采用烟气再循环降低NOx排放的抛煤机链条锅炉的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种采用烟气再循环降低NOx排放的抛煤机链条锅炉，包括链条炉排、抛煤机、炉膛、锅筒、省煤器、空气预热器、除尘器、脱硫塔、引风机、烟囱、一次风机、二次风机和烟气再循环风机；链条炉排下部有多个一次风室；一次风机吸入空气后经过空气预热器预热，形成一次风，送入各个一次风室中；二次风机从一次风管道中抽取预热后的空气，形成二次风，送入炉膛和抛煤机。在除尘器和脱硫塔之间的烟气管道处，引出一条烟气再循环主管道，安装有烟气再循环风机；烟气再循环风机出口主管道处，连接两条再循环烟气分管道，分别将再循环烟气送入一次风室和二次风机入口。本发明投资成本低，改造周期短，能够降低NOx排放50%以上。
【专利说明】
采用烟气再循环降低NOx排放的抛煤机链条锅炉
技术领域
[0001]本发明涉及一种抛煤机链条锅炉，具体涉及一种采用烟气再循环降低NOx排放的抛煤机链条锅炉，属于工业锅炉环保技术领域。
【背景技术】
[0002]链条炉在我国燃煤工业锅炉中应用广泛，是我国工业锅炉燃烧设备的主要方式，约占工业锅炉总量的60%。链条炉常在城镇居民集中区使用，且多为低空排放，使得工业锅炉对周围环境，特别是城镇环境污染尤为严重，而NOx在污染物中占据的份额较大。作为链条炉的一种，抛煤机链条锅炉是在正转链条炉排锅炉的基础上发展起来的，通过链条炉排反转和锅炉前墙上的机械风力抛煤设备，使得煤粉颗粒在炉排面上依次分层分布，细煤肩则在炉膛空间呈悬浮态分布，具有链条炉层燃的特点，又有悬浮燃烧煤粉炉的特点。但是由于其结构设计上的局限，其NOx排放浓度一般都在500mg/Nm3以上，有的高达1000mg/Nm3以上，大大超过《锅炉大气污染物排放标准KGB13271-2014)规定的重点地区链条炉NOx最高允许排放浓度为200mg/m3。因此经济有效地降低链条锅炉NOx排放，对于减轻大气污染具有十分重要的意义。
[0003]目前，控制NOx排放的技术可分为两类:一类是烟气净化技术，即把已经生成的NOx还原成N2,从而脱除烟气中的NOx;另一类是低NOx燃烧技术(或炉内脱氮技术)，通过锅炉运行方式的改进或对燃烧过程的控制，抑制燃烧过程中NOx的生成。但是，以上两类NOx排放控制技术大多应用于燃煤电站锅炉，在工业锅炉上尚缺乏实际应用实例。
[0004]2015年12月11日，环保部、发改委、能源局发布《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》，明确超低排放时间表，将东部地区原计划2020年前完成的超低排放(在基准氧含量6%条件下，NOx排放浓度不高于50mg/m3)改造任务，提前至2017年前总体完成。在此背景下，燃煤工业锅炉的NOx排放要求也越来越苛刻，不排除今后将此排放标准提升至100mg/m3。这对于拥有工业锅炉的大部分中小企业而言，其生存空间面临严峻挑战，迫切需要有合适的控制NOx排放的改造方法和技术。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种采用烟气再循环降低NOx排放的抛煤机链条锅炉改造方法和技术。
[0006]为实现上述目的，本发明的技术方案为:采用烟气再循环降低NOx排放的抛煤机链条锅炉，包括链条炉排、抛煤机、炉膛、锅筒、省煤器、空气预热器、除尘器、脱硫塔、引风机、烟囱、一次风机、二次风机和烟气再循环风机;所述的链条炉排下部区域有多个一次风室；所述的炉膛尾部烟道中依次布置有省煤器、空气预热器、除尘器、脱硫塔、引风机和烟囱；所述的一次风机吸入空气后经过空气预热器预热，形成一次风，送入各个一次风室中；所述的二次风机从一次风管道中抽取预热后的空气，形成二次风，送入炉膛和抛煤机;所述的除尘器和脱硫塔之间的烟气管道处，引出一条烟气再循环主管道，烟气再循环主管道中安装有烟气再循环风机;所述的烟气再循环风机出口的主管道一分为二，连接有两条再循环烟气分管道，分别将再循环烟气送入各个一次风室和二次风机的入口。
[0007]所述的烟气再循环风机的进口和出口处，分别设置有阀门，控制再循环烟气的比例;在两条再循环烟气分管道中，一条分管道将部分烟气分别送入各个一次风室，通过阀门控制送入各个一次风室的烟气量，该烟气与各个风室中的一次风混合后，送入各个一次风室对应的炉排;另外一条分管道连接到二次风机的入口，通过阀门控制送入二次风中的烟气比例，该部分烟气与二次风混合后，通过二次风机，分别送入炉膛前墙二次风喷口、炉膛后墙二次风喷口以及抛煤机的抛煤风管。
[0008]所述的链条炉排为倒转炉排，其下部区域有多个一次风室(4?6个风室)，沿链条炉排的运行方向呈“一”字排开，多个一次风室的出口与链条炉排相通，用以供给链条炉排上煤层燃烧所需的一次风。
[0009]所述的抛煤机为机械风力抛煤机，通过机械抛煤，将粒度大的煤抛在炉排后部，粒度小的煤抛在炉排前部，确保颗粒煤粉在炉排面上均匀分布;通过风力抛煤，将落入抛煤机中的细煤粉吹入炉膛。
[0010]所述的一次风和二次风的比例基本维持不变，一次风率和二次风率控制在80%和
20%左右。
[0011]所述的进入多个一次风室的一次风量，由翻板阀控制，按照一定比例分段送风给链条炉排的煤层燃烧，其调节范围在0%?100%之间。
[0012]所述的二次风中，送入炉膛前墙二次风喷口、炉膛后墙二次风喷口以及抛煤机抛煤风管的二次风比例基本维持不变，其二次风比率分别为40%、40%和20%左右。
[0013]所述的烟气再循环风机，其引入烟气量的多少，即烟气再循环率，根据锅炉负荷的大小，通过阀门的调节，控制在5.0%?25%范围内变化。
[0014]所述的烟气再循环风机，其引入的烟气量，分别送入两条再循环烟气分管道，其中送入二次风管道的烟气量，占烟气再循环风机引入烟气量的0%?30%。
[0015]所述的进入多个一次风室的再循环烟气量均可调，根据实际燃烧工况，其调节范围在0%?100%之间。
[0016]以上采用烟气再循环降低NOx排放的抛煤机链条锅炉改造方法和技术，主要通过增加一台烟气再循环风机、部分管道及阀门来降低NOx排放:(I)通过多个一次风室中一次风的分段送风，使燃煤颗粒的挥发分析出、着火和燃烧前期处于贫氧的气氛中，在还原性气氛下将释放的大量燃料氮转化成N2而非氧化成NOx; (2)烟气再循环风机将部分烟气引入多个一次风室，控制进入多个一次风室的再循环烟气量，推迟燃煤颗粒燃烧，降低燃烧温度和氧气浓度，促进挥发分在贫氧的气氛下析出，抑制NOx的生成；(3)烟气再循环风机将部分烟气送入二次风，降低了二次风中氧气的浓度，二次风送入炉膛后加强了炉膛内气流的扰动和混合，避免了火焰在高温和富氧状态下燃烧，抑制了悬浮燃烧区NOx的大量生成。
[0017]本发明提出的一种采用烟气再循环降低NOx排放的抛煤机链条锅炉改造方法和技术，不需要对锅炉进行较大的改动，只需要增加一台烟气再循环风机、部分烟气管道、阀门和仪表，投资成本少，改造周期短，可实现NOx减排50%以上。
【附图说明】
[0018]图1是本发明的结构示意图。
[0019]图1中，1-链条炉排;2-抛煤机;3-炉膛;4-锅筒;5-省煤器;6_空气预热器;7_除尘器;8-脱硫塔;9-引风机；10-烟囱；11-烟气再循环风机；12-—次风机；13-二次风机；1#?4#-一次风室I?4;a-前墙二次风喷口；b-后墙二次风喷口；kl?k4_翻板阀I?4；k5?kll-阀门5?11。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0021]如图1所示，采用烟气再循环降低NOx排放的抛煤机链条锅炉，包括链条炉排1、抛煤机2、炉膛3、锅筒4、省煤器5、空气预热器6、除尘器7、脱硫塔8、引风机9、烟囱10、烟气再循环风机11、一次风机12和二次风机13;所述的链条炉排I下部区域有多个一次风室(1#?4#为一次风室I?4);所述的炉膛3尾部烟道中依次布置有省煤器5、空气预热器6、除尘器7、脱硫塔8、引风机9和烟囱10;所述的一次风机12吸入空气后经过空气预热器6预热，形成一次风，送入各个一次风室(1#、2#、3#、4#)中；所述的二次风机13从一次风管道中抽取预热后的空气，形成二次风，送入炉膛3和抛煤机2;所述的除尘器7和脱硫塔8之间的烟气管道处，引出一条烟气再循环主管道，烟气再循环主管道中安装有烟气再循环风机11;所述的烟气再循环风机11出口的主管道处，连接有两条再循环烟气分管道，分别将再循环烟气送入各个一次风室(1#、2#、3#、4#)和二次风机13的入口。
[0022]所述烟气再循环风机11的进口和出口处，分别设置有阀门k9和klO，控制再循环烟气的比例。在两条再循环烟气分管道中，一条分管道将部分烟气分别送入各个一次风室(1#、2#、3#、4#)，通过阀门1^5?1^8控制送入各个一次风室(1#、2#、3#、4#)的烟气量，该烟气与各个一次风室(1#、2#、3#、4#)中的一次风混合后，送入各个一次风室(1#、2#、3#、4#)对应的炉排;另一条分管道连接到二次风机13的入口，通过阀门kll控制送入二次风机13中的烟气比例，该部分烟气与二次风混合后，通过二次风机13，分别送入炉膛3前墙二次风喷口 a、炉膛3后墙二次风喷口 b以及抛煤机2的抛煤风管。
[0023]所述的链条炉排I为倒转炉排，其下部区域有多个一次风室(1#、2#、3#、4#，一般有4?6个风室)，沿链条炉排I的运行方向呈“一”字排开；多个一次风室(1#、2#、3#、4#)的出口与链条炉排I相通，用以供给链条炉排I上煤层燃烧所需的一次风。
[0024]所述的抛煤机2为机械风力抛煤机，通过机械抛煤，将粒度大的煤抛在链条炉排I后部，粒度小的煤抛在链条炉排I前部，确保颗粒煤粉在链条炉排I的排面上均匀分布;通过风力抛煤，将落入抛煤机2中的细煤粉吹入炉膛3。
[0025]所述的一次风和二次风的比例基本维持不变，一次风率和二次风率控制在80%和
20%左右。
[0026]所述的进入多个一次风室(1#、2#、3#、4#)的一次风量，由翻板阀kl?k4控制，按照一定比例分段送风给链条炉排I的煤层燃烧，翻板阀kl?k4的调节范围在0%?100%之间。
[0027]所述的二次风中，送入炉膛3前墙二次风喷口a、炉膛3后墙二次风喷口b以及抛煤机2抛煤风管的二次风比例基本维持不变，其二次风比率分别为40%、40%和20%左右。
[0028]所述的烟气再循环风机11，其引入烟气量的多少，即烟气再循环率，根据锅炉负荷的大小，通过阀门k9的调节，控制在5.0%?25%范围内变化。
[0029]所述的烟气再循环风机11，其引入的烟气量，分别送入两条再循环烟气分管道，其中送入二次风管道的烟气量，占烟气再循环风机11引入烟气量的0%?30%。
[0030]所述的进入多个一次风室(1#、2#、3#、4#)的再循环烟气量均可调，根据实际燃烧工况，其阀门k5?k8的调节范围在0%?100%之间。
[0031]本发明适用于抛煤机链条锅炉。以上所述仅为本发明的【具体实施方式】，但本领域的普通技术人员不经创造性劳动就可做出的各种变形和修改，均在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.采用烟气再循环降低NOx排放的抛煤机链条锅炉，包括链条炉排1、抛煤机2、炉膛3、锅筒4、省煤器5、空气预热器6、除尘器7、脱硫塔8、引风机9、烟囱10、烟气再循环风机11、一次风机12和二次风机13;所述的链条炉排I下部区域有多个一次风室(1#、2#、3#、4#);所述的炉膛3尾部烟道中依次布置有省煤器5、空气预热器6、除尘器7、脱硫塔8、引风机9和烟囱10;所述的一次风机12吸入空气后经过空气预热器6预热，形成一次风，送入各个一次风室(1#、2#、3#、4#)中；所述的二次风机13从一次风管道中抽取预热后的空气，形成二次风，送入炉膛3和抛煤机2;所述的除尘器7和脱硫塔8之间的烟气管道处，引出一条烟气再循环主管道，烟气再循环主管道中安装有烟气再循环风机11;所述的烟气再循环风机11出口的主管道处，连接有两条再循环烟气分管道，分别将再循环烟气送入各个一次风室(1#、2#、3#、4#)和二次风机13的入口。2.如权利要求1所述的采用烟气再循环降低NOx排放的抛煤机链条锅炉，其特征在于:所述的烟气再循环风机11的进口和出口处，分别设置有阀门k9和klO，控制再循环烟气的比例；在两条再循环烟气分管道中，一条分管道将部分烟气分别送入各个一次风室(1#、2#、3#、4#)，通过阀门1^5?k8控制送入各个一次风室(1#、2#、3#、4#)的烟气量，该烟气与各个一次风室(1#、2#、3#、4#)中的一次风混合后，送入各个一次风室(1#、2#、3#、4#)对应的炉排;另一条分管道连接到二次风机13的入口，通过阀门kll控制送入二次风机13中的烟气比例，该部分烟气与二次风混合后，通过二次风机13，分别送入炉膛3前墙二次风喷口 a、炉膛3后墙二次风喷口 b以及抛煤机2的抛煤风管。3.如权利要求1所述的采用烟气再循环降低NOx排放的抛煤机链条锅炉，其特征在于:所述的链条炉排I为倒转炉排，其下部区域有多个一次风室(1#、2#、3#、4#，一般有4?6个风室)，沿链条炉排I的运行方向呈“一”字排开;多个一次风室(1#、2#、3#、4#)的出口与链条炉排I相通，用以供给链条炉排I上煤层燃烧所需的一次风;进入多个一次风室(1#、2#、3#、4#)的一次风量，由翻板阀kl?k4控制，按照一定比例分段送风给链条炉排I的煤层燃烧，翻板阀kl ~ k4的调节范围在0% ~ 100%之间。4.如权利要求1所述的采用烟气再循环降低NOx排放的抛煤机链条锅炉，其特征在于:所述的烟气再循环风机U，其引入烟气量的多少，即烟气再循环率，根据锅炉负荷的大小，通过阀门k9的调节，控制在5.0%?25%范围内变化。5.如权利要求1所述的采用烟气再循环降低NOx排放的抛煤机链条锅炉，其特征在于:所述的烟气再循环风机11，其引入的烟气量，分别送入两条烟气再循环分管道，其中送入二次风管道的烟气量，占烟气再循环风机11引入烟气量的0%?30%。6.如权利要求1所述的采用烟气再循环降低NOx排放的抛煤机链条锅炉，其特征在于:所述的进入多个一次风室(1#、2#、3#、4#)的再循环烟气量均可调，根据实际燃烧工况，其阀门k5?k8的调节范围在0%?100%之间。
【文档编号】F23C9/06GK106051748SQ201610354539
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】凌忠钱, 曾宪阳
【申请人】中国计量学院