一种链条锅炉优化燃烧方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种优化调整锅炉燃烧的方法，尤其涉及一种优化链条锅炉燃烧的方 法。
【背景技术】
[0002] 锅炉燃烧中产生的氮氧化物是危害大且较难处理的大气污染物，随着对燃煤产生 的NOx (氮氧化物）的排放要求更加严格，减少锅炉烟气中NOx的排放（脱硝）是工业锅炉 烟气治理重要且艰巨的任务。
[0003] 链条炉燃煤在燃烧过程中产生的NOx主要是NO (-氧化氮）和NO 2 (二氧化氮）， 还有少量的N2O ( -氧化二氮）。根据NOx的生成机理，可将其分为燃料型NO x、热力型NOjP 快速型NOx。
[0004] 燃料型 NOx:
[0005] 煤中的氮一般以氮原子的状态与各种碳氢化合物结合成氮的环状或链状化合物， 在燃烧时氮有机化合物很容易分解出来，与空气中的氧原子反应生成NO, NO在大气中会迅 速氧化成毒性更大的NO2。这种燃料中的氮化合物经热分解和氧化而生成的NOx称为燃料型 NOx。煤燃烧时约75~90%的勵)(是燃料型NOx，因此，燃料型NO x是燃煤电厂锅炉产生NOx 的主要途径。
[0006] 热力型 NOx:
[0007] 热力型NOx指燃烧时，空气中的N2(氮）与O2(氧）在高温条件下反应生成的N0 X。 温度对热力型生成具有决定性作用。随着温度的升高，热力型NO以勺生成速度按指 数规律迅速增长。如煤粉炉，在燃烧温度低于1350°C时，炉膛内的NOJl乎100%是燃料型 NOx，但当其燃烧温度超过1532°C (1800K)时，锅炉燃烧过程中产生的热力型NO5J^lj上升， 当温度超过1600°C时，热力型勵 )(可占炉内NOx总量的25%以上。
[0008] ;决速型 NOx:
[0009] 快速型NOx主要是指燃料中的碳氢化合物在燃料浓度较高区域燃烧时所产生的 烃与燃烧空气中的N 2分子发生反应，形成的CN和HCN，继续氧化而生成的NO x。因此，快速 型NOx主要产生于碳氢化合物含量较高、氧浓度较低的富燃料区，多发生在内燃机的燃烧过 程。而在燃煤锅炉中，其生成量很小，小于5 %，一般不做考虑。
[0010] 对于如链条锅炉一类的燃煤锅炉，一般其燃烧温度都小于1500°C，其燃烧中产生 的NOx主要以燃料型为主，约占总量的90%以上。
[0011] 基于以上机理，目前链条锅炉采用的低NOxM烧技术主要有：低氧燃烧技术、分级 燃烧技术、烟气再循环等。以上方法的基本原理主要是通过创造炉内整体或局部低氧环境、 降低燃烧温度，使燃料在还原气氛中燃烧从而抑制NOx的生成。然而低氧燃烧在实际运行 时会使飞灰可燃物增加，燃烧效率降低，造成炉膛结焦等副作用；传统的分级燃烧会因燃烧 不充分等问题使飞灰含碳量增加，降低锅炉效率；烟气再循环技术中若掺混的烟气量过高 会增加机械未完全燃烧损失，降低燃烧稳定性和锅炉效率，大型锅炉的烟气再循环率通常 控制在10%~20%，对于小型链条锅炉烟气再循环率更低，因此，单采用烟气再循环技术 抑制NOx生成获得的脱硝效率很低。
【发明内容】
[0012] 本发明的目的是提供一种链条锅炉优化燃烧方法，该方法能在保证锅炉效率不降 低的情况下，实现更高的脱硝效率。
[0013] 根据上述发明目的，本发明提出了一种链条锅炉优化燃烧方法，其包括步骤：
[0014] 从锅炉燃烧空气中抽取体积分数为15% -25%的风量直接送入链条锅炉的炉排 上部的空间，剩余的锅炉燃烧空气仍送入链条锅炉炉排下部的配风室中；
[0015] 抽取锅炉燃烧后的烟气，对烟气进行降温和升压后，送入所述配风室内与送入配 风室的所述锅炉燃烧空气混合，以供给链条锅炉进行燃烧。
[0016] 在本技术方案中，将锅炉燃烧空气中抽取体积分数限定为15% -25%，是因为：受 到锅炉负荷大小限制，抽取的风量如果过大，会影响锅炉燃烧效果；抽取的风量如果过小， 则通过烟气再循环减少锅炉燃烧区氧量的效果会不明显。
[0017] 本发明所述的链条锅炉优化燃烧方法，可用于保证链条锅炉效率不降低的情况 下，提高其脱硝效率。该方法通过抽取部分锅炉燃烧空气风量布置于链条锅炉的炉排上部 空间，使主燃烧区域由于低氧形成的CO及其他的可燃气体得到有效燃烬；而主燃烧区域由 于被抽取了部分锅炉燃烧空气，使得该区域整体上形成低氧环境，而在床层空间上（即炉 排上部燃烧区域）局部区域则形成还原性气氛空间，控制了燃烧初期锅炉NO x的生成及还 原部分已生成的NOx。上述手段实现了分级燃烧，使得燃烧更均匀，减少了炉膛燃烧横截面 上的温度偏差，使得炉膛横截面上燃烧产物的分布更加均匀，有效降低NO x生成量，保证锅 炉燃烧效率不发生变化。此外，该方法中，锅炉燃烧后的烟气被循环利用，即抽取锅炉燃烧 后产生的烟气中的一部分进行再循环燃烧，这样可以降低主燃烧区域的燃烧温度和氧气浓 度，从而抑制燃料型NOjP热力型NO x的生成，进一步降低NOx生成量，还可以冷却链条炉排， 减少燃烧后期冷却风的送入量。
[0018] 本发明所述的链条锅炉优化燃烧方法中，直接送入链条锅炉的炉排上部空间的锅 炉燃烧空气可以是ROFA风（Rotating Opposed Fire Air旋转对冲燃烧风），ROFA风以足 够的动能从锅炉两侧喷入，达到燃烧的切圆中心，由于风速高，到达火焰中心行程短，燃料 与ROFA风的混合、接触和反应时间更多，火焰高度拉长，增加了未燃烬物在炉膛内的停留 时间，从而使得ROFA风喷入炉膛时与燃料迅速混合，有效提高燃烬程度。ROFA风使炉内的 混合和湍流得到了极大的提高，其产生强烈的旋转扰动涡流，打破了炉内的大片层状流动， 使炉内的温度场和物料场分布更为均匀，从而改善炉内的烟气温度分布，物料分布，热量吸 收，CO的氧化和炉膛上部燃料的燃烬，使得炉膛的整个容积在燃料的燃烧过程中得到了更 为充分的利用。上述手段用于分级燃烧能使得锅炉NOX的生成量降低40%左右。
[0019] 优选地，在本发明所述的链条锅炉优化燃烧方法中，将所述烟气降温到 110-150。。。
[0020] 烟气从炉膛出来温度在1000°C左右，依次经过水冷壁、过热器、再热器、省煤器等， 与受热面中的工质换热，烟气自身热量依次传给工质，温度降至110-150°c，该温度范围的 烟气可以冷却链条炉的炉排，减少燃烧后期冷却风的送入量。
[0021] 优选地，在本发明所述的链条锅炉优化燃烧方法中，在链条锅炉的空气预热器后 抽取所述锅炉燃烧后的烟气。
[0022] 在空气预热器后抽取烟气的目的在于：首先，能使空气预热器后排出的烟气流量 不增加或减少，从而降低排烟损失；其次，在空气预热器后抽取低温烟气能不增加原锅炉引 风机的功率，从而保证锅炉运行稳定性。
[0023] 优选地，在本发明所述的链条锅炉优化燃烧方法中，将所述烟气升压到 500-1500Pa。对所述烟气升压可以使其具有一定动能，从而能与配风室的锅炉燃烧空气充 分混合。
[0024] 将烟气升压至500_1500Pa是为了提升循环烟气的动能并使其能较好的和新鲜空 气混合，另外将烟气升压在该范围内也是为了使送入的烟气与原风室中的空气压力进行更 好的匹配。
[0025] 进一步地，在发明所述的链条锅炉优化燃烧方法中，所述烟气的量为所述锅炉燃 烧空气的10-20%。也就是说，参加再循环燃烧的烟气量占锅炉燃烧空气总量的10-20%。
[0026] 进一步地，在本发明所述的链条锅炉优化燃烧方法中，所述烟气送入配风室的流 量是可以调节的，可以根据具体炉型和不同工况来确定送入配风室的烟气流量，从而更好 地实现配风。
[0027] 进一步地，在本发明所述的链条锅炉优化燃烧方法中，所述锅炉燃烧空气送入配 风室的流量是可以调节的，可以根据具体炉型和不同工况来确定送入配风室的锅炉燃烧空 气流量，从而更好地实现配风。在现有技术中，该流量往往是不能调节的。
[0028] 进一步地，在本发明所述的链条锅炉优化燃烧方法中，采用气体喷射箱将体积分 数为15% -25%的风量直接送入链条锅炉的炉排上部的空间；所述气体喷射箱包括：
[0029] 风箱，其具有进风口和喷口；
[0030] 进风道，其与所述进风口连通，所述进风道上设有可调阀板，以调节进风量；
[0031] 调节杆，其与所述喷口对应设置，所述调节杆包括：长杆，其沿轴向方向具有设于 所述风箱内的第一端和设于所述风箱外的第二端；锥形风帽，其与所述长杆的第一端连接， 所述锥形风帽与长杆共轴设置。
[0032] 上述方案利用气体喷射箱实现链条锅炉的炉膛上部空间的锅炉燃烧空气的输送， 该气体喷射箱尤其适用于ROFA锅炉燃烧空气的输送。使用时，其安装于炉膛上部，布置于 锅炉前后墙或两侧墙，喷口与炉膛内部连通；通往链条锅炉的炉膛上部空间的锅炉燃烧空 气通过进风道进入风箱的进风口，从风箱的喷口以一定速度和角度喷入炉膛上部空间；通 过控制可调阀板的开度可以对气体喷射箱的风量进行控制；调节杆通过锥形风帽和喷口相 配合，能够根据锅炉容量、结构等条件决定的实际需要对调节杆的轴向进出位置的调节来 控制喷口的流通截面，使