一种低氮燃烧煤粉炉及低氮燃烧方法与流程

本发明涉及一种低氮燃烧煤粉炉及低氮燃烧方法，属于发电设备技术领域。

背景技术：

锅炉低氮燃烧技术能够有效降低锅炉氮氧化物(nox)的生成，投资和运行成本相对较低，可显著节约选择性催化还原(selectivecatalyticreduction,scr)系统的运行维护费用，得到广泛的重视和大量应用。目前，燃用烟煤和褐煤的锅炉低氮燃烧改造都取得了较好的效果。但是，对于燃用低挥发分煤的锅炉，如无烟煤和贫煤锅炉仍然存在nox排放质量浓度(以下简称“nox排放浓度”)偏高、锅炉效率偏低、低负荷稳燃性能差等问题。煤种、炉膛结构形式、燃烧系统和配风方式等因素都对nox排放浓度有较大的影响。三次风是中间储仓式热风送粉系统中的乏气，其中含有一定量的细煤粉。三次风风量大，刚性强，可用来消弱切圆锅炉旋转气流的旋转动量，减少烟温偏差，也可用于携带超细煤粉实现燃料分级燃烧，降低nox排放浓度。

已有报道的含有三次风系统的煤粉炉，一般结构如下：炉膛从下到上设置有一次风入口、二次风入口、三次风入口，在二次风入口上部还设有还原剂(尿素)入口；粗煤粉经第一级旋风分离器处理，颗粒较大的重新回到粗煤仓，颗粒较小的进入第二级旋风分离器，颗粒大小合格(通常是85％-90％)的落入粉仓；颗粒微小(通常是10％-15％)的随风吹走，从三次风入口进入炉膛(目的是实现煤粉的充分利用，防止资源的浪费)；粉仓中的煤粉经给粉机与空气混合，形成一次风，从一次风入口进入炉膛；由于一次风中粉煤含量比较高，容易燃烧不充分，所以二次风主要为空气/氧气，一方面使带来氧气使煤粉充分燃烧，另一方面大流量风使得煤粉或者温度充分分散防止炉膛内局部温度过高；还原剂入口处可添加还原剂(比如尿素)，将炉膛内生成的nox(nox的生成量与炉膛内温度有关，一般在850℃以上生成)还原。

然而，通常情况下，一次风和二次风的成分和用量是可控的，而三次风的不可控性较强(比如不同的批次下粗煤粉性能有差异，进入三次风的煤粉比例可能不同)，这样可能会导致：(1)温度过高(超过850℃)、nox量增加；(2)无法确定三次风进入后生成的nox量从而无法确定应该添加的还原剂的量；(3)三次风入口一般离炉膛顶端太近，还原区空间有限，无法有效还原nox。

技术实现要素：

本发明通过对常规的三次风管路系统进行改造，提供了一种低氮燃烧煤粉炉及低氮燃烧方法，解决了上述问题。本发明在常规的三次风管路上设置除尘器，使常规三次风携带的颗粒微小的煤粉被除尘装置过滤，并进入粉仓，直接从一次风入口进入；而从除尘装置出来的气体，经管路与二次风联通，直接从二次风入口进入炉膛。本发明的低氮燃烧煤粉炉及低氮燃烧方法，取消了三次风入口，防止了三次风带来的温度过高、nox量增加、无法确定应该添加的还原剂的量等问题，同时还增大了还原区的空间、有利于还原反应的进行、便于nox的减少。

本发明的第一个目的是提供一种低氮燃烧煤粉炉，所述煤粉炉的炉膛内从下到上设置有一次风入口、二次风入口；一次风入口与粉仓联通；在二次风入口上部还设有还原剂入口；粗煤仓连接第一级旋风分离器，第一级旋风分离器的上部出口与第二级旋风分离器的入口联通，第二级旋风分离器的下部出口与粉仓联通，第二级旋风分离器的上部出口与除尘装置联通；除尘装置分别与粉仓和一次风入口联通。

在一些实施方式中，所述还原剂入口为尿素入口。

在一些实施方式中，所述除尘装置输出管道、一次风入口及二次风入口的管道上有风机。

本发明的第二个目的是提供一种低氮燃烧方法，所述方法是利用本发明的低氮燃烧煤粉炉。

本发明的工作原理：

粗煤仓中的粗煤粉经第一级旋风分离器处理，颗粒较大的重新回到粗煤仓，颗粒较小的进入第二级旋风分离器，颗粒大小合格的直接落入粉仓；颗粒微小的随风从第二级旋风分离器的上部出口出来，然后进入除尘装置；经除尘装置被过滤得到的煤粉进入粉仓，而出来的气体通过二次风入口进入炉膛。

本发明的优点和效果：

(1)第一级旋风分离器中出来的煤粉得到的全部的、有效的利用，避免了资源的浪费。

(2)取消了三次风入口，与常规的含义三次风入口的炉膛相比，还原区空间增大，降低nox含量。常规的装置，最后的nox含量为400mg/nm³，而本发明改进的装置为250mg/nm³，含量得到显著的降低。

(3)一次风入口、二次风入口所进入的物质的成分和用量是可控的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中标号：1-炉膛，2-二次风入口，3-一次风入口，4-粉仓，5-粗煤仓，6-第一级旋风分离器，7-第二级旋风分离器，8-除尘装置，9-还原剂入口，10-风机。

具体实施方案

下面是对本发明进行具体描述。

实施例1

如图1所示，本发明的低氮燃烧煤粉炉包括炉膛、粗煤仓、第一级旋风分离器、第二级旋风分离器、粉仓、一次风入口、二次风入口、除尘装置、还原剂入口；所述炉膛内从下到上设置有一次风入口、二次风入口；一次风入口与粉仓联通；在二次风入口上部还设有还原剂入口；粗煤仓连接第一级旋风分离器，第一级旋风分离器的上部出口与第二级旋风分离器的入口联通，第二级旋风分离器的下部出口与粉仓联通，第二级旋风分离器的上部出口与除尘装置联通；除尘装置分别与粉仓和一次风入口联通。

具体的，所述还原剂入口为尿素入口，将炉膛内生成的nox还原，常规的装置最后的nox含量为400mg/nm³，而本发明改进的装置最后nox含量为250mg/nm³，含量得到显著的降低。

具体的，所述除尘装置输出管道、一次风入口及二次风入口的管道上有风机，通过调节风机的转速控制炉膛输入物质的成分和用量。

利用所述低氮燃烧煤粉炉进行低氮燃烧，由于取消了三次风入口，与常规的含义三次风入口的炉膛相比，还原区空间增大，降低nox含量。常规的装置，最后的nox含量为400mg/nm³，而本发明改进的装置为250mg/nm³，含量得到显著的降低。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种低氮燃烧煤粉炉及低氮燃烧方法，属于发电设备技术领域。粗煤仓中的粗煤粉经第一级旋风分离器处理，颗粒较大的重新回到粗煤仓，颗粒较小的进入第二级旋风分离器，颗粒大小合格的直接落入粉仓；颗粒微小的随风从第二级旋风分离器的上部出口出来，然后进入除尘装置；经除尘装置被过滤得到的煤粉进入粉仓，而出来的气体通过二次风入口进入炉膛。本发明能够提高煤粉利用率、降低NOX含量，实现供给物料成分和用量的可控性。

技术研发人员：羊建新;朱荣彦;周宇峰;范钧;谢楠
受保护的技术使用者：常州市新港热电有限公司
技术研发日：2018.07.27
技术公布日：2018.12.11