本發(fā)明屬于流化床燃燒技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種流化床鍋爐低氮燃燒裝置。

背景技術(shù)：

流化床燃燒是近二十年來興起的鍋爐新型燃燒技術(shù)，具有燃料適應(yīng)廣、燃燒效率高、負(fù)荷變化范圍大，氮氧化物排放相對較低等優(yōu)勢，是當(dāng)今潔凈煤燃燒技術(shù)的主力爐型，被廣泛的應(yīng)用于燃煤工業(yè)和熱電領(lǐng)域。但隨著環(huán)境壓力日益嚴(yán)峻，國家對環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的要求更加嚴(yán)格，2015年12月國務(wù)院三部委發(fā)布的《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放與節(jié)能改造工作方案》規(guī)定，全國具備改造條件的燃煤電廠需在2020年前實(shí)現(xiàn)超低排放，東部地區(qū)需在2017年前完成，超低排放明確要求煙氣中的氮氧化物排放濃度 NOx ≤ 50 mg/Nm³（O₂= 6%）。然而，流化床鍋爐氮氧化物的原始生成濃度，雖然比其它爐型相對較低，但爐膛出口濃度仍為200mg/Nm³-300 mg/Nm³，早期設(shè)計制造的流化床鍋爐甚至高達(dá)400mg/Nm³，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于超低排放規(guī)定中所要求達(dá)到的排放濃度。因此，現(xiàn)有燃煤鍋爐如果不采取任何措施，根本無法滿足目前環(huán)保要求。如何在確保鍋爐燃燒效率前提下，大幅度降低氮氧化物排放濃度，滿足燃煤鍋爐超低排放要求，對實(shí)現(xiàn)超低排放與節(jié)能減排目標(biāo)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

燃煤鍋爐氮氧化物的控制方法主要有燃燒過程中控制與燃燒后煙氣控制。燃燒過程中控制主要通過空氣分級、燃料分級、濃淡分離、或（與）煙氣再循環(huán)等低氮燃燒技術(shù)對燃燒器或燃燒區(qū)改進(jìn)，形成還原性氣氛抑制氮氧化物產(chǎn)生，脫銷效率相對較低，但具有設(shè)備體積小、初期投資少、基本無運(yùn)行成本等優(yōu)點(diǎn)；燃燒后煙氣控制，即在鍋爐排放煙氣中噴入還原劑/氧化劑將已經(jīng)生成的氮氧化物還原/氧化成為N₂。目前，煙氣脫銷控制主要以SNCR 與SCR脫銷技術(shù)最具代表性，具有相對較高的脫硝效率，特別適應(yīng)于大型燃煤電站鍋爐，但存在于設(shè)備體積大、初期投資大、運(yùn)行成本高，以及長期運(yùn)行導(dǎo)致氨逃逸引起的二次污染和影響尾部煙道受熱面等問題。同時，環(huán)保排放指標(biāo)要求日益嚴(yán)格（如現(xiàn)行GB13223-2011中規(guī)定NOx ≤ 100 mg/Nm³，即將實(shí)施的超低排放中規(guī)定NOx ≤ 50 mg/Nm³，O₂= 6%），由于任何脫銷方法都是具有最佳的脫銷效率，現(xiàn)有燃煤鍋爐雖然滿足現(xiàn)行排放指標(biāo)，但通常需要重新改造，才能滿足新的排放標(biāo)準(zhǔn)；煙氣脫銷控制雖然脫銷效率較高，即使能夠滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，但由于燃煤鍋爐初始生成濃度較高，高于其最佳脫銷效率，難以直接滿足新的超低排放標(biāo)準(zhǔn)，通常需要聯(lián)合其它脫銷措施。

為滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)，采用低氮燃燒與煙氣脫銷方式的聯(lián)合脫銷技術(shù)，引起了人們廣泛關(guān)注。聯(lián)合脫銷時，低氮燃燒技術(shù)除上述優(yōu)勢外，還具有成本低、施工周期短、對煙氣脫銷系統(tǒng)影響小，減緩煙氣脫銷壓力，降低煙氣脫銷運(yùn)行成本等優(yōu)點(diǎn)。但截至目前，有關(guān)流化床鍋爐采用低氮燃燒技術(shù)的研究報道相對較少，雖然大部分流化床鍋爐，特別是循環(huán)流化床鍋爐采用了較為簡單的空氣分級技術(shù)，但是早期對環(huán)保不夠重視，在設(shè)計制造流化床鍋爐時，只關(guān)注流化床料層流化特性，注重鍋爐燃燒效率，追求鍋爐熱效率，甚至超負(fù)荷運(yùn)行等傳統(tǒng)設(shè)計理念，造成實(shí)際運(yùn)行的一次風(fēng)配風(fēng)比偏大，空氣分級效果不明顯，導(dǎo)致分級燃燒效果較低。因此，流化床鍋爐的空氣分級燃燒在空氣分級配比、燃燒區(qū)中還原性區(qū)域分布、二次風(fēng)入射特性、以及卷吸效應(yīng)等方面都有較大改善空間。因此，本發(fā)明基于耦合空氣分級與再循環(huán)煙氣分級燃燒設(shè)計構(gòu)想，構(gòu)建一種流化床低氮燃燒鍋爐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要目的是降低流化床燃燒鍋爐氮氧化物原始生成濃度，提供一種基于空氣與再循環(huán)煙氣分級耦合的流化床低氮燃燒鍋爐，同時提供一種利用該裝置進(jìn)行低氮燃燒的燃燒方法。

本發(fā)明裝置包括一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、風(fēng)室、爐膛、旋風(fēng)分離器、受熱面尾部煙道、除塵器、引風(fēng)機(jī)、煙囪、再循環(huán)風(fēng)機(jī)。所述爐膛下段為變截面密相區(qū)、中上段為等截面稀相區(qū)；所述尾部受熱面煙道內(nèi)自上而下設(shè)有過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器（一、二次風(fēng)）。

所述一次風(fēng)機(jī)出口通過一次風(fēng)管經(jīng)空氣預(yù)熱器（一次風(fēng)）連接風(fēng)室左右兩側(cè)設(shè)有的一次風(fēng)口入口，二次風(fēng)機(jī)出口通過二次風(fēng)管連接空氣預(yù)熱器（二次風(fēng)）入口，空氣預(yù)熱器（二次風(fēng)）出口連接的二次風(fēng)管分成上、下二次風(fēng)管，上、下二次風(fēng)管分別連接上、下二次風(fēng)箱入口，上、下二次風(fēng)箱出口經(jīng)上、下二次風(fēng)支管分別與變截面密相區(qū)設(shè)有的上、下二次風(fēng)入口相連，形成爐內(nèi)空氣分級燃燒。所述引風(fēng)機(jī)出口與煙囪間設(shè)有再循環(huán)煙氣管道，在再循環(huán)煙氣管道上設(shè)有再循環(huán)風(fēng)機(jī)，再循環(huán)風(fēng)機(jī)出口設(shè)有并聯(lián)再循環(huán)煙氣分級管道，分別與風(fēng)室兩側(cè)設(shè)有的再循環(huán)煙氣入口、下二次風(fēng)箱入口端連接，形成再循環(huán)煙氣分級，再循環(huán)風(fēng)機(jī)控制調(diào)節(jié)煙氣總量，再循環(huán)煙氣分級管道分別設(shè)有調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)各分級管道煙氣量。

所述變截面密相區(qū)設(shè)有的上二次風(fēng)入口設(shè)置于密相區(qū)中上端，各上二次風(fēng)入口處于同一標(biāo)高；變截面密相區(qū)設(shè)有的下二次風(fēng)入口設(shè)置于密相區(qū)中下端，各下二次風(fēng)入口處于同一標(biāo)高。

上二次風(fēng)入口軸線入射方向相對于水平方向向下傾斜0度 - 20度，各上二次風(fēng)入口入射風(fēng)速應(yīng)控制在40m/s - 80m/s；上二次風(fēng)入射方向傾角為0度時，能夠充分體現(xiàn)上二次風(fēng)空氣分級效果，并能夠密相區(qū)顆粒濃度形成壓制效應(yīng)，防止大量燃燒顆粒被攜帶到稀相區(qū)；上二次風(fēng)為80m/s時，在保證二次風(fēng)的穿透性和剛性的同時，如果在增大會導(dǎo)致過分密相區(qū)顆粒濃度，導(dǎo)致攜帶到稀相區(qū)顆粒物濃度過少，造成爐膛上下溫差過大，造成帶不動燃燒負(fù)荷。所述下二次入口軸線入射方向相對于水平方向向下傾斜10度 - 35度，各下二次風(fēng)入口入射風(fēng)速應(yīng)控制在60m/s - 120m/s；下二次風(fēng)入射方向?yàn)橄蛳聝A斜為10度，能夠體現(xiàn)下二次風(fēng)空氣分級效果，如傾角再減小，會造成密相區(qū)底部氧量不能及時補(bǔ)充，容易造成底部缺氧，或局部結(jié)焦現(xiàn)象；在下二次風(fēng)傾角較小時，二次風(fēng)入射風(fēng)速可提高到120m/s，具有足夠剛度與穿透性，若風(fēng)速再增加，會導(dǎo)致下二次風(fēng)箱風(fēng)大過大，二次風(fēng)機(jī)電耗過大。

所述再循環(huán)煙氣分級管道輸送的二級再循環(huán)煙氣與下二次風(fēng)管道輸送的下二次風(fēng)在下二次風(fēng)箱入口端混合，增大下二次風(fēng)風(fēng)箱靜壓，提高下二次風(fēng)剛度與穿透性。

所述風(fēng)室左右兩側(cè)設(shè)有的再循環(huán)煙氣入口，其每一側(cè)入口布置方式可為單一入口布置，或雙入口對稱布置一次風(fēng)口兩側(cè)，或多入口圓周布置于一次風(fēng)入口周圍，充分混合一次風(fēng)與一級再循環(huán)煙氣。

所述風(fēng)室左右兩側(cè)設(shè)有再循環(huán)煙氣入口軸線方向與一次風(fēng)入口軸線方向具有一定入射傾角，入射角度為0度-30度；所述再循環(huán)煙氣入口煙氣或（和）一次風(fēng)入口處空氣具有設(shè)定流速，對周圍氣體產(chǎn)生卷吸效應(yīng)。

所述風(fēng)室兩側(cè)設(shè)有的再循環(huán)煙氣入口，在采用每側(cè)單一入口布置時，可與一次風(fēng)入口形成四角切圓方式布置，入口標(biāo)高位于風(fēng)室中下部。

所述風(fēng)機(jī)出口與煙囪之間設(shè)有的再循環(huán)煙氣管道、再循環(huán)風(fēng)機(jī)、以及并聯(lián)再循環(huán)煙氣分級管道設(shè)有防腐與保溫層。

利用本發(fā)明裝置進(jìn)行低氮燃燒方法為所述一次風(fēng)量、二次風(fēng)量、再循環(huán)煙氣量均可以調(diào)節(jié)，一次風(fēng)比、二次風(fēng)比、再循環(huán)煙氣比可控制在25%-60%、40%-75%、10%-40%范圍之間；上、下二次風(fēng)比調(diào)配依據(jù)鍋爐負(fù)荷增加，下二次風(fēng)比降低、上二次風(fēng)比增加原則進(jìn)行。一、二級再循環(huán)煙氣比依據(jù)鍋爐負(fù)荷與煤種變化分別控制在60%-100%、0%-40%范圍內(nèi)?；谏鲜隹諝馀c再循環(huán)煙氣分級耦合燃燒，在變截面密相區(qū)底部形成過量空氣系數(shù)約0.6-0.8的強(qiáng)還原性氣氛，在上下二次風(fēng)入口之間的密相區(qū)過量空氣系數(shù)約0.8-1.0的弱還原性氣氛，在上二次風(fēng)入口以上爐膛區(qū)域形成量空氣系數(shù)約1.1-1.3的氧化性燃燒區(qū)。

利用本發(fā)明裝置進(jìn)行低氮燃燒過程為：所述鍋爐點(diǎn)火正常運(yùn)行后，開啟再循環(huán)風(fēng)機(jī)，依據(jù)所述鍋爐負(fù)荷、爐膛沸下燃燒溫度、爐膛出口氧量與NOx濃度高低，輸送再循環(huán)煙氣，同時降低一次風(fēng)量，增大二次風(fēng)量，通過再循環(huán)風(fēng)機(jī)調(diào)控再循環(huán)煙氣總量，采用再循環(huán)分級管道上設(shè)有的控制調(diào)節(jié)閥分別調(diào)節(jié)一、二級再循環(huán)煙氣量配比；一級再循環(huán)煙氣與一次風(fēng)機(jī)輸送經(jīng)空預(yù)器預(yù)熱的一次風(fēng)在風(fēng)室內(nèi)均勻混合后進(jìn)入爐膛流化床料，在爐膛底部密相區(qū)進(jìn)行低氧燃燒，降低密相區(qū)沸下床溫，抑制溫度型氮氧化物生成，同時生成大量還原性氣體CO，形成強(qiáng)還原性氣氛區(qū)，抑制燃料型氮氧化物生成；二級再循環(huán)煙氣與二次風(fēng)機(jī)輸送經(jīng)空預(yù)熱器預(yù)熱的下二次風(fēng)經(jīng)下二次風(fēng)箱均勻混合后，通過下二次風(fēng)入口高速射入爐膛密相區(qū)中下部，產(chǎn)生強(qiáng)烈吸卷效應(yīng)，增強(qiáng)該區(qū)域內(nèi)的流體擾動，補(bǔ)充燃燒密相區(qū)中的氧量，形成弱還原性氣氛區(qū)，進(jìn)一步抑制氮氧化物生成，同時將生成氮氧化物還原；二次風(fēng)機(jī)輸送經(jīng)空預(yù)熱器預(yù)熱的上二次風(fēng)通過上二次風(fēng)口高速射入爐膛密相區(qū)中上部，產(chǎn)生卷吸效應(yīng)，增強(qiáng)擾動，形成氧化性氣氛的燃盡區(qū)；依據(jù)所述空氣與再循環(huán)煙氣兩級耦合，將爐膛分成密相區(qū)底部的強(qiáng)還原性燃燒區(qū)、密相區(qū)中上部的弱還原性燃燒區(qū)、及稀相區(qū)氧化性燃盡區(qū)的三級燃燒過程，能夠顯著抑制氮氧化物生成，防止氮氧化物二次生成，有利于降低爐膛沸下與爐膛出口之間溫差，提高鍋爐負(fù)荷變化范圍。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明依據(jù)氮氧化物生成原理，通過耦合空分級氣與再循環(huán)煙氣分級燃燒技術(shù)，在爐膛高度方向形成強(qiáng)還原性、弱還原性、氧化性的三級燃燒區(qū)，同時顯著減緩爐膛密相區(qū)燃燒強(qiáng)度，控制爐膛密相區(qū)燃燒溫度，提高爐膛整體溫度分布均勻性，抑制溫度型氮氧化產(chǎn)生；同時大大降低燃料型氮氧化物生成，并能將已生成的氮氧化物原為氮?dú)?；通過再循環(huán)風(fēng)機(jī)將再循環(huán)煙氣直接送入風(fēng)室與二次風(fēng)箱，能夠降低一、二次風(fēng)機(jī)電耗，避免再循環(huán)煙氣對風(fēng)機(jī)葉片、空氣預(yù)熱器換熱管內(nèi)壁面的腐蝕；避免長時間運(yùn)行后再循環(huán)煙氣中粉塵顆粒對風(fēng)機(jī)葉輪的侵蝕，及阻塞一、二次風(fēng)管上的風(fēng)量壓力測量裝置；本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，改造施工周期短，成本較低，占地空間較小等優(yōu)點(diǎn)，特別適應(yīng)于早期流化床鍋爐低氮燃燒改造。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一次風(fēng)與一級再循環(huán)煙氣的入射傾角示意圖；

圖3為一次風(fēng)與一級再循環(huán)煙氣之間的布置示意意圖；

圖4為一次風(fēng)與一級再循環(huán)煙氣四角切圓布置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明作詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明裝置包括一次風(fēng)機(jī)17、二次風(fēng)機(jī)18、風(fēng)室1、爐膛3、旋風(fēng)分離器5、尾部受熱面煙道11、除塵器20、引風(fēng)機(jī)22、煙囪21、再循環(huán)風(fēng)機(jī)24。所述爐膛下段為變截面密相區(qū)2、中上段為等截面稀相區(qū)4；所述尾部受熱面煙道內(nèi)自上而下設(shè)有過熱器10、省煤器12、空氣預(yù)熱器13（一、二次風(fēng)）。

空氣經(jīng)一次風(fēng)機(jī)入口16通過一次風(fēng)管15經(jīng)空氣預(yù)熱器（一次風(fēng)）連接風(fēng)室左右兩側(cè)設(shè)有的一次風(fēng)口入口，二次風(fēng)機(jī)入口19通過對應(yīng)的出口經(jīng)二次風(fēng)管14連接空氣預(yù)熱器（二次風(fēng)）入口，空氣預(yù)熱器（二次風(fēng)）出口連接的二次風(fēng)管14分成上、下二次風(fēng)管，上、下二次風(fēng)管分別連接上二次風(fēng)箱6入口、下二次風(fēng)箱7入口，上、下二次風(fēng)箱出口經(jīng)上、下二次風(fēng)支管分別與變截面密相區(qū)設(shè)有的上、下二次風(fēng)入口相連，形成爐內(nèi)空氣分級燃燒；所述引風(fēng)機(jī)22出口與煙囪間設(shè)有再循環(huán)煙氣管道23，在再循環(huán)煙氣管道上設(shè)有再循環(huán)風(fēng)機(jī)24，再循環(huán)風(fēng)機(jī)出口設(shè)有并聯(lián)再循環(huán)煙氣分級管道8、9，分別與風(fēng)室兩側(cè)設(shè)有的再循環(huán)煙氣入口、下二次風(fēng)箱入口端連接，形成再循環(huán)煙氣分級，再循環(huán)風(fēng)機(jī)控制調(diào)節(jié)煙氣總量，再循環(huán)煙氣分級管道分別設(shè)有調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)各分級管道煙氣量。

變截面密相區(qū)設(shè)有的上二次風(fēng)入口設(shè)置于密相區(qū)中上端，各上二次風(fēng)入口處于同一標(biāo)高；變截面密相區(qū)設(shè)有的下二次風(fēng)入口設(shè)置于密相區(qū)中下端，各下二次風(fēng)入口處于同一標(biāo)高。

上二次風(fēng)入口軸線入射方向相對于水平方向向下傾斜0度 - 20度，各上二次風(fēng)入口入射風(fēng)速應(yīng)控制在40m/s - 80m/s；上二次風(fēng)入射方向傾角為0度時，能夠充分體現(xiàn)上二次風(fēng)空氣分級效果，并能夠密相區(qū)顆粒濃度形成壓制效應(yīng)，防止大量燃燒顆粒被攜帶到稀相區(qū)。上二次風(fēng)為80m/s時，在保證二次風(fēng)的穿透性和剛性的同時，如果在增大會導(dǎo)致過分密相區(qū)顆粒濃度，導(dǎo)致攜帶到稀相區(qū)顆粒物濃度過少，造成爐膛上下溫差過大，造成帶不動燃燒負(fù)荷。所述下二次入口軸線入射方向相對于水平方向向下傾斜10度 - 35度，各下二次風(fēng)入口入射風(fēng)速應(yīng)控制在60m/s - 120m/s；下二次風(fēng)入射方向?yàn)橄蛳聝A斜為10度，能夠體現(xiàn)下二次風(fēng)空氣分級效果，如傾角再減小，會造成密相區(qū)底部氧量不能及時補(bǔ)充，容易造成底部缺氧，或局部結(jié)焦現(xiàn)象；在下二次風(fēng)傾角較小時，二次風(fēng)入射風(fēng)速可提高到120m/s，具有足夠剛度與穿透性，若風(fēng)速再增加，會導(dǎo)致下二次風(fēng)箱風(fēng)大過大，二次風(fēng)機(jī)電耗過大。

再循環(huán)煙氣分級管道輸送的二級再循環(huán)煙氣與下二次風(fēng)管道輸送的下二次風(fēng)在下二次風(fēng)箱入口端混合，增大下二次風(fēng)風(fēng)箱靜壓，提高下二次風(fēng)剛度與穿透性。

風(fēng)室左右兩側(cè)設(shè)有的再循環(huán)煙氣入口，其每一側(cè)入口布置方式可為單一入口布置，或雙入口對稱布置一次風(fēng)口兩側(cè)，或多入口圓周布置于一次風(fēng)入口周圍，充分混合一次風(fēng)與一級再循環(huán)煙氣，見圖3。

風(fēng)室左右兩側(cè)設(shè)有再循環(huán)煙氣入口軸線方向與一次風(fēng)入口軸線方向具有一定入射傾角，入射角度為0度-30度；再循環(huán)煙氣入口煙氣或（和）一次風(fēng)入口處空氣具有設(shè)定流速，對周圍氣體產(chǎn)生卷吸效應(yīng)，見圖2。

風(fēng)室兩側(cè)設(shè)有的再循環(huán)煙氣入口，在采用每側(cè)單一入口布置時，可與一次風(fēng)入口形成四角切圓方式布置，入口標(biāo)高位于風(fēng)室中下部，見圖4。

風(fēng)機(jī)出口與煙囪之間設(shè)有的再循環(huán)煙氣管道、再循環(huán)風(fēng)機(jī)、以及并聯(lián)再循環(huán)煙氣分級管道設(shè)有防腐與保溫層。

一次風(fēng)量、二次風(fēng)量、再循環(huán)煙氣量均可調(diào)，一次風(fēng)比、二次風(fēng)比、再循環(huán)煙氣比可控制在25%-60%、40%-75%、10%-40%范圍內(nèi)；上、下二次風(fēng)比調(diào)配依據(jù)鍋爐負(fù)荷增加，下二次風(fēng)比降低、上二次風(fēng)比增加原則進(jìn)行。一、二級再循環(huán)煙氣比依據(jù)鍋爐負(fù)荷與煤種變化分別控制在60%-100%、0%-40%范圍內(nèi)?；隈詈仙鲜隹諝馀c再循環(huán)煙氣分級燃燒，在變截面密相區(qū)底部形成過量空氣系數(shù)約0.6-0.8的強(qiáng)還原性氣氛，在上、下二次風(fēng)入口之間的密相區(qū)過量空氣系數(shù)約0.8-1.0的弱還原性氣氛，在上二次風(fēng)入口以上爐膛區(qū)域形成量空氣系數(shù)約1.1-1.3的氧化性燃燒區(qū)。如通過再循環(huán)煙氣調(diào)配，將一次風(fēng)比降低到25%時（占總風(fēng)量），一級再循環(huán)煙氣量應(yīng)占80%以上，在保證床料充分流化的同時，在爐膛底部形成強(qiáng)還原性密相區(qū)，即過量空氣系數(shù)約為0.6-0.8的強(qiáng)還原性氣氛，如果一次風(fēng)比再降低，會導(dǎo)致密相區(qū)底部嚴(yán)重缺氧，會造成煤粉顆粒液化，不是直接燃燒，容易出現(xiàn)煤粉顆粒結(jié)焦現(xiàn)象，降低流化床燃燒穩(wěn)定性。

在鍋爐點(diǎn)火正常運(yùn)行后，開啟再循環(huán)風(fēng)機(jī)，依據(jù)所述鍋爐負(fù)荷、爐膛沸下燃燒溫度、爐膛出口氧量與NOx濃度高低，輸送再循環(huán)煙氣，同時降低一次風(fēng)量，增大二次風(fēng)量，通過再循環(huán)風(fēng)機(jī)調(diào)控再循環(huán)煙氣總量，采用再循環(huán)分級管道上設(shè)有的控制調(diào)節(jié)閥分別調(diào)節(jié)一、二級再循環(huán)煙氣量配比；一級再循環(huán)煙氣與一次風(fēng)機(jī)輸送經(jīng)空預(yù)器預(yù)熱的一次風(fēng)在風(fēng)室內(nèi)均勻混合后進(jìn)入爐膛流化床料，在爐膛底部密相區(qū)進(jìn)行低氧燃燒，降低密相區(qū)沸下床溫，抑制溫度型氮氧化物生成，同時生成大量還原性氣體CO，形成強(qiáng)還原性氣氛區(qū)，抑制燃料型氮氧化物生成；二級再循環(huán)煙氣與二次風(fēng)機(jī)輸送經(jīng)空預(yù)熱器預(yù)熱的下二次風(fēng)經(jīng)下二次風(fēng)箱均勻混合后，通過下二次風(fēng)入口高速射入爐膛密相區(qū)中下部，產(chǎn)生強(qiáng)烈吸卷效應(yīng)，增強(qiáng)該區(qū)域內(nèi)的流體擾動，補(bǔ)充燃燒密相區(qū)中的氧量，形成弱還原性氣氛區(qū)，進(jìn)一步抑制氮氧化物生成，同時將生成氮氧化物還原；二次風(fēng)機(jī)輸送經(jīng)空預(yù)熱器預(yù)熱的上二次風(fēng)通過上二次風(fēng)口高速射入爐膛密相區(qū)中上部，產(chǎn)生卷吸效應(yīng)，增強(qiáng)擾動，形成氧化性氣氛的燃盡區(qū)；依據(jù)所述空氣與再循環(huán)煙氣兩級耦合，將爐膛分成密相區(qū)底部的強(qiáng)還原性燃燒區(qū)、密相區(qū)中上部的弱還原性燃燒區(qū)、及稀相區(qū)氧化性燃盡區(qū)的三級燃燒過程，能夠顯著抑制氮氧化物生成，防止氮氧化物二次生成，有利于降低爐膛沸下與爐膛出口之間溫差，提高鍋爐負(fù)荷變化范圍。

本發(fā)明通過空氣分級與再循環(huán)煙氣分級燃燒技術(shù)相結(jié)合，在爐膛沿高度方向形成明顯的強(qiáng)還原性燃燒、弱還原性燃燒、氧化性燃盡三級燃燒區(qū)，降低了燃料型氮氧化物形成，同時顯著減緩爐膛密相區(qū)燃燒強(qiáng)度，控制爐膛密相區(qū)燃燒溫度，提高爐膛整體溫度分布均勻性，抑制溫度型氮氧化產(chǎn)生。利用再循環(huán)風(fēng)機(jī)將再循環(huán)煙氣直接送入風(fēng)室與二次風(fēng)箱，降低一、二次風(fēng)機(jī)電耗，避免煙氣對風(fēng)機(jī)葉片、空氣預(yù)熱器換熱管內(nèi)壁面的腐蝕；避免長時間運(yùn)行后煙氣中粉塵顆粒對風(fēng)機(jī)葉輪的侵蝕，以及對風(fēng)量壓力儀表測量裝置阻塞。本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，改造施工周期短，成本較低，占地空間較小等優(yōu)點(diǎn)，特別適應(yīng)于早期流化床鍋爐低氮燃燒改造。

通過采用本發(fā)明裝置及低氮燃燒方法，可達(dá)到如下效果：鍋爐負(fù)荷40%-110%之間變化時，爐膛出口氧量可控制在2%-5%，能夠控制氮氧化物原始生成濃度同時，保證鍋爐燃燒效率，鍋爐熱效率影響較?。诲仩t氮氧化物濃度原始生成濃度比改造前50%以上。

本發(fā)明適用于燃煤流化床鍋爐。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施案例，凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明專利的涵蓋范圍。