一种低负荷提效循环流化床锅炉及其燃烧方法

本发明属于循环流化床锅炉燃烧，具体涉及一种低负荷提效循环流化床锅炉及其燃烧方法。

背景技术：

1、循环流化床锅炉在超低负荷(<30％负荷)运行，由于床温低，燃烧效率低，并且，在超低负荷下，由于床温低，分离器进口sncr与尾部scr进口烟温低，无法满足分离器进口sncr与尾部scr的脱硝温度窗口要求，脱硝效率很低，同时，在超低负荷下，为了保证流化防止结焦，一次风比例增大，二次风比例降低，二次风的分级作用弱，炉膛密相还原区作用减弱，进一步增加了nox原始排放，无法满足排放要求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种低负荷提效循环流化床锅炉及其燃烧方法，以至少部分解决上述技术问题。

2、本发明的一方面提供了一种低负荷提效循环流化床锅炉，包括主燃室和底渣再燃室。

3、其中，主燃室设有第一氧化剂入口、气相产物出口和含碳底渣出口，主燃室用于燃料和第一氧化剂在和主燃室内发生燃烧反应后生成气相产物和含碳底渣；

4、底渣再燃室设有含碳底渣入口、第二氧化剂入口、第一氧化剂出口，其中，含碳底渣入口和主燃室的含碳底渣出口连通，第一氧化剂出口和主燃室的第一氧化剂入口连通，第二氧化剂入口用于通入第二氧化剂，底渣再燃室用于部分第二氧化剂和含碳底渣在底渣再燃室中进行完全燃烧反应，以利用反应热以及含碳底渣的物理显然预热其余部分第二氧化剂后得到第一氧化剂。

5、根据本发明的实施例，上述锅炉还包括分离返料装置，设有物料入口，含碳烟气出口、循环灰出口，其中物料入口和主燃室的气相产物出口连通，循环灰出口和主燃室的底部密相区连通，分离返料装置用于将气固相产物进行气固分离后得到含碳烟气和循环灰，含碳烟气出口用于排出含碳烟气。

6、根据本发明的实施例，上述锅炉还包括后燃室，设有含碳烟气入口，后燃风入口，其中含碳烟气入口和分离返料装置的含碳烟气出口连通，后燃风入口用于通入后燃风，后燃室用于含碳烟气和后燃风在后燃室中进行完全燃烧反应后得到燃烬烟气。

7、根据本发明的实施例，其中：

8、后燃室尾部设有附加受热面，附加受热面包括以下至少之一：过热器、省煤器、空气预热器。

9、根据本发明的实施例，其中：

10、空气预热器包括一次风预热器和二次风预热器，一次风预热器和/或二次风预热器与底渣再燃室的第二氧化剂入口连通。

11、根据本发明的实施例，其中：

12、底渣再燃室还设有炉渣出口；

13、锅炉还包括冷渣器，冷渣器与炉渣出口连通。

14、一种用于低负荷提效循环流化床锅炉的燃烧方法，包括：

15、将燃料和第一氧化剂通入主燃室，以便燃料和第一氧化剂在和主燃室内发生燃烧反应后生成气相产物和含碳底渣，其中主燃室设有第一氧化剂入口、气相产物出口和含碳底渣出口；

16、将第二氧化剂和含碳底渣通入底渣再燃室，以便部分第二氧化剂和含碳底渣在底渣再燃室中进行完全燃烧反应，以利用反应热以及含碳底渣的物理显然预热其余部分第二氧化剂后得到第一氧化剂，其中，底渣再燃室设有含碳底渣入口、第二氧化剂入口、第一氧化剂出口，含碳底渣入口和主燃室的含碳底渣出口连通，第一氧化剂出口和主燃室的第一氧化剂入口连通。

17、根据本发明的实施例，其中：

18、主燃室的过量空气系数的数值范围为：0.95-1.05。

19、根据本发明的实施例，还包括：

20、将气相产物通入分离返料装置，以便利用分离返料装置将气相产物进行气固分离后得到含碳烟气和循环灰，其中，循环灰返回主燃室的底部密相区；

21、将含碳烟气和后燃风通入后燃室，以便含碳烟气和后燃风在后燃室中进行完全燃烧反应后得到燃烬烟气；

22、其中，后燃室的过量空气系数的数值范围为：0.1-0.3。

23、根据本发明的实施例，其中，后燃室尾部设有附加受热面，附加受热面包括空气预热器，方法还包括：

24、将第三氧化剂和燃烬烟气通入空气预热器，以便在空气预热器中，利用燃烬烟气的热量预热第三氧化剂以得到第二氧化剂。

25、根据本发明的实施例，通过加设底渣再燃室，并将含碳底渣入口和主燃室的含碳底渣出口连通，将第一氧化剂出口和主燃室的第一氧化剂入口连通，可实现将炉膛弱还原性气氛下产生的部分底渣高温碳作为提高氧化剂温度的热源，利用底渣高温碳的物理显热与化学热，以消耗较少量氧化剂为代价，以大幅提升其余大部分氧化剂的风温，可以提高锅炉低负荷下的床温，在降低氮氧化物排放的基础上提高锅炉燃烧稳定性，降低底渣量和底渣含碳量，提高燃烧效率。并且，由于床温得到了提升，可满足分离器进口sncr与尾部scr的脱硝温度窗口要求，进一步提高了脱硝效率。

技术特征：

1.一种低负荷提效循环流化床锅炉，包括：

2.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉，还包括：

3.根据权利要求2所述的循环流化床锅炉，还包括：

4.根据权利要求3所述的循环流化床锅炉，其中：

5.根据权利要求4所述的循环流化床锅炉，其中：

6.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉，其中：

7.一种用于低负荷提效循环流化床锅炉的燃烧方法，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其中：

9.根据权利要求7所述的方法，还包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述后燃室尾部设有附加受热面，所述附加受热面包括空气预热器，所述方法还包括：

技术总结
本发明属于循环流化床锅炉燃烧技术领域，具体涉及一种低负荷提效循环流化床锅炉及其燃烧方法。其中，循环流化床锅炉包括主燃室和底渣再燃室，主燃室设有第一氧化剂入口、气相产物出口和含碳底渣出口，主燃室用于燃料和第一氧化剂在主燃室内发生燃烧反应后生成气相产物和含碳底渣；底渣再燃室设有含碳底渣入口、第二氧化剂入口、第一氧化剂出口，底渣再燃室用于部分第二氧化剂和含碳底渣在底渣再燃室中进行完全燃烧反应，以利用反应热以及含碳底渣的物理显然预热其余部分第二氧化剂后得到第一氧化剂。

技术研发人员：宋国良,宋维健,刘敬樟
受保护的技术使用者：中国科学院工程热物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31