本发明涉及一种低氮燃烧器锅炉,属于燃烧锅炉技术领域。
背景技术:
在我国,电力行业又是能源消耗最大也是污染排放最严重的行业之一,我国能源结构中煤炭占主要地位,2010年我国电力行业发电装机总容量中高达70%来自于火力发电机组,随着火力发电企业的不断长生,渐渐地显现其对于大气污染的危机,尤其是碳氧化物以及氮氧化物的排放。
加热炉是炼化企业生产装置的常见装置,其燃烧产生的nox是常见的大气污染物。目前,炼化企业加热炉在没有采取特别措施时nox排放浓度为200mg/m3,而国家标准gb3157020015《石油炼制工业污染物排放标准》规定:2017年7月1日起工艺加热炉nox排放浓度不大于150mg/m3(炉膛温度不小于850℃的工艺加热炉不大于180mg/m3),特别地区排放值不大于100mg/m3。因此急需开发高效的低氮燃烧器以满足最新环保标准。
当前锅炉厂设计的煤粉燃烧器普遍为外燃型。正常运行时,炉膛内已达到煤粉的着火温度,通过燃烧器直接喷入炉膛内的煤粉,受高温回流烟气的对流热和炉内火焰的辐射热作用而逐步着火、燃烧,并在炉膛上部区域内燃尽。锅炉采用此常规的燃烧方式运行时,为达到着火和稳燃的目的,必须保证在锅炉的主燃烧区有很高的温度和较高的氧气浓度,因此在主燃烧区内nox的生成量很大。
目前厂锅炉可采用的低nox燃烧技术主要有:空气分级燃烧技术、燃料分级燃烧技术、提前着火强化燃烧及再燃技术等。但对于安装了常规外燃型燃烧器的锅炉在应用这些技术时,不得不考虑煤粉喷入炉膛后的配风组织,满足煤粉着火、稳燃和燃尽的要求,运行时不能使燃烧反应过度偏离化学当量比,因而燃料分级和空气分级的程度有限,nox减排的效果也受到限制。而且,这些技术的应用通常会对炉内的燃烧组织产生影响,使得锅炉的燃烧效率受到一定程度的影响。为了保证可持续发展的总体目标,积极减少对大气中氮氧化物的浓度,达到控制大气污染的目的,在满足不断增长的电力需求和保证火力发电的稳定性,打造低氮锅炉燃烧器,有利于促进低氮发展,加快能源产业的布局调整。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题:针对现有燃烧器排放碳氧化物以及氮氧化物的值超标,燃烧器效率低的问题,提供了一种低氮燃烧器锅炉。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种低氮燃烧器锅炉,其特征在于,包括锅炉,燃烧器,煤粉喷枪,点火枪,二次空气涡轮,点焰分割板,两次空气分割板,中心煤粉喷枪,一次旋流风轮,其特征在于,锅炉内布置2层燃烧器,燃烧器中心为中心煤粉喷枪,外圈为一次旋流风轮,并以两次空气分割环与二次空气涡轮分割开来,一次旋流风轮布置有煤粉喷枪和点火枪,二次空气涡轮与一次旋流风轮之间设有点焰分割板。
所述的锅炉内壁为水冷壁,且水冷壁上布置有2层燃烧器,每层5只,共10只。
所述的燃烧器装置可在下倾角度为-10~10°范围内上下摆动。
所述的煤粉喷枪和中心煤粉喷枪喷口平均出口速度可达10~20m/s。
所述的煤粉喷枪与点火枪各设有3个,成环形交替分布在一次旋流风轮外侧。
所述的二次空气涡轮与一次旋流风轮通过两次空气分割板分开,且以二股气流高速进入炉膛,第一股为一次旋流风轮产生的较高的轴向速度的气流,以保证穿透炉膛气流,第二股为二次空气涡轮在外围旋流进入炉膛以保证空气与燃烧产物中的未燃颗粒充分混合。
所述的点焰分割板对空气出口进行遮挡分割,将火焰分割成多个区域。
本发明的有益效果是:
(1)本发明通过层式分级与旋流风和旋流风配合分级相结合,可以在燃烧区域形成特殊的流场形式,中心风采用旋流可以降低空气在水平方向的流速,提高中心风与中心燃煤的混合,同时,旋流形成的外张的流场又在中心区域形成了一个内部烟气回流,回流的高温烟气有助于维持中心点火所需的能量,提高中心火焰的稳定程度,二次旋流在中心旋流风的流型外形成了包裹的旋流风,为外围的燃煤提供过量的空气,通过旋流提高空气与燃煤的燃烧时间,在最外侧采用旋流风有助于在火焰根部形成炉膛内部的高温烟气回流,组织良好的空气动力场的同时,及时着火充分燃尽同时防止结焦的产生,在保证燃烧器不结焦安全运行的前提下将nox的排放降到最低;
(2)本发明低氮燃烧器锅炉减少了环保指标的工作问题,进而最大限度的保证了机组安全运行,提高了机组的经济性,在节能减排、提高锅炉效率等方面具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为一种低氮燃烧器锅炉的构造示意图。
其中,1、锅炉;2、燃烧器。
图2为一种低氮燃烧器锅炉的燃烧器结构示意图。
其中,3、煤粉喷枪;4、点火枪;5、二次空气涡轮;6、点焰分割板;7、两次空气分割板;8、中心煤粉喷枪;9、一次旋流风轮。
具体实施方式
将煤粉通过煤粉喷枪3和中心煤粉喷枪8,以10~20m/s的出口速度喷洒出来,并在一次旋流风轮9产生的较高的轴向速度的气流,以保证穿透炉膛气流,提高中心风与中心燃煤的混合,再在二次空气涡轮5在外围旋流进入炉膛以保证空气与燃烧产物中的未燃颗粒充分混合,在中心旋流风的流型外形成了包裹的旋流风,为外围的燃煤提供过量的空气,通过旋流提高空气与燃煤的燃烧时间,在最外侧采用旋流风有助于在火焰根部形成炉膛内部的高温烟气回流,组织良好的空气动力场的同时,及时着火充分燃尽同时防止结焦的产生,在保证燃烧器不结焦安全运行的前提下将nox的排放降到最低。