对冲燃烧锅炉掺烧生物质气体降低NOx排放的布置结构的制作方法

本实用新型涉及对冲燃烧锅炉的技术领域，更具体地讲，涉及一种对冲燃烧锅炉掺烧生物质气体降低NOx排放的布置结构。

背景技术：

为了节约常规能源、减少污染，生物质能的合理利用已经越来越受到重视。生物质和燃煤耦合发电具有运行效率高、经济效益好、污染排放低、燃料供应风险小等优势，对加强生物质资源与燃煤电厂优势互补、实现煤电燃料灵活性、减少农林废弃残余物露天焚烧导致的雾霾天气具有极其重要的现实意义。

生物质和燃煤耦合发电可以通过直接混烧、间接混烧和平行混烧来实现。生物质间接混烧具有燃料适用范围广、对现有锅炉改动小、运行灵活性较高以及可应用于现有不同容量电站燃煤锅炉的优点，得到了国内外广泛关注。间接混烧是将生物质燃料气化为合成气再送入炉膛燃烧。生物质气化是指生物质燃料在气化介质的参与下通过一系列的热化学反应过程转化为可燃气体的过程。生物质气化所产生的可燃气体主要有效成分为CO、H₂、CH₄以及部分烷烃类气体。

一般对冲燃烧锅炉掺烧生物质气都是在锅炉前后墙的还原区进行掺烧，但这种掺烧只是纯碎解决了生物质气掺烧的问题，并不能有效的利用生物质气中的还原性气体(如CH₄、H₂等)来对锅炉NOx进行有效的还原。因为在炉膛的还原区，虽然炉膛整体氧浓度很低，但是距离前后墙一定范围内的氧浓度依然很高(达到8％～12％)，因此生物质气从前后墙通入后，CH₄和H₂等强还原性组份就会立即燃烧，且生物质气体中这些还原性组份浓度一般很低(含量在5％～8％左右)，因此会很快被燃烧殆尽，所以对还原区NOx的还原基本无效果。

因此，必须对生物质气体的掺烧位置进行合理选取，既能让生物质气体燃烧充分，又可以降低还原区NOx排放，使生物质气掺烧达到最大价值化，使机组达到最经济和最优化运行。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种既能让生物质气体燃烧充分，又可以降低还原区NOx排放，使生物质气掺烧达到最大价值化并使机组达到最经济和最优化运行的布置结构。

本实用新型提供了一种对冲燃烧锅炉掺烧生物质气体降低NOx排放的布置结构，生物质气体燃气喷口布置在对冲燃烧锅炉炉膛的左侧墙和/或右侧墙上，并且所述生物质气体燃气喷口设置在所述对冲燃烧锅炉炉膛的还原区内。

根据本实用新型对冲燃烧锅炉掺烧生物质气体降低NOx排放的布置结构的一个实施例，所述生物质气体燃气喷口的设置高度介于炉膛的最上层煤粉燃烧器的设置高度与最下层燃尽风燃烧器的设置高度之间。

根据本实用新型对冲燃烧锅炉掺烧生物质气体降低NOx排放的布置结构的一个实施例，所述煤粉燃烧器和燃尽风燃烧器布置在对冲燃烧锅炉炉膛的前墙和/或后墙上。

根据本实用新型对冲燃烧锅炉掺烧生物质气体降低NOx排放的布置结构的一个实施例，所述生物质气体燃气喷口的布置数量为单个或多个，布置方式为单层或多层。

根据本实用新型对冲燃烧锅炉掺烧生物质气体降低NOx排放的布置结构的一个实施例，所述生物质气体燃气喷口中靠近所述对冲燃烧锅炉炉膛的前墙的第一个生物质气体燃气喷口与所述前墙的水冷壁中心线之间的距离L₁与炉膛深度S的比值为0.2≤L₁/S≤0.8；所述生物质气体燃气喷口中靠近所述对冲燃烧锅炉炉膛的后墙的第一个生物质气体燃气喷口与所述后墙的水冷壁中心线之间的距离L₂与炉膛深度S的比值为0.2≤L₂/S≤0.8。

根据本实用新型对冲燃烧锅炉掺烧生物质气体降低NOx排放的布置结构的一个实施例，所述生物质气体燃气喷口不进行配风并且所述生物质气体燃气喷口喷入的生物质气体采用纯掺烧方式。

本实用新型提供的对冲燃烧锅炉掺烧生物质气体降低NOx排放的布置结构采用在合适的空间位置布置生物质气体燃气喷口，不仅可以解决生物质气体掺烧的问题，还可以大幅度降低炉膛出口NOx的排放，进一步提高生物质气的掺烧价值，提高机组的经济性，使掺烧生物质气体达到最优化运行和最经济运行。

附图说明

图1示出了根据本实用新型示例性实施例的对冲燃烧锅炉掺烧生物质气体降低NOx排放的布置结构的立体结构示意图。

图2示出了根据本实用新型示例性实施例的对冲燃烧锅炉掺烧生物质气体降低NOx排放的布置结构的俯视结构示意图。

附图标记说明：

1-煤粉燃烧器、2-燃尽风燃烧器、3-炉膛、4-前墙、5-后墙、6-左侧墙、7-右侧墙、8-生物质气体燃气喷口。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面将对本实用新型对冲燃烧锅炉掺烧生物质气体降低NOx排放的布置结构的结构和原理进行详细的说明。

图1示出了根据本实用新型示例性实施例的对冲燃烧锅炉掺烧生物质气体降低NOx排放的布置结构的立体结构示意图，图2示出了根据本实用新型示例性实施例的对冲燃烧锅炉掺烧生物质气体降低NOx排放的布置结构的俯视结构示意图。

如图1所示，根据本实用新型的示例性实施例，所述对冲燃烧锅炉掺烧生物质气体降低NOx排放的布置结构具体为：生物质气体燃气喷口8布置在对冲燃烧锅炉炉膛3的左侧墙6和/或右侧墙7上，并且生物质气体燃气喷口8设置在对冲燃烧锅炉炉膛3的还原区内。

本实用新型将生物质气体燃气喷口8布置在炉膛3的左右两侧墙上且喷口距离前墙和后墙具有一定的距离，可以避开前墙4和后墙5的富氧环境，有效地防止生物质气体刚喷入炉膛3就被燃烧，可以延缓还原性气体CH₄和H₂被提前燃尽，使CH₄和H₂等强还原性组分能进入炉膛中能对NOx进行有效的还原。

并且，由于对冲燃烧锅炉采用空气分级燃烧，还原区是烟气中的NOx进行自我还原的过程。因此，本实用新型将生物质气体燃气喷口8布置在还原区并且在还原区通入生物质气体，可以利用生物质气体中的强还原性气体(CH₄和H₂等)有效对NOx进行还原，而且这段区域烟温在900°～1400℃之间，可以加强CH₄和H₂等对NOx的还原效率。

根据本实用新型，所述还原区是指炉膛3的最上层煤粉燃烧器1与最下层燃尽风燃烧器2之间的区域。因此，优选地控制生物质气体燃气喷口8的设置高度介于炉膛3的最上层煤粉燃烧器1的设置高度与最下层燃尽风燃烧器2的设置高度之间。其中，煤粉燃烧器1和燃尽风燃烧器2具体布置在对冲燃烧锅炉炉膛3的前墙4和/或后墙4上，具体如图1所示，本实用新型不对煤粉燃烧器1和燃尽风燃烧器2的个数和层数进行具体限制。

本实用新型在合适的空间位置布置生物质气体燃气喷口8，不仅可以解决生物质气掺烧的问题，还可以大幅度降低炉膛出口NOx的排放，进一步提高生物质气的掺烧价值并提高机组的经济性。

其中，生物质气体燃气喷口8的布置数量可以为单个或多个，布置方式可以为单层或多层，本实用新型不对生物质气体燃气喷口8的个数和层数进行具体限制。

为了避免生物质气体燃气喷口8距离前墙或后墙过近并确保所喷入生物质气体的还原效果，优选地控制生物质气体燃气喷口8中靠近对冲燃烧锅炉炉膛3的前墙4的第一个生物质气体燃气喷口与前墙4的水冷壁中心线之间的距离L₁与炉膛深度S的比值为0.2≤L₁/S≤0.8，同时控制生物质气体燃气喷口8中靠近对冲燃烧锅炉炉膛3的后墙5的第一个生物质气体燃气喷口与后墙5的水冷壁中心线之间的距离L₂与炉膛深度S的比值为0.2≤L₂/S≤0.8，其具体位置关系如图2所示。

此外，本实用新型中设置的生物质气体燃气喷口8不进行配风并且生物质气体燃气喷口8喷入的生物质气体采用纯掺烧方式。

综上所述，经过上述布置结构的优化设计，本实用新型提供的对冲燃烧锅炉掺烧生物质气体降低NOx排放的布置结构不仅可以解决生物质气体掺烧的问题，还可以大幅度降低炉膛出口NOx的排放20％～30％，进一步提高生物质气的掺烧价值，提高机组的经济性，使掺烧生物质气体达到最优化运行和最经济运行。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。