气再循环入口与锅炉尾部的低温烟气出口相连通，所述空气吸入口用于抽取空气。

在上述技术方案中，优选地，所述小风室沿所述链条炉排的方向彼此独立分布，所述小风室的风向朝向所述炉膛的方向。

在上述技术方案中，优选地，氮氧化物低排放的链条炉排生物质锅炉还包括显示装置，所述显示装置与所述氧化锆分析仪相连接。

在上述技术方案中，优选地，氮氧化物低排放的链条炉排生物质锅炉还包括氮氧化物检测仪，所述氮氧化物检测仪设置于所述锅炉尾部的出口处，所述氮氧化物检测仪与所述显示装置相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：通过在炉排风室中各个小风室采用手动翻板阀单独控制，在风室对应炉膛区域装有氧化锆分析仪测量本区域过量空气系数，通过手动翻板阀调节进气量以保证在燃料完全燃烧的情况下本区域保持最小的过量空气系数；其次，从锅炉尾部引来部分低温烟气通过手动翻板阀引入鼓风机，通过鼓风机进入炉排各风室，在炉内形成烟气再循环，烟气再循环技术降低了火焰区域的最高温度，降低火焰温度以降低NOx的形成，同时烟气再循环降低了氧和氮的浓度，形成一定的还原气氛，同样起到降低NOx的作用。通过本技术，链条炉排生物质锅炉尾部烟气NOx排放大为减少，满足了锅炉国家排放标准。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例公开的氮氧化物低排放的链条炉排生物质锅炉的结构示意图；

图2为本实用新型又一种实施例公开的氮氧化物低排放的链条炉排生物质锅炉的结构示意图；

图3为本实用新型一种实施例公开的氮氧化物低排放的链条炉排生物质锅炉的控制方法的流程示意图；

图4为本实用新型另一种实施例公开的氮氧化物低排放的链条炉排生物质锅炉的控制方法的流程示意图。

图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：

1.链条炉排，2.小风室，3.第一手动翻板阀，4.分风箱，5.鼓风机，6.集风箱，7.第二手动翻板阀，8.第三手动翻板阀，9.炉膛，10.氧化锆分析仪，11.氮氧化物检测仪。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细描述：

如图1所示，根据本实用新型提供的一种氮氧化物低排放的链条炉排生物质锅炉，包括：炉膛9、链条炉排1、炉排风室、分风箱4、鼓风机5、集风箱6和氧化锆分析仪10；链条炉排1设置于炉膛9下方，链条炉排1为回转式结构，炉排风室设置于链条炉排1的上下炉排之间；炉排风室包括若干互不连通的小风室2，每个小风室2均通过第一手动翻板阀3与分风箱4相连，分风箱4与鼓风机5的出风口相连通，鼓风机5的进风口与集风箱6相连通，集风箱6上设置有烟气再循环入口和空气吸入口，烟气再循环入口和空气吸入口上分别设置有第二手动翻板阀7和第三手动翻板阀8；氧化锆分析仪10设置于对应每个小风室2上方的炉膛9内。

在该实施例中，炉排风室由若干小风室2组成，各个小风室2彼此独立，互不连通，各小风室2入口与第一手动翻板阀3连接，第一手动翻板阀3与分风箱4相连通，对应每个小风室2上方的炉膛9内设有用于检测过量空气系数的氧化锆分析仪10。根据检测到的过量空气系数，通过手动翻板阀调节分风箱4向小风室2的开口大小，从而实现对小风室2向炉膛9的进气速度的控制，使得在保证生物质燃料完全燃烧的情况下，各小风室2对应的炉膛9空间处的过量空气系数最小。

其中，鼓风机5与电源相连，为空气的流动提供动力，鼓风机5优选地为变频鼓风机，根据本实用新型的具体实践情况选择合适的功率，以提供合适的空气流速。

在上述实施例中，优选地，烟气再循环入口与锅炉尾部的低温烟气出口相连通，空气吸入口用于抽取空气。具体地，通过集风箱6上的第二手动翻板阀7调节烟气量及通过第三手动翻板阀8调节空气量，从而改变烟气量和空气量的混合比例，充分混合后通过鼓风机5输入分风箱4，然后通过分风箱4进入小风室2。其中，再循环烟气降低了炉膛9火焰的燃烧温度，间接实现了低温燃烧，同时降低了进入炉膛9内的氧气和氮气含量，在炉膛9内形成还原气氛环境。通过上述措施，一方面了减少了因化学反应生成NOx中氧和氮的含量，另一方面通过低温及还原气氛环境进一步阻碍了NOx生成，从而使生物质燃料在链条炉排1锅炉低氮燃烧成为可能，极大减小了锅炉运行过程中NOx的排放。

在上述实施例中，优选地，小风室2沿链条炉排1的方向彼此独立分布，小风室2的风向朝向炉膛9的方向。独立的小风室2分布于炉排运动方向的不同区域，对不同的小风室2中第一手动翻板阀3的开口进行不同的控制，能够实现对生物质燃料的精细分区燃烧。

在上述实施例中，优选地，氮氧化物低排放的链条炉排生物质锅炉还包括显示装置，显示装置与氧化锆分析仪10相连接。

如图2所示，在上述实施例中，优选地，氮氧化物低排放的链条炉排生物质锅炉还包括氮氧化物检测仪11，氮氧化物检测仪11设置于锅炉尾部的出口处，氮氧化物检测仪11与显示装置相连接。具体地，通过氮氧化物检测仪11对锅炉尾部出口的氮氧化物浓度进行的检测，来对集风箱6上第二手动翻板阀7和第三手动翻板阀8的开口大小进行控制，从而对再循环烟气量和空气量的比例进行调节，降低链条炉排生物质锅炉排放物中氮氧化物的浓度。

具体地，显示装置为机械式显示装置或电子式显示装置，显示装置设置于链条炉排生物质锅炉外侧，具体设置位置和设置方式为本领域技术人员常规手段，在此不再赘述。显示装置用于显示氧化锆分析仪10和/或氮氧化物检测仪11的输出参数，从而使得操作人员实时获取氧化锆分析仪10和氮氧化物检测仪11的检测结果，并以该检测结果为依据对第一手动翻板阀3、第二手动翻板阀7和第三手动翻板阀8进行调节。

如图3所示，具体地，上述氮氧化物低排放的链条炉排生物质锅炉的控制方法，包括：步骤S1，利用氧化锆分析仪10检测每个小风室2对应的炉膛9区域的过量空气系数；步骤S2，利用鼓风机5的吸力，将集风箱6中锅炉尾部排出的低温烟气与大气的混合气体输入分风箱4；步骤S3，判断检测到的各炉膛9区域的过量空气系数是否大于预设的最优过量空气系数，若判定大于，则控制与对应炉膛9区域的小风室2相连的第一手动翻板阀3关小，直至该炉膛9区域的过量空气系数达到最优过量空气系数，若判定小于或等于，则控制第一手动翻板阀3不动作。其中，最优过量空气系数优选为1.3～1.4。

具体地，常规的传统锅炉中，炉膛9的过量空气系数一般在1.5以上，呈现为空气过剩状态。通过氧化锆分析仪10实时检测炉膛9中的过量空气系数，在过量空气系数较大(大于或等于1.5)时，控制对应该炉膛9区域的小风室2的第一手动翻板阀3关小，降低进入小风室2中的氧含量，从而减少过量空气，减少富氧条件下氮氧化物的生成量。通过上述方法，炉膛9中的过量空气系数能够达到1.3～1.4，大大降低了排放物中的氮氧化物浓度。

如图4所示，在上述实施例中，优选地，还包括：步骤S4，利用氮氧化物检测仪11检测锅炉尾部的氮氧化物浓度；步骤S5，判断检测到的氮氧化物浓度是否大于预设的氮氧化物排放浓度，若判定大于，则控制第二手动翻板阀7开大和/或控制第三手动翻板阀8关小，若判定小于或等于，则不动作。利用氮氧化物检测仪11检测锅炉尾部排放物中的氮氧化物浓度，若氮氧化物浓度超出国家允许排放标准，则通过调大第二手动翻板阀7、调小第三手动翻板阀8或者既调大第二手动翻板阀7又调小第三手动翻板阀8，来提高烟气量与空气量的混合比例，烟气降低炉膛9火焰的燃烧温度，间接实现低温燃烧，同时降低氧气和氮气含量，形成还原气氛环境，进一步阻碍氮氧化物的生成。

以上所述为本实用新型的实施方式，通过本实用新型提出的氮氧化物低排放的链条炉排生物质锅炉及其控制方法，通过在炉排风室中各个小风室采用手动翻板阀单独控制，在风室对应炉膛区域装有氧化锆分析仪测量本区域过量空气系数，通过手动翻板阀调节进气量以保证在燃料完全燃烧的情况下本区域保持最小的过量空气系数；其次，从锅炉尾部引来部分低温烟气通过手动翻板阀引入鼓风机，通过鼓风机进入各小风室，在炉内形成烟气再循环，烟气再循环技术降低了火焰区域的最高温度，降低火焰温度以降低NOx的形成。同时烟气再循环降低了氧和氮的浓度，形成一定的还原气氛，同样起到降低NOx的作用。通过本技术，链条炉排生物质锅炉尾部烟气NOx排放大为减少，基本满足锅炉国家排放标准。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。