一种新型煤粉锅炉低氮燃烧系统的制作方法

本发明属于燃煤发电技术领域，具体涉及一种新型煤粉锅炉低氮燃烧系统。

背景技术：

传统低nox燃烧技术研究和应用相继开发和应用了第一代、第二代、第三代低nox燃烧技术还存在诸多不足，难以满足当前严苛的电站锅炉空气污染物排放要求。具体而言，第一代燃烧技术燃烧设备运行方式调整或改进；第二代低氮燃烧技术是空气分级燃烧技术为主，包括炉膛内整体空气分级的ofa措施及其变形、各类低nox燃烧器等，存在锅炉整体系统性不强、技术单一、锅炉挖潜不够和牺牲锅炉效率、水冷壁高温腐蚀等负面影响等限制；第三代：再燃烧技术，燃料输送系统变得复杂，同时由于获得再燃燃料(天然气或超细粉)的成本较高，限制了再燃烧技术的使用。故前三项低氮燃烧技术都局限于较为单一的低氮燃烧措施，降低nox排放的幅度有限，且副作用较多。

第四代低nox煤粉燃烧技术是一个创新性的技术，将低nox燃烧控制范围扩展，即将“炉膛选型设计—煤粉环保经济细度控制—带贴壁风的低氮燃烧装置-燃烧精确控制—多重空气分级—先进燃料分级—低氧燃烧控制—烟道co催化氧化”一体化作为深度降低锅炉nox排放的综合措施。第四代低nox煤粉燃烧技术及系统十分有助于我国实现极低nox控制目标、降低电站锅炉环保运行成本具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述前三代低氮燃烧技术问题，提供了一种新型煤粉锅炉低氮燃烧系统，从炉膛选型设计入手，形成包括煤粉环保经济细度控制、带贴壁风的低氮燃烧装置、燃烧精确控制、多重空气分级、先进燃料分级、低氧燃烧控制和烟道co催化氧化等技术措施在内的锅炉全系统降氮措施，从而大幅提高降氮效率。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：

一种新型煤粉锅炉低氮燃烧系统，包括超细煤粉磨煤机、高效分离器、带有贴壁风的高效低氮燃烧装置、燃尽风喷口、在线o2测量装置、在线co测量装置、在线nox测量装置、烟道中还布置有具有co催化氧化作用的催化剂和工控机；其中，

炉膛上自下而上依次布置有带有贴壁风的高效低氮燃烧装置、二次风喷口及燃尽风喷口；

超细煤粉磨煤机的出口和高效分离器的入口相连，高效分离器的出口通过风粉在线装置和带有贴壁风的高效低氮燃烧装置入口相连，用于形成超细煤粉的低氮燃烧；二次风分为两路，一路通过二次风道依次连接二次风测量装置后送入二次风喷口的入口，另一路通过燃尽风风道依次连接燃尽风测量装置后送入燃尽风喷口入口，用于形成和组织炉内空气深度分级燃烧，并有效控制水冷壁高温腐蚀；

在炉膛的出口的尾部烟道中布置有带有催化喷涂层的受热面，在其后的烟道中还布置有具有co催化氧化作用的催化剂，后部的烟道中还依次布置有在线o2测量装置、在线co测量装置和在线nox测量装置，用于对炉膛低氧燃烧形成的尾部co进行充分氧化和排烟成分的监测；

风粉在线装置、二次风测量装置、燃尽风测量装置、在线o2测量装置、在线co测量装置、在线nox测量装置的信号分别引入工控机中，用于煤粉燃烧过程的精确控制。

本发明进一步的改进在于，制粉系统磨制的超细煤粉，通过带有贴壁风的高效低氮燃烧装置送入空气深度分级的炉膛中，在风粉精确控制的条件下进行低温低氧燃烧，然后再通过炉膛尾部布置的带有co催化氧化功能受热面或催化剂进行氧化，从而保证锅炉设备安全和高效的条件下，最大程度降低nox排放。

本发明进一步的改进在于，二次风道上还设置有二次风调节风门。

本发明进一步的改进在于，燃尽风风道上设置有燃尽风调节门。

本发明进一步的改进在于，带有催化喷涂层的受热面用于对炉膛中低氮燃烧产生的co进行催化氧化成co2。

本发明进一步的改进在于，具有co催化氧化作用的催化剂，用于将co氧化和nox还原。

本发明进一步的改进在于，带有贴壁风的高效低氮燃烧装置的贴壁风喷口采用独立喷口，或者组合喷口，与一次风喷口组合或者二次风喷口组合；贴壁风的风源是一次风或者是二次风。

本发明进一步的改进在于，炉膛的尺寸大于常规锅炉炉膛的尺寸，其容积热负荷较常规锅炉低10％以上。

相对于现有技术，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的一种新型煤粉锅炉低氮燃烧系统，结合空气/燃料深度分级燃烧的低温、低氧、长停留时间和全炉膛大空间低热负荷断面均衡燃烧的煤粉低氮燃烧理论为基础，通过大炉膛选型设计、带有贴壁风的低氮燃烧系统、经济煤粉细度及制粉系统协同、风烟系统配合等多项新技术装备，并结合超细煤粉、风粉输送的精确控制、深度空气分级低氧燃烧过程优化调控技术炉膛出口co催化还原技术，实现煤粉燃烧的系统性、全过程低氮燃烧的目的，最终实现锅炉高效且超低nox排放目标。其中，风粉在线装置、二次风测量装置、燃尽风测量装置、在线o2测量装置、在线co测量装置、在线nox测量装置和工控机可以组成精确低氮燃烧风粉控制系统，形成优化配置的低氧低氮燃烧控制过程，实现nox控制和降低排烟损失的优化控制。

进一步，锅炉尾部受热面布置有co催化氧化作用的催化剂涂层，或者在scr脱硝装置内是采用改进型的催化剂，即co催化氧化作用的催化剂，可以同时具有将co氧化和nox还原的作用，这两种方式可以单独采用或联合使用。

进一步，带有贴壁风的高效低氮燃烧装置的贴壁风喷口可以是独立喷口，也可以是组合喷口，既可以和一次风喷口组合也可以二次风喷口组合；贴壁风的风源既可以是一次风也可以是二次风。

综上所述，本发明提出的煤粉锅炉低氮燃烧系统，旨在通过制粉系统、烟风系统、燃烧系统和锅炉运行控制系统的全系统优化配置，在保证锅炉运行经济性的前提下，实现全系统性最大幅度降低nox及降氮的目标。

附图说明

图1是本发明煤粉锅炉低氮燃烧系统的结构示意图。

附图标记说明：

1为超细煤粉磨煤机、2为高效分离器、3为风粉在线装置、4为带有贴壁风的高效低氮燃烧装置、5为二次风测量装置、6为二次风调节风门、7为二次风喷口、8为燃尽风测量装置、9为燃尽风调节门、10为燃尽风喷口、11为炉膛、12为带有催化喷涂层的受热面、13为具有co催化氧化作用的催化剂；14为在线o2测量装置、15为在线co测量装置、16为在线nox测量装置、17为工控机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明提供的煤粉锅炉低氮燃烧系统，包括超细煤粉磨煤机1、高效分离器2、风粉在线装置3、带有贴壁风的高效低氮燃烧装置4、二次风测量装置5、二次风调节风门6、二次风喷口7、燃尽风测量装置8、燃尽风调节门9、燃尽风喷口10、炉膛11、带有催化喷涂层的受热面12、具有co催化氧化作用的催化剂13；在线o2测量装置14、在线co测量装置15、在线nox测量装置16和工控机17。

其中，炉膛11上分别布置有带有贴壁风的高效低氮燃烧装置4、二次风喷口7及燃尽风喷口10，炉膛出口的烟道上分别依次布置有带有催化喷涂层的受热面12和具有co催化氧化作用的催化剂13，然后烟道上还依次布置有在线o2测量装置14、在线co测量装置15和在线nox测量装置16。

超细煤粉磨煤机1出口和高效分离器2的入口相连，高效分离器2的出口和带有贴壁风的高效低氮燃烧装置4入口相连，其间的管路上安装有风粉在线装置3；二次风分为两路，一路通过二次风道依次连接二次风测量装置5、二次风调节风门6后送入二次风喷口7的入口，另一路通过燃尽风风道依次连接燃尽风测量装置8、燃尽风调节门9后送入燃尽风喷口10入口。

在炉膛11的出口的尾部烟道中布置有带有催化喷涂层的受热面12，在其后的烟道中还布置有具有co催化氧化作用的催化剂13，后部的烟道中还布置有在线o2测量装置14、在线co测量装置15、在线nox测量装置16。

风粉在线装置3、二次风测量装置5、燃尽风测量装置8、在线o2测量装置14、在线co测量装置15和在线nox测量装置16的信号分别引入工控机(17)中用于煤粉燃烧过程的精确控制。

优选的，带有催化喷涂层的受热面(12)用于对炉膛中低氮燃烧产生的co进行催化氧化成co2。具有co催化氧化作用的催化剂(13)用于对烟气中的co进一步氧化，或者采用co催化氧化作用的催化剂，用于将co氧化和nox还原。

优选的，带有贴壁风的高效低氮燃烧装置(4)的贴壁风喷口采用独立喷口，或者组合喷口，与一次风喷口组合或者二次风喷口组合；贴壁风的风源是一次风或者是二次风。

优选的，炉膛(11)较常规锅炉炉膛的尺寸要大，其容积热负荷较常规锅炉低10％以上。

为了对本发明进一步了解，现对其工作过程做一说明：

本发明突破传统低氮燃烧控制通过单一的低氮燃烧器和空气分级实现降低炉膛出口烟气nox浓度的技术思路，提出结合空气/燃料深度分级燃烧的低温、低氧、长停留时间和全炉膛大空间低热负荷断面均衡燃烧的煤粉低氮燃烧理论为基础，通过大炉膛选型设计、带有贴壁风的低氮燃烧系统、经济煤粉细度及制粉系统协同、风烟系统配合等多项新技术装备，并结合超细煤粉、风粉输送的精确控制、深度空气分级低氧燃烧过程优化调控技术和炉膛出口co催化氧化技术，实现煤粉燃烧的系统性、全过程低氮燃烧的目的，最终实现锅炉高效且超低nox排放目标。