一种分级送风层燃锅炉结构的制作方法

本发明涉及锅炉设备
技术领域：
，特别是涉及一种分级送风层燃锅炉结构。
背景技术：
：我国是一个以煤为主要能源的发展中国家，煤炭资源占我国能源生产和消费总量的75%左右。煤在燃烧过程中，会产生大量的污染物，其中氮氧化物（nox）对环境危害极大，氮氧化物除了形成酸雨破坏生态环境，还能形成光化学烟雾危害人类健康。煤炭高温燃烧是nox的主要来源之一，而我国锅炉主要以燃煤为主，因此降低燃煤锅炉nox的排放具有重要的意义。目前，国内外已研制出多种技术和装置应用于锅炉的脱硫、脱硝。其中，脱硝技术包括低氮燃烧技术，烟气脱硝(sncr)技术等。因为反应温度控制不到位，反应时间短的问题，烟气中的氮气与碳颗粒的反应量很少，氮氧化物的自分离也来不及进行，致使在锅炉尾部排出的烟气中氮氧化物的含量较高。对于锅炉脱硫的各种方法也均存在不足之处。传统的层燃锅炉在采用层燃方式时一般根据温燃、主燃、燃烬这样划分，在对应的不同风室送入燃烧所需要的相对应空气量，以实现稳定燃烧，该传统的燃烧送风技术会导致燃烬行程长，且燃料堆放在炉排上存在燃烧不充分而影响燃烧效率的问题。技术实现要素：（一）要解决的技术问题本发明的目的是提供一种分级送风层燃锅炉结构，用于解决或部分解决传统的层燃锅炉在对应的不同风室送入燃烧所需要的相对应空气量，会导致燃烬行程长，且燃料堆放在炉排上存在燃烧不充分而影响燃烧效率的问题。（二）技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供一种分级送风层燃锅炉结构，包括竖直安装的主炉膛以及尾部烟道，所述主炉膛的底部并排设有多个相互独立的风室，所述尾部烟道上的空气预热器与所述主炉膛底部靠近前方的若干个风室相连，用于通过所述风室集中向所述主炉膛内部送入一次风。在上述方案的基础上，还包括烟气再循环管道；所述烟气再循环管道连通所述主炉膛底部靠近后方的至少一个风室与所述尾部烟道的末端、用于从所述尾部烟道末端向所述主炉膛底部的后方引入再循环烟气。在上述方案的基础上，与空气预热器相连的若干个风室与主炉膛内部的主燃区的位置相对应；与所述烟气再循环管道相连的至少一个风室与主炉膛内部的燃烬区的位置相对应。在上述方案的基础上，所述主炉膛的顶部侧壁上朝下设有二次风进口，所述二次风进口与外界冷空气相连、用于向主炉膛内部送入二次风。在上述方案的基础上，所述主炉膛的后部依次并排设有副炉膛和对流通道，所述主炉膛的顶端与所述副炉膛的顶端相连通，所述副炉膛的底端与所述对流通道的底端相连通，所述对流通道的顶端与尾部烟道相连通。在上述方案的基础上，所述主炉膛的底部设有炉排，所述主炉膛的底部覆盖所述炉排，所述主炉膛中部和顶部的截面面积小于底部的截面面积，所述副炉膛呈弯折状，且所述副炉膛的底端与所述对流通道的底端之间设有转接部。在上述方案的基础上，所述对流通道内部设有炉内除尘装置和对流受热面。在上述方案的基础上，一次风在总送风量中的占比为75%-85%；二次风在总送风量中的占比为15%-25%。在上述方案的基础上，所述烟气再循环管道与空气预热器后方的尾部烟道相连，所述再循环烟气的温度小于等于150℃；再循环烟气在总烟气中的占比为15%-25%。（三）有益效果本发明提供的一种分级送风层燃锅炉结构，将一次风集中送入主燃区可减少送风区间，增加主燃区局部送风量，使炉排上的燃料例如煤层从传统的移动状态改变为低悬浮微流化状态，进而在传统层燃的基础上增加了部分悬浮燃烧方式，提高了燃烧速度，降低了床层深度，减短燃烬行程，提高燃烧效率。附图说明图1为本发明实施例的分级送风层燃锅炉结构的示意图；图2为本发明实施例的分级送风链条锅炉结构的示意图；图3为本发明实施例的分级送风层燃锅炉结构的整体示意图；图4为本发明实施例的分级送风链条锅炉结构的整体示意图。附图标记说明：1—锅筒；2—主炉膛；3—炉排；4—副炉膛；5—二次风进口；6—尾部烟道；7—一次风；8—再循环烟气；9—第二喷嘴；10—对流通道；11—转接部；12—第一喷嘴；13—炉内除尘装置；14—对流受热面；15—省煤器；16—空气预热器；17—脱硫装置。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本发明实施例提供一种层燃微流化锅炉结构，参考图1，该锅炉结构包括竖直安装的主炉膛2以及尾部烟道6，所述主炉膛2的底部并排设有多个相互独立的风室，所述尾部烟道6上的空气预热器16与所述主炉膛2底部靠近前方的若干个风室相连，用于通过所述风室集中向所述主炉膛2内部送入一次风7。本实施例提供的一种层燃微流化锅炉结构，将一次风送风口集中设置在主炉膛2底部位于前方的风室中。通过位于前方的若干个风室将经过空气预热器16预热的热空气集中送入主炉膛2。位于前方的若干个风室对应的是主燃区的部位。即将一次风7集中全部送至主燃区，而在温燃区可不再送入一次风7。将一次风7集中送入主燃区可减少送风区间，增加主燃区局部送风量，使炉排3上的燃料例如煤层从传统的移动状态改变为低悬浮微流化状态，进而在传统层燃的基础上增加了部分悬浮燃烧方式，提高了燃烧速度，降低了床层深度，减短燃烬行程，提高燃烧效率。进一步地，向主炉膛2内部送入一次风7的靠近前方的风室数量可根据锅炉的大小具体设定，以一次风7的送入部位与主燃区相对应且尽量减少风室数量为目的，以在满足主燃区燃烧需求的基础上尽量增大局部送风量，以更好的形成煤层低悬浮微流化状态。进一步地，所述主炉膛2的侧壁上设有第一喷嘴12，所述第一喷嘴12用于向所述主炉膛2内部喷入氧化钙粉末或碳酸钙粉末。通过向炉膛适当区域喷入氧化钙粉末或碳酸钙粉末，可与烟气中的酸性物质发生反应，通过酸碱中和与氧化还原，可实现炉内脱硫。在上述实施例的基础上，进一步地，一种层燃微流化锅炉结构还包括烟气再循环管道；所述烟气再循环管道连通所述主炉膛2底部靠近后方的至少一个风室与所述尾部烟道6的末端、用于从所述尾部烟道6末端向所述主炉膛2底部的后方引入再循环烟气8。尾部烟道6的始端与炉膛出口相连。尾部烟道6的末端即烟气后流过的部位，越靠近尾部烟道6的末端，烟气的温度越低。本实施例提供的一种层燃微流化锅炉结构，向炉内喷入氧化钙粉末可实现炉内脱硫。在尾部烟道6的末端取部分再循环烟气8送入主炉膛2中，可降低主炉膛2内燃烧区的燃烧温度，减少热力型氮氧化物的生成；满足硫氧化物和氮氧化物的环保排放要求，降低了环保设备投入及环保设备运行费用，有较好的经济效益和社会效益；且将烟气再次通入主炉膛2中，还有利于燃料的充分完全燃烧以及进一步提高热量利用率，提高热效率。尾部烟道6的末端设有取烟口，取烟口与烟气再循环管道相连，烟气再循环管道与位于炉排3靠近尾部一侧的风室相连，将尾部烟道6的烟气引入主炉膛2的后方。取烟口可设置在尾部烟道6末端的侧壁上，用于引出烟气。烟气再循环管道用于将从取烟口取出的烟气导入至炉排3的靠近尾部一侧。使得烟气可与炉排3尾部处的灰渣接触，从而可降低灰渣温度，减少灰渣热损失，提高锅炉效率。烟气再循环管道可与靠近炉排3尾部即后方的1-2个风室相连，具体连接的风室的数量根据锅炉的大小设定，以尽量使得引入的再循环烟气8与灰渣位置对应为目的。进一步地，烟气再循环管道上可设置风机，以提供再循环烟气8的输送动力。在上述实施例的基础上，进一步地，与空气预热器16相连的若干个风室与主炉膛2内部的主燃区的位置相对应；与所述烟气再循环管道相连的至少一个风室与主炉膛2内部的燃烬区的位置相对应。在上述实施例的基础上，进一步地，所述主炉膛2的顶部侧壁上朝下设有二次风进口5，所述二次风进口5与外界冷空气相连、用于向主炉膛2内部送入二次风。二次风进口5用于引入外界冷空气作为二次风。二次风朝下吹入主炉膛2，二次风送入的方向与烟气流动方向相反，可以将烟气中夹带的未燃尽的碳颗粒吹回至炉膛，增加其燃烧时间，利于燃尽。设置二次风分级配风，可减弱局部的剧烈燃烧产生高温，减少nox生成量。分级配风，可减弱局部氧浓度，降低nox生成。在上述实施例的基础上，进一步地，所述第一喷嘴12与外界热空气相连或通过烟气管道与尾部烟道6相连，所述烟气管道上串联设有气力输送装置和除水装置。即氧化钙粉末或碳酸钙粉末可通过热空气喷射输送，也可在尾部烟道6中抽取尾部烟气，利用尾部烟气喷射输送。在采用尾部烟气喷射输送氧化钙粉末或碳酸钙粉末时，第一喷嘴12与外部的烟气管道的一端相连，烟气管道的另一端与尾部烟道6相连，烟气管道上串联设有气力输送装置和除水装置。采用尾部烟气喷射氧化钙粉末或碳酸钙粉末进入炉膛，尾部烟气具有一定温度，既可避免因温度过低而对炉膛内部的燃烧产生影响，又可适当的降低炉膛温度，可减少氮氧化物的生成；同时将尾部烟气引入炉膛中可对其进行再次燃烧，以提高燃烧效率，使得燃料充分完全燃烧。因为氧化钙粉末具有吸湿性，与水反应生成碱，有腐蚀性并伴有大量热生成，具体反应式为：cao＋h2o→ca(oh)2。因此，设置除水装置，将引入的尾部烟气在与氧化钙粉末混合之前经过除水装置，以避免尾部烟气携带有水而影响氧化钙粉末的酸碱中和与氧化还原反应。进一步地，气力输送装置可为气泵，用于提供烟气的输送动力。进一步地，第一喷嘴12喷入碳酸钙粉末时，碳酸钙粉末的喷入点位于主炉膛2温度在900-950℃之间的部位。第一喷嘴12喷入氧化钙粉末时，氧化钙粉末的喷入点位于主炉膛2温度在750-850℃之间的部位。以喷入氧化钙粉末为例，该温度范围内较适宜进行酸碱中和与氧化还原反应，具体反应式为：cao+so2+1/2o2→caso4；cao＋so3→caso4；进一步地，氧化钙粉末或碳酸钙粉末可研磨至200目喷入炉膛内，有利于提高反应效率。氧化钙粉末或碳酸钙粉末可放置在存储箱内部，存储箱与第一喷嘴12相连，每次将一定量的氧化钙粉末输送至第一喷嘴12处，经气流喷射进入炉膛。在上述实施例的基础上，进一步地，所述主炉膛2的上方侧壁上设有第二喷嘴9，所述第二喷嘴9用于向所述炉膛内部喷入氨水或尿素；所述第一喷嘴12位于所述第二喷嘴9的下方。通过向炉膛适当区域喷入氨水或尿素，可实现炉内sncr脱硝，可一定程度上降低环保投入，减小锅炉占地，提高经济性。进一步地，因为氧化钙粉末具有吸湿性，与水反应生成碱，有腐蚀性，并伴有大量热生成，因此，可先喷射氧化钙粉末进行脱硫，然后再喷射氨水或尿素进行脱硝，保证脱硫脱硝的顺利进行。因此，可将第一喷嘴12设在第二喷嘴9下方部位。进一步地，第二喷嘴9可设于主炉膛2温度为850-950℃的区域。该区域温度合适，较有利于进行脱硝反应。第二喷嘴9可朝向主炉膛2的中心部位设置，使得烟气与氨水或尿素充分混合反应。第一喷嘴12和第二喷嘴9之间具有一定间隔，使得氧化钙粉末和氨水或尿素在不同区域与烟气反应，可避免二者相互影响而降低脱硫脱硝效率；且烟气先经过氧化钙粉末再经过氨水或尿素，可避免氧化钙粉末吸湿失活以及产生腐蚀。在上述实施例的基础上，进一步地，所述主炉膛2的后部依次并排设有副炉膛4和对流通道10，所述主炉膛2的顶端与所述副炉膛4的顶端相连通，所述副炉膛4的底端与所述对流通道10的底端相连通，所述对流通道10的顶端与尾部烟道6相连通。主炉膛2的后部即沿烟气流动方向的后侧，即烟气后流到的部位。副炉膛4和对流通道10同样竖直布置，与主炉膛2依次并排相接。该层燃锅炉在主炉膛2的后侧增设副炉膛4和对流通道10。主炉膛2内部燃料燃烧产生的烟气通过顶部出口流入副炉膛4，然后从副炉膛4顶部流至底部进入对流通道10中，然后流入尾部烟道6中。该层燃锅炉结构在主炉膛2的后方依次并排设置副炉膛4和对流通道10，并使主炉膛2顶部与副炉膛4连通，副炉膛4底部与对流通道10连通，从而主炉膛2、副炉膛4和对流通道10形成s型三回程烟气通道，能够有效的提高烟气的流动距离，增加燃料即煤粉在炉内的燃烧时间，提高燃烧效率；减少烟气中未充分燃烧的产物，有利于减少硫氧化物的排放，减少环保投入，提高经济性。进一步地，主炉膛2和副炉膛4的四周侧壁上附着有膜式水冷壁；对流通道10的侧壁上同样设有膜式水冷壁，对流通道10内设有对流受热面14，以提高热量的使用效率。膜式水冷壁与下降管相连通，下降管与锅筒1相连。在上述实施例的基础上，进一步地，所述主炉膛2的底部设有炉排3，所述主炉膛2的底部覆盖所述炉排3，所述主炉膛2中部和顶部的截面面积小于底部的截面面积，所述副炉膛4呈弯折状，且所述副炉膛4的底端与所述对流通道10的底端之间设有转接部11。即炉排3全部位于主炉膛2内，炉排3相比原有单炉膛的设置结构不变，将主炉膛2中部和顶部截面变小以便于减小主炉膛2占用宽度，便于并排设置副炉膛4和对流通道10。副炉膛4和对流通道10与主炉膛2的顶部和中部并排设置，副炉膛4的底部可弯折使出口朝向炉排3的上方一侧；对流通道10同样可在顶部和中部与副炉膛4并排，底部可弯折使出口朝向一侧；对流通道10底部的出口可位于副炉膛4底部出口的上方。为便于副炉膛4的底部和对流通道10的底部连通，可设置转接部11分别与二者连通，烟气在转接部11处进行转向，流入对流通道10中。该种设置结构可减少对现有锅炉炉排3的结构变化，可在现有炉排3设置的基础上，增设副炉膛4和对流通道10，可在原有燃料燃烧量的基础上，提高燃烧效率，减少污染物排放。进一步地，主炉膛2的底部和中部可呈弯折状。在上述实施例的基础上，进一步地，参考图3，对流通道10的内部设有炉内除尘装置13和对流受热面14；尾部烟道6上沿烟气流动方向依次设有scr脱硝模块、省煤器15和空气预热器16。空气预热器16处的烟气出口通过引风机与脱硫装置17相连。提高热量使用效率。在上述实施例的基础上，进一步地，一种基于上述任一实施例所述层燃微流化锅炉结构的层燃微流化燃烧方法，包括：通过主炉膛2底部靠近前侧的风室集中向主炉膛2内部送入一次风7，使得炉排3前侧的燃料呈悬浮态燃烧。该层燃微流化燃烧方法提出在主燃区集中送入燃烧所需的全部一次风7量，可使细小煤粒全部呈悬浮态燃烧，中度煤粒在气流不断松动下燃烬，将煤层内的热量及时释放到炉膛内，可防止煤层高温结焦和二氧化碳积聚影响燃烧速度，使得全部煤炭在高气流速度下快速燃烬。在温燃区可以不送风或送入少量的风，利用炉膛温度使煤炭中的挥发份析出燃烧。在上述实施例的基础上，进一步地，一种层燃微流化燃烧方法还包括：从尾部烟道6的末端抽取再循环烟气8，将再循环烟气8送入主炉膛2底部的后方；通过二次风进口5向主炉膛2内部补入二次风。该层燃微流化燃烧方法抽取部分烟气送入燃烬区风室，可对灰渣进行物理降温，同时对灰渣进行补氧助燃，升温后的烟气在进入炉膛尾部后向前快速流动，可对主燃区进行降温，有利于控制炉膛温度保持在900℃以下，可抑制氮氧化物的生成。且燃烧过程中消耗烟气中的氧气，可以有效降低排放烟气汇总的含氧量，达到提高锅炉效率、降低氮氧化物的目的。进一步地，低悬浮燃烧过程中，细小煤粒和一部分挥发份气体的燃烧行程会延长，上述实施例所提供的双炉膛锅炉结构可增加燃烬的空间和时间，与该低悬浮燃烧过程相适应。在上述实施例的基础上，进一步地，一次风7在总送风量中的占比为75%-85%；所述二次风在总送风量中的占比为15-25%；再循环烟气8的温度小于等于150℃；再循环烟气8在总烟气中的占比为15%-25%。再循环烟气8通入主炉膛22的流速为25-35m/s。总送风量即预设的较适宜的全部送风量。具体的，在尾部烟道6位于空气预热器16之后设置取烟口，此处烟气温度应低于150℃，取此部分烟气送入炉排3后部的风室，保证对炉渣的冷却。再循环烟气8的循环量约取总烟气量的20%左右。实际运行当中，可利用变频风机来调整再循环烟气8量，以取得最好的效果。上述实施例的基础上，进一步地，一种层燃微流化燃烧方法还包括：向主炉膛2的内部喷入氧化钙粉末或碳酸钙粉末；氧化钙粉末或碳酸钙粉末采用锅炉的尾部烟气喷射进入主炉膛2。通过向炉膛内喷入氧化钙粉末或碳酸钙粉末，可通过酸碱中和与氧化还原反应，实现炉内脱硫，操作简便且环保投入较小，具有较优的经济性。氧化钙粉末采用尾部烟气喷射进入炉膛，既便于氧化钙粉末在炉内充分混合反应，还可降低炉膛温度，减少氮氧化物的生成。在上述实施例的基础上，进一步地，向主炉膛2的内部喷入氧化钙粉末具体为：向主炉膛2烟温为750-850℃的区域喷入氧化钙粉末；该区域温度合适，较有利于氧化钙粉末的混合反应，且该温度处烟气中硫氧化物较多，有利于提高脱硫效果。进一步地，氧化钙粉末可研磨至200目喷射进入炉膛，可提高混合反应效率。氧化钙粉末采用锅炉的尾部烟气喷射进入主炉膛2具体为：从尾部烟道6处、省煤器15的前侧或后侧抽取喷射烟气，喷射烟气与氧化钙粉末混合后一同喷入主炉膛2；对所述喷射烟气在与氧化钙粉末混合之前进行除水处理。在上述实施例的基础上，进一步地，喷射烟气取自尾部烟道6中温度在200-300℃之间的烟气；喷射烟气的流量根据氧化钙粉末的重量以及用于喷射烟气的气力输送装置的型式确定；氧化钙粉末的重量根据锅炉脱硫需要确定。cao粉末采用尾部烟气喷射入主炉膛2，便于在炉膛内充分混合反应。烟气取于尾部烟道6处，可位于省煤器15前或后，根据热力计算的温度选取，温度在200-300℃之间。烟气量根据脱硫所需的cao粉末重量和所选用的气力输送装置的型式选取。烟气喷射入主炉膛2后，可降低炉膛温度，减少氮氧化物生成。需注意cao粉末具有吸湿性，与水反应生成碱，有腐蚀性，并伴有大量热生成。所以需在尾部烟气与cao粉末混合前设有除水装置。在上述实施例的基础上，进一步地，氧化钙粉末还可采用压缩空气喷射进入主炉膛2。喷射氧化钙粉末的压缩空气的流量根据氧化钙粉末的重量以及用于喷射压缩空气的气力输送装置的型式确定；氧化钙粉末的重量根据锅炉脱硫需要确定。氨水或尿素采用泵输送及压缩空气雾化形式喷入主炉膛2。同样的，喷射氨水或尿素的压缩空气的流量根据氨水或尿素的重量以及气力输送装置的型式确定；氨水或尿素的重量根据锅炉脱硝需要确定。在上述实施例的基础上，进一步地，向主炉膛2的内部喷入氧化钙粉末与喷入氨水或尿素的间隔时间大于等于预设时间；氧化钙粉末的喷射区域与氨水或尿素的喷射区域之间的距离大于等于预设距离。以避免氧化钙粉末接触氨水，与水反应生成碱，对喷嘴造成腐蚀且影响脱硫脱硝的正常进行。上述各实施例提供的一种层燃微流化锅炉结构及层燃微流化燃烧方法，在炉内进行脱硫脱硝，减小锅炉尾部污染物处理强度。该锅炉结构设置副炉膛4和对流通道10形成三回程烟气流程且简化了锅炉系统的结构；满足环保排放要求的同时，降低了脱硫设备投入及脱硫设备运行费用；有较好的经济效益与社会效益。该层燃微流化锅炉结构及燃烧方法在传统层燃技术基础上，减少一次风7送入区间，采用在主燃区集中送入一次风7，同时在锅炉尾部取部分烟气送入炉排3后部，对炉膛进行控温，抑制热力型氮氧化物的生成，可实现低悬浮低氮燃烧。解决了层燃锅炉热效率低，氮氧化物排放高的问题，可减小层燃锅炉污染物（氮氧化物）处理强度；降低灰渣温度，减少灰渣热损失，提高了锅炉效率；降低炉膛内火焰的燃烧温度，减少氮氧化物的生成；满足氮氧化物的环保排放要求，降低了环保设备投入及环保设备运行费用，有较好的经济效益与社会效益。在上述实施例的基础上，进一步地，参考图2和图4，上述各实施例所述的锅炉结构以及燃烧方法同样适用于链条锅炉，对于链条锅炉的具体结构设置以及操作方法与上述层燃锅炉类似，不再赘述。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3