專利名稱：：鍋爐分級燃燒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及鍋爐煙氣氮氧化物排放控制技術(shù)，更具體地說，涉及一種鍋爐分級燃燒裝置，該燃燒裝置能夠有效降低鍋爐的NOx排放。
背景技術(shù)：
：我國火電廠年耗煤約ll億噸，煙氣氮氧化物(以下簡稱NOJ排放近600萬噸，單位煤耗比國外平均高65克；工業(yè)鍋爐年耗煤4億噸，NOx排放近200萬噸，NOx基本處于無控制排放狀態(tài)，造成巨大的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染。因此，控制NOx排放已是我國一項十分緊迫的任務(wù)。國家環(huán)境保護(hù)總局和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局于2003年12月23日聯(lián)合發(fā)布了《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)分三個時段，對不同時段的火電廠建設(shè)項目分別規(guī)定了排放控制要求。而國內(nèi)各省巿也相應(yīng)制訂了火電廠NOx排放量控制標(biāo)準(zhǔn)，其中上海巿2010年1月l曰起，原有電站燃煤鍋爐執(zhí)行450mg/Nir^的排放標(biāo)準(zhǔn)；2007年9月1曰起，新建(含擴(kuò)建、改建)電站燃煤鍋爐執(zhí)行200mg/NmS的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，無論是原有鍋爐和新建鍋爐都必須對NOx排放進(jìn)行嚴(yán)格控制?，F(xiàn)有的鍋爐NOx排放的控制方式主要有兩類，一種是燃燒抑制NOx產(chǎn)生量目前常見為采用低NOx燃燒器和空氣分級燃燒兩項技術(shù)組合應(yīng)用的方式來實(shí)現(xiàn)的。但是，由于受入爐煤質(zhì)和燃燒系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，改造后的NOx排放濃度常在300mg/Nm3~500mg/NmS之間波動，難以保證NOx排放始終控制在450mg/Nn^以下。因此還必須再結(jié)合天然氣再燃技術(shù)才能使NOx排放達(dá)到國家和上海巿環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，但是，卻由于天然氣的氣源匱乏以及運(yùn)行成本較高的原因，使得實(shí)際應(yīng)用不易落實(shí)。另一種是鍋爐尾部煙氣凈化包括選擇性有催化劑還原法(SCR)脫硝技術(shù)和選擇性無催化劑還原法(SNCR)脫硝技術(shù)兩種。前者在燃燒抑制措施的基礎(chǔ)上，可以將NOx排放降到100mg/NmS以下。但是，高含塵煙氣段布置的SCR由于其催化劑是在"不干凈"的煙氣中工作，因此催化劑的壽命一般不超過三年。此外，釆用SCR脫硝方式還存在工程投資大、占地面積大、運(yùn)行費(fèi)用高的缺陷。而后者在燃燒抑制措施的基礎(chǔ)上，可以將NOx排放降到350mg/Nm3以下。但是由于其直接向爐膛內(nèi)噴射尿素溶液，溶液進(jìn)入爐膛后會使鍋爐熱效率降低，即使設(shè)計很周到，其熱效率降低也會達(dá)到0.5%。并且電站鍋爐的爐膛截面積很大，噴射進(jìn)去的溶液很難與爐膛內(nèi)的煙氣充分混合，所以實(shí)際脫硝效率比較低，一般只有30%的效果。綜上所述，目前迫切需要一種成本低、效率高的鍋爐NOx排放控制技術(shù)，來滿足現(xiàn)階段的國內(nèi)鍋爐NOx排放執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的是提供一種鍋爐分級燃燒裝置，該燃燒裝置能夠釆用高爐煤氣作為再燃燃料來抑制爐內(nèi)煙氣中NOx的產(chǎn)生量，從而達(dá)到鍋爐NOx排放標(biāo)準(zhǔn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案該鍋爐分級燃燒裝置一端設(shè)于置有風(fēng)箱的槽體內(nèi)，另一端設(shè)于鍋爐爐壁上并伸入爐膛內(nèi)，該燃燒裝置包括主燃燒部件，包括由下至上依次設(shè)置的第一高爐煤氣燃燒器、一組燃油噴燃器以及數(shù)組煤粉噴燃器；再燃燒部件，為一第二高爐煤氣燃燒器，設(shè)于主燃燒部件的上方；燃盡部件，為一燃盡風(fēng)噴嘴，設(shè)于再燃燒部件的上方。所述的第一高爐煤氣燃燒器和第二高爐煤氣燃燒器一端均通過管道連接至與高爐相連通的高爐煤氣儲存罐。所述的第二高爐煤氣燃燒器距下方的煤粉噴燃器之間的高度為3~4m。所述的第二高爐煤氣燃燒器距上方的燃盡風(fēng)噴嘴之間的高度為5~8m。所述的燃油噴燃器包括燃油空氣噴嘴和燃油燃燒器；所述煤粉噴燃器包括濃淡分離煤粉燃燒器和煤粉空氣噴嘴。在上述技術(shù)方案中，本實(shí)用新型的鍋爐分級燃燒裝置包括從下之上依次設(shè)置的主燃燒部件、再燃燒部件和燃盡部件。該燃燒裝置將鍋爐分成主燃燒區(qū)、再燃燒區(qū)和燃盡區(qū)，并進(jìn)行分級燃燒，并通過第二高爐煤氣燃燒器在爐膛內(nèi)形成還原性氣氛，對主燃燒區(qū)產(chǎn)生的NOx進(jìn)行還原，從而不但抑制了爐內(nèi)NOx的產(chǎn)生量，而且還合理利用了高爐煤氣，降低了成本，完全能夠達(dá)到現(xiàn)階段的鍋爐NOx排放執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。圖l是本實(shí)用新型的鍋爐分級燃燒裝置的使用狀態(tài)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的鍋爐分級燃燒裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。首先，對高爐煤氣(以下簡稱BFG)進(jìn)行分析說明BFG作為高爐煉鐵的副產(chǎn)品，通常被人們認(rèn)為著火困難，棄之浪費(fèi)，應(yīng)用起來卻又非常困難，所以在摻燒BFG的燃煤鍋爐中，在進(jìn)行燃燒器設(shè)計時，僅僅是出于能源綜合利用的目的，按不易著火的特性，把BFG噴嘴布置在整個鍋爐燃燒器的底部或煤噴燃器的中間。然而，通過對BFG在爐膛內(nèi)燃燒狀態(tài)的深入研究發(fā)現(xiàn)，BFG的著火性遠(yuǎn)比煤粉來得迅速，而且燃盡行程也短。BFG的性質(zhì)如表1所示表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>BFG中主要的可燃成分是CO，約占20%~30%,其余為C02、1\12及少量的H2和微量氣體雜質(zhì)，其燃點(diǎn)約為700°C，低位發(fā)熱量為3500kJ/tr^左右。因此，BFG完全具備了作為鍋爐的再燃燃料和還原性氣氛，用于對鍋爐煙氣NOx排放控制的可行性。請參閱圖1~圖2所示，該鍋爐分級燃燒裝置IO分別設(shè)于鍋爐1的兩側(cè)，每個燃燒裝置10—端設(shè)于置有風(fēng)箱的槽體11內(nèi)，另一端設(shè)于鍋爐l爐壁上并伸入爐膛內(nèi)，具體包括主燃燒部件12、再燃燒部件13和燃盡部件14,主燃燒部件12設(shè)于爐壁的下部，包括由下至上依次設(shè)置的第一高爐煤氣燃燒器121、一組燃油噴燃器以及數(shù)組煤粉噴燃器，燃油噴燃器包括燃油燃燒器122和燃油空氣噴嘴123,燃油燃燒器122設(shè)于燃油空氣噴嘴123的上方，燃油空氣噴嘴123—端與油管相連；每組煤粉噴燃器均包括一濃淡分離煤粉燃燒器124和一煤粉空氣噴嘴125,煤粉空氣噴嘴125設(shè)于濃淡分離煤粉燃燒器124的上方，并一端與煤粉管道相連。再燃燒部件13為一第二高爐煤氣燃燒器131,設(shè)于主燃燒部件12的上方，并且第一高爐煤氣燃燒器121和第二高爐煤氣燃燒器131可采用常見的格柵式燃燒器，并且一端均通過相應(yīng)的管道，連接至作為BFG氣源的與高爐2相連通的BFG儲存罐3。燃盡部件14為一燃盡風(fēng)噴嘴141(SOFA),設(shè)于第二高爐煤氣燃燒器131的上方，提供占總風(fēng)量20。/0~30%的燃盡風(fēng)。并且，第二高爐煤氣燃燒器131距下方的煤粉噴燃器之間的高度為3~4m,而第二高爐煤氣燃燒器131距上方的燃盡風(fēng)噴嘴141之間的高度為5~8m。上述所有的燃油空氣噴嘴123、煤粉空氣噴嘴125以及燃盡風(fēng)噴嘴141均與風(fēng)箱相連通。該燃燒裝置10的工作原理如下通過主燃燒部件12、再燃燒部件13和燃盡部件14將鍋爐1內(nèi)部燃燒分成由下而上的三個區(qū)域，分別為主燃燒區(qū)(即A區(qū))、再燃燒區(qū)(即B區(qū))和燃盡區(qū)(即C區(qū))，并進(jìn)行分級燃燒脫銷。具體步驟為，先通過主燃燒部件12的燃油噴燃器和煤粉噴燃器在A區(qū)進(jìn)行主燃燒，其中，濃淡分離煤粉燃燒器124把煤粉分成濃淡兩股送入爐膛，濃側(cè)噴口由于煤粉濃縮，著火溫度下降，穩(wěn)燃性提髙；淡側(cè)噴口利用濃側(cè)煤粉火焰引燃和助燃，能夠在很大程度上降低了N0x生成量。目前，有多種成熟類型的濃淡燃燒器如水平濃淡燃燒器和垂直濃淡燃燒器等，可根據(jù)需要進(jìn)行選取，其原理和效果在此不再贅述。然后通過第二高爐煤氣燃燒器131向爐膛內(nèi)的通入BFG，形成還原性氣氛，并在B區(qū)內(nèi)進(jìn)行再燃燒，將A區(qū)產(chǎn)生的NOx還原，其還原機(jī)理為N〇x+CO—N2+C〇2,而多余的BFG則通過管道送至第一高爐煤氣燃燒器121，并在鍋爐l底部進(jìn)行燃燒。最后，通過設(shè)于第二高爐煤氣燃燒器131上方的燃盡風(fēng)噴嘴141對C區(qū)輸入燃盡風(fēng)，將未燃燒完的煤粉燃盡。經(jīng)過試驗測量，采用該燃燒裝置IO的鍋爐1的INJOx排放濃度在350mg/Nn^以下，完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)限值。本實(shí)用新型的燃燒裝置IO還特別適用于現(xiàn)階段對現(xiàn)有大型鍋爐，尤其是煉鋼企業(yè)的發(fā)電鍋爐的改造，只需在鍋爐現(xiàn)有煤粉噴然器的相應(yīng)上方增設(shè)BFG噴嘴以及燃盡風(fēng)噴嘴141即可，不但大大降低了鍋爐的NOx排放，而且還合理利用了企業(yè)廢氣BFG,大幅度降低了煙氣脫硝工程的投資費(fèi)用、占地面積和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。而以擁有四臺高爐的煉鋼企業(yè)為例，每天產(chǎn)生的BFG高達(dá)1050km^h,完全能夠滿足鍋爐煙氣脫銷的應(yīng)用，因此，無需任何附加的運(yùn)行成本，效果十分顯著。本
技術(shù)領(lǐng)域：
中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用新型，而并非用作為對本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種鍋爐分級燃燒裝置，該燃燒裝置一端設(shè)于置有風(fēng)箱的槽體內(nèi)，另一端設(shè)于鍋爐爐壁上并伸入爐膛內(nèi)，其特征在于，該燃燒裝置包括主燃燒部件，包括由下至上依次設(shè)置的第一高爐煤氣燃燒器、一組燃油噴燃器以及數(shù)組煤粉噴燃器；再燃燒部件，為一第二高爐煤氣燃燒器，設(shè)于主燃燒部件的上方；燃盡部件，為一燃盡風(fēng)噴嘴，設(shè)于再燃燒部件的上方。2.如權(quán)利要求l所述的鍋爐分級燃燒裝置，其特征在于所述的第一高爐煤氣燃燒器和第二高爐煤氣燃燒器一端均通過管道連接至與高爐相連通的高爐煤氣儲存罐。3.如權(quán)利要求l所述的鍋爐分級燃燒裝置，其特征在于所述的第二高爐煤氣燃燒器距下方的煤粉噴燃器之間的高度為3~4m。4.如權(quán)利要求2所述的鍋爐分級燃燒裝置，其特征在于所述的第二高爐煤氣燃燒器距上方的燃盡風(fēng)噴嘴之間的高度為5~8m。5.如權(quán)利要求l所述的鍋爐分級燃燒裝置，其特征在于所述的燃油噴燃器包括燃油空氣噴嘴和燃油燃燒器；所述的煤粉噴燃器包括濃淡分離煤粉燃燒器和煤粉空氣噴嘴。專利摘要本實(shí)用新型公開了一種鍋爐分級燃燒裝置，該燃燒裝置包括從下之上依次設(shè)置的主燃燒部件、再燃燒部件和燃燼部件。該燃燒裝置將鍋爐分成主燃燒區(qū)、再燃燒區(qū)和燃盡區(qū)，并進(jìn)行分級燃燒，并通過第二高爐煤氣燃燒器在爐膛內(nèi)形成還原性氣氛，對主燃燒區(qū)產(chǎn)生的NO_x進(jìn)行還原，從而不但抑制了爐內(nèi)NO_x的產(chǎn)生量，而且還合理利用了高爐煤氣，降低了成本，完全能夠達(dá)到現(xiàn)階段的鍋爐NO_x排放執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。文檔編號F23C5/08GK201377786SQ200920067659公開日2010年1月6日申請日期2009年2月12日優(yōu)先權(quán)日2009年2月12日發(fā)明者周建偉,許建豪,顧立群,黃克勤申請人:寶山鋼鐵股份有限公司