一种基于低氮燃烧技术的层燃锅炉的制作方法

本实用新型涉及燃煤锅炉技术领域，特别是一种基于低氮燃烧技术的层燃锅炉。

背景技术：

我国燃煤工业锅炉量大面广，多数处于城市中心或近郊，热效率低下、污染严重、直接催生雾霾、综合治理难度大。尽管国家力主淘汰小容量燃煤锅炉，全国范围内推行煤改气、煤改电和气电空气能多热源耦合供热，但煤炭时代难以终结，并且燃煤工业锅炉改造技术路线混乱。高效低氮燃烧、超净排放和协同综合治理成为燃煤工业锅炉继续生存、节能减排改造和可持续发展的必由之路。

高效低氮燃烧是指通过低氮燃烧技术改造使得氮氧化物原始排放达到100mg/m³或50mg/m³，尽可能减少对sncr/scr(选择性非催化还原/选择性催化还原)脱硝技术的依赖。以往空气分级结合烟气再循环低氮燃烧技术日渐成熟，且局部地区实现氮氧化物原始排放达到≤200mg/m³。

然而，目前的低氮燃烧锅炉内部通常用外加天然气进行再燃，浪费能源。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于低氮燃烧技术的层燃锅炉，在降低氮氧化物的排放的同时，不需要引入外加天然气，节约能源。

为实现上述目的，本实用新型提供一种基于低氮燃烧技术的层燃锅炉，包括炉膛、炉排和风室区；所述风室区、炉排和炉膛自下而上依次布置；

所述炉膛一侧具有物料入口，所述炉膛内具有：与所述物料入口相邻接的气化室；与该气化室相连通的主燃区，该主燃区自下而上依次具有缺氧燃区和富氧燃区；

所述风室区包括：气化风室，其与气化室相连通；烟气室，其邻近所述气化风室，并且与所述缺氧燃区相连通；

所述层燃锅炉还具有二次风注入口，该二次风注入口位于所述富氧燃区的底部。

进一步地，所述炉膛具有沿其长度方向依次布置的膛前拱和膛后拱，所述气化室位于所述膛前拱内，所述主燃区位于膛后拱内。

进一步地，所述炉膛还具有隔墙，所述膛前拱和膛后拱通过该隔墙相互分隔，所述隔墙具有煤气口，所述气化风室与所述主燃区通过该煤气口相连通。

进一步地，所述二次风注入口为两个，其分别位于所述膛后拱的两侧。

进一步地，所述烟气室包括横向布置的第一风室与第二风室。

进一步地，所述风室区还具有第三风室、第四风室、第五风室、第六风室、第七风室、第八风室，其分别与所述富氧燃区相连通，并且分别沿所述气化风室长度方向依次布置。

进一步地，所述炉排为链条炉排或往复炉排。

本实用新型提供的一种基于低氮燃烧技术的层燃锅炉，在燃煤锅炉前部设置一个气化室，煤在气化室内产生煤气，代替以往采用外加天然气再燃形成富氧区，强化还原氮氧化物，节省了能源，降低了运行成本；煤气进入炉膛下部主燃区，并在还原性气氛下二次再燃，实现“燃料分级”燃烧，降低氮氧化物排放。通过对现有技术空气分级、再循环烟气分级组合，降低了氮氧化物排放。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供一种基于低氮燃烧技术的层燃锅炉的结构示意图；

图中：1-主燃区；2-气化室；3-炉膛隔墙；4-煤气出口；5-二次风注入口；6-炉膛；7-加煤斗；8-炉膛前拱；9-炉排；10-气化风室；11-第一风室；12-第二风室；13-第三风室；14-第四风室；15-第五风室；16-第六风室；17-第七风室；18-第八风室；19-炉膛后拱；61-缺氧燃区；62-富氧燃区。

具体实施方式

下面将参考附图中示出的若干示例性实施方式来描述本实用新型的原理和精神。应当理解，描述这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本实用新型，而并非以任何方式限制本本实用新型的范围。

请参考图1，本实用新型实施例提供一种基于低氮燃烧技术的层燃锅炉，包括炉膛6、炉排9和风室区；其中，炉膛6为煤料(燃料)燃烧的空间，煤料堆置在炉排9上，风室区与炉膛6相连通，用于向炉膛6内注入燃烧所需的氧气、烟气等相应气体；在本实施例中，风室区、炉排9和炉膛6自下而上依次布置，例如在图1中所显示的那样，风室区位于层燃锅炉的底部，炉排9位于风室区的上方，炉膛6位于炉排9的上方并且一直向上延伸，使炉膛6的顶部构造成层燃锅炉的顶部；

炉膛6一侧具有物料入口，其贯穿层燃锅炉的侧壁直接连通炉排9，用于煤料的输入；

在炉膛6内具有：

与所述物料入口相邻接的气化室2，煤料经由物料入口送至与气化室位置相对应的炉排区段，进行燃烧气化。具体地，可以设置加煤斗7作为物料入口。气化室2由炉膛前拱8、炉膛隔墙3及炉膛两侧的围墙围成，炉膛隔墙3上设有多个煤气出口4。

与该气化室2相连通的主燃区1(通过煤气出口4连通)，该主燃区1自下而上依次具有缺氧燃区61和富氧燃区62；在本实施例中，缺氧燃区61直接与炉排相连通，经过气化室2气化的煤焦进入缺氧燃区61进行第一阶段的再燃；而后上升到上方的富氧燃区62进行第二阶段的再燃；

风室区包括：气化风室10，其与气化室2相连通，用于煤料在气化室2燃烧时向其内通入必要的氧气；烟气室，其邻近所述气化风室，并且与所述缺氧燃区61相连通，用于向缺氧燃区内通入烟气；

层燃锅炉还具有二次风注入口5，该二次风注入口5位于所述富氧燃区62的底部，用于向富氧燃区62通入二次风。

本实用新型提供的层燃锅炉的工作过程为：煤料在气化室2对应的炉排区段上着火燃烧，在缺氧条件下热解气化产生煤气，煤气随后进入主燃区1，先在缺氧燃区61内的还原性气氛下实现煤气再燃，还原已生成的nox；在这个阶段，煤气再燃的温度达到1300-1400℃，这样会产生nox，为了抑制nox的生成量，由烟气室(具体为第一风室11和第二风室12)向缺氧燃区内通入冷烟气，使煤气在缺氧的条件下燃烧，并且将其燃烧温度降低至低于1100℃，达到抑制nox生成量的目的；由于环境为缺氧环境，在燃烧过程中产生co、h2及cxhy此类可燃气体，与由气化室2输入的煤气混合，在还原性气氛下二次燃烧，从而进一步降低nox排放；部分未燃尽的可燃成分及颗粒上升至富氧燃区62，在富氧燃区62底部从二次风注入口5通入二次风与该可燃成分及颗粒充分混合并且在富氧环境下燃烧。应当理解的是，冷烟气的成分可以参考现有技术有关分级燃烧的领域。

在本实用新型提供的实施例中，炉膛6具有沿其长度方向依次布置的炉膛前拱8和炉膛后拱19，所述气化室2位于所述炉膛前拱8内，所述主燃区1位于炉膛后拱19内；具体地，炉膛6具有炉膛隔墙3，如图1所示，炉膛隔墙3沿层燃锅炉高度方向延伸布置，所述炉膛前拱8和炉膛后拱19通过该隔墙相互分隔，所述炉膛隔墙3具有煤气出口4，所述气化室2与主燃区1通过该煤气出口4相连通。

在本实用新型提供的实施例中，二次风注入口5根据现有技术设置，如可以通过相应的装置或管道，该二次风注入口5即为其末端，在一些实施例中，二次风注入口5为两个，分别位于膛后拱底部的两侧(横向)。

在本实用新型提供的实施例中，烟气室包括横向布置的第一风室11与第二风室12。

在本实用新型提供的实施例中，还具有如下优选的改进方式：

风室区还具有第三风室13、第四风室14、第五风室15、第六风室16、第七风室17、第八风室18，其分别与所述富氧燃区相连通，用于向富氧燃区提供辅助燃烧所需的气体，并且分别沿所述气化风室长度方向依次布置；

炉排9依据现有技术设置，例如为链条炉排或往复炉排。

本文中应用了具体个例对实用新型构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该实用新型构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。