本實(shí)用新型屬于鍋爐燃燒技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及實(shí)現(xiàn)低氮氧化物排放的循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鍋爐燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物中NO占有90%以上，二氧化氮占5%-10%，產(chǎn)生機(jī)理一般分為如下三種：（1）熱力型：燃燒時(shí)，空氣中氮在高溫下氧化產(chǎn)生，隨著反應(yīng)溫度T的升高，其反應(yīng)速率按指數(shù)規(guī)律，當(dāng)T<1500℃時(shí)，NO的生成量很少，而當(dāng)T>1500℃時(shí)，T每增加100℃，反應(yīng)速率增大6-7倍；（2）瞬時(shí)反應(yīng)型：燃料揮發(fā)物中碳?xì)浠衔锔邷胤纸馍傻腃H自由基可以和空氣中氮?dú)夥磻?yīng)生成HCN和N，再進(jìn)一步與氧氣作用以極快的速度生成，其形成時(shí)間只需要60ms，所生成的與爐膛壓力0.5次方成正比，與溫度的關(guān)系不大。上述兩種氮氧化物都不占NO_x的主要部分，不是主要來源。（3）燃料型NO_x：由燃料中氮化合物在燃燒中氧化而成，由于燃料中氮的熱分解溫度低于煤粉燃燒溫度，在600－800℃時(shí)就會(huì)生成燃料型，它在煤粉燃燒NO_x產(chǎn)物中占60－80％，由于煤的燃燒過程由揮發(fā)份燃燒和焦炭燃燒兩個(gè)階段組成，故燃料型的形成也由氣相氮的氧化（揮發(fā)份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）兩部分組成。

為了響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，多數(shù)電廠進(jìn)行SNCR脫硝改造，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，但存在氨耗量高、運(yùn)行成本高以及飛灰含碳量偏高的問題，還會(huì)帶來鍋爐尾部受熱面的腐蝕問題。對(duì)于沒有脫硝設(shè)備和脫硝燃燒器的燃煤鍋爐來說，只能采用低氮燃燒技術(shù)來減少NO_x的生成機(jī)會(huì)。近年來低氮燃燒技術(shù)有了長(zhǎng)足發(fā)展，作為最容易實(shí)現(xiàn)而且最經(jīng)濟(jì)的一種氮氧化物排放控制技術(shù)，低氮燃燒技術(shù)在燃煤電廠的煤粉鍋爐領(lǐng)域被普遍采用。而循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)由于特有的低溫燃燒和二次風(fēng)分級(jí)布置方式，其氮氧化物生成量都低于使用相同燃料的普通煤粉鍋爐，但是二次風(fēng)入口風(fēng)管分級(jí)布置形式雖然可以滿足鍋爐對(duì)二次風(fēng)量的要求，但二次風(fēng)對(duì)爐膛內(nèi)煙氣的擾動(dòng)作用較差，不利于燃料在爐膛內(nèi)的充分燃燒。

為了降低氮氧化物的生成，往往采用減少燃燒的過量空氣系數(shù)、降低鍋爐燃燒的峰值溫度，但這樣會(huì)影響鍋爐內(nèi)燃料的充分燃燒，鍋爐內(nèi)氧濃度過低(3%以下)，會(huì)增加化學(xué)不完全燃燒熱損失，引起飛灰含碳量增加，使鍋爐燃燒效率下降。因此，需要設(shè)計(jì)出既能降低氮氧化物排放又能提高燃料燃燒效率的循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種合理布置一次風(fēng)、二次風(fēng)分級(jí)燃燒、能實(shí)現(xiàn)低氮氧化物排放、燃料燃燒效率高、飛灰含碳量低的循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：實(shí)現(xiàn)低氮氧化物排放的循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)，包括依次相連的鍋爐、旋風(fēng)分離器、除塵器、引風(fēng)機(jī)，所述鍋爐內(nèi)壁四面墻上設(shè)有開設(shè)讓管的水冷壁，鍋爐上部為稀相區(qū)、下部為密相區(qū)，鍋爐最底部設(shè)用于一次風(fēng)布風(fēng)的水冷布風(fēng)板，還包括一次風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)、二次風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)，在引風(fēng)機(jī)后引出一根煙氣再循環(huán)管，所述煙氣再循環(huán)管上設(shè)一用于調(diào)節(jié)循環(huán)煙氣流量的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，煙氣再循環(huán)管上并聯(lián)一次風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)、二次風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)，所述一次風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)包括一次風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)管，煙氣再循環(huán)管通過設(shè)有煙氣再循環(huán)一次風(fēng)機(jī)的煙氣再循環(huán)一次風(fēng)支管接一次風(fēng)機(jī)入口，二次風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)包括二次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)管、置于鍋爐前墻、后墻外側(cè)的多根二次風(fēng)立管和設(shè)置于水冷壁上與二次風(fēng)立管連接的分層布置于鍋爐稀相區(qū)的二次風(fēng)噴口，二次風(fēng)噴口包括雙噴口和單噴口，煙氣再循環(huán)管通過設(shè)有煙氣再循環(huán)二次風(fēng)機(jī)的煙氣再循環(huán)二次風(fēng)支管接二次風(fēng)管，所述讓管包括單孔讓管和雙孔讓管。

進(jìn)一步的，所述煙氣再循環(huán)一次風(fēng)機(jī)和煙氣再循環(huán)二次風(fēng)機(jī)出口分別設(shè)電動(dòng)蝶閥和用于遠(yuǎn)程檢測(cè)風(fēng)壓的風(fēng)壓變送器。

進(jìn)一步的，所述鍋爐前墻兩側(cè)各設(shè)一根連接前墻單噴口的立管，中間設(shè)兩根連接前墻雙噴口的立管，中間兩根立管的管徑是兩側(cè)兩根立管管徑的2-3倍，所述前墻單噴口與前墻雙噴口的兩個(gè)噴口中間位置位于同一水平線上。

進(jìn)一步的，所述鍋爐后墻設(shè)五根二次風(fēng)立管，兩側(cè)兩根二次風(fēng)立管與中間一根二次風(fēng)立管連接雙噴口，其余兩根二次風(fēng)立管連接單噴口，中間雙噴口的兩個(gè)噴口的間距大于兩側(cè)雙噴口，連接雙噴口的立管的管徑是連接單噴口的立管管徑的2-3倍，所述單噴口與雙噴口的上噴口位于同一水平線上，所述兩側(cè)雙噴口的下噴口和中間雙噴口兩個(gè)噴口的中間位置位于同一水平線上。

進(jìn)一步的，所述二次風(fēng)管與二次風(fēng)立管之間設(shè)置二次風(fēng)聯(lián)箱，保證從各個(gè)二次風(fēng)噴口噴入鍋爐內(nèi)的二次風(fēng)受熱均勻，減少熱偏差。

進(jìn)一步的，所述前墻單噴口通過鍋爐前墻水冷壁上的單孔讓管將二次風(fēng)噴入鍋爐，所述前墻雙噴口通過鍋爐前墻水冷壁上的雙孔讓管將二次風(fēng)噴入鍋爐。

進(jìn)一步的，所述后墻上的單噴口通過鍋爐后墻水冷壁上的單孔讓管將二次風(fēng)噴入鍋爐，雙噴口通過鍋爐后墻水冷壁上的雙孔讓管將二次風(fēng)噴入鍋爐。

進(jìn)一步的，所述二次風(fēng)噴口距離水冷壁底部不小于1.5m。

進(jìn)一步的，所述二次風(fēng)立管長(zhǎng)度為其管徑的6-8倍。

進(jìn)一步的，所述二次風(fēng)管上設(shè)一變徑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）采用煙氣再循環(huán)，把部分煙氣混入到一次風(fēng)中，通過保證低負(fù)荷時(shí)密相區(qū)的流化風(fēng)速，改善低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)密相區(qū)的流化特性，強(qiáng)化密相區(qū)的混合，并把較多的煤粉顆粒帶到稀相區(qū)，降低密相區(qū)燃燒份額和溫度，使整個(gè)爐膛內(nèi)的溫度更加均勻；在高負(fù)荷時(shí)，把部分煙氣混入到一次風(fēng)中，豐富密相區(qū)調(diào)溫手段，降低密相區(qū)氧濃度，有利于減少NO_x的生成；

（2）把部分煙氣混入到二次風(fēng)中，有利于增加二次風(fēng)噴口的風(fēng)速，強(qiáng)化稀相區(qū)氣固、氣氣混合，有利于避免形成局部高溫區(qū)，從而降低NO_x生成；另外采用煙氣再循環(huán)在一定程度上提高了爐膛及對(duì)流換熱區(qū)的流速，有利于提高旋風(fēng)分離器效率，提高循環(huán)倍率，延長(zhǎng)飛灰在爐內(nèi)的停留時(shí)間，有利于飛灰再燃；同時(shí)循環(huán)灰量增大，也有利于控制料層溫度，煙氣再循環(huán)降低了爐膛的整體溫度，也有利于降低氮氧化物；

（3）傳統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐二次風(fēng)管均勻布置于鍋爐內(nèi)，該種布置形式雖然可以滿足鍋爐對(duì)二次風(fēng)量的要求，但二次風(fēng)對(duì)爐膛內(nèi)煙氣的擾動(dòng)作用較差，不利于燃料在爐膛內(nèi)的充分燃燒，也不利于爐膛內(nèi)燃料的分級(jí)燃燒和分層給風(fēng)，本實(shí)用新型通過設(shè)置雙噴口與單噴口、調(diào)整二次風(fēng)噴口立管的管徑，不僅實(shí)現(xiàn)了二次風(fēng)高度方向的分級(jí)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)水平方向分級(jí)，以達(dá)到爐膛氧量分配均勻的目標(biāo)；

（4）本實(shí)用新型的二次風(fēng)布置方式增加了爐膛內(nèi)煙氣的擾動(dòng)作用，使燃料充分燃燒，降低了NO_x的生成；

（5）通過提高二次風(fēng)噴口的位置，距離水冷壁底部不小于1.5m，增大下部密相還原區(qū)高度，從而增大還原時(shí)間，讓更多煤炭初期燃燒產(chǎn)生的NO_x還原為N₂；

（6）二次風(fēng)立管長(zhǎng)度為其管徑的6-8倍，保證二次風(fēng)進(jìn)入爐內(nèi)能形成良好的射流噴射效果，保持基本射程而不被擴(kuò)散；

（7）二次風(fēng)管設(shè)一變徑，增大二次風(fēng)入口風(fēng)速，增加爐膛內(nèi)煙氣的擾動(dòng)，使燃料充分燃燒；

（8）煙氣再循環(huán)管上設(shè)一用于調(diào)節(jié)循環(huán)煙氣流量的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，煙氣再循環(huán)一次風(fēng)支管

和煙氣再循環(huán)二次風(fēng)支管上分別設(shè)電動(dòng)蝶閥和用于遠(yuǎn)程檢測(cè)風(fēng)壓的風(fēng)壓變送器，可以分別自動(dòng)調(diào)節(jié)一次風(fēng)循環(huán)煙氣、二次風(fēng)煙氣循環(huán)煙氣的風(fēng)量，通過調(diào)整一、二次風(fēng)的比例可在一定程度上控制燃燒狀態(tài)和爐膛出口（分離器入口）煙氣含氧量，從而NO_x排放量下降；

（9）本實(shí)用新型較SNCR脫硝技術(shù)，運(yùn)行成本低，不需要脫硝劑，不會(huì)造成鍋爐尾部受熱面的腐蝕。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的工藝流程圖；

圖2為本實(shí)用新型的煙氣再循環(huán)風(fēng)道布置圖；

圖3為本實(shí)用新型的爐膛內(nèi)二次風(fēng)噴口的布置示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的前墻水冷壁讓管位置圖；

圖5為本實(shí)用新型的后墻水冷壁讓管位置圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖所示，實(shí)現(xiàn)低氮氧化物排放的循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)，包括依次相連的鍋爐1、旋風(fēng)分離器22、除塵器19、引風(fēng)機(jī)17和排煙囪16，鍋爐1內(nèi)壁四面墻上設(shè)有開設(shè)讓管的水冷壁25，鍋爐1上部為稀相區(qū)、下部為密相區(qū)，鍋爐1最底部設(shè)用于一次風(fēng)布風(fēng)的水冷布風(fēng)板24，還包括一次風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)、二次風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)，在引風(fēng)機(jī)17后引出一根煙氣再循環(huán)管14，煙氣再循環(huán)管14上設(shè)一用于調(diào)節(jié)循環(huán)煙氣流量的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥15，煙氣再循環(huán)管14上并聯(lián)一次風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)、二次風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)，讓管包括單孔讓管和雙孔讓管。

一次風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)包括一次風(fēng)機(jī)20和一次風(fēng)管23，煙氣再循環(huán)管14通過設(shè)有煙氣再循環(huán)一次風(fēng)機(jī)13的煙氣再循環(huán)一次風(fēng)支管18接一次風(fēng)機(jī)20入口，煙氣再循環(huán)一次風(fēng)機(jī)13出口設(shè)有一次風(fēng)電動(dòng)蝶閥12和用于遠(yuǎn)程檢測(cè)風(fēng)壓的一次風(fēng)風(fēng)壓變送器11。

二次風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)包括二次風(fēng)機(jī)10、二次風(fēng)管5、置于鍋爐前墻27、后墻30外側(cè)的多根二次風(fēng)立管3和設(shè)置于水冷壁25上與二次風(fēng)立管3連接的分層布置于鍋爐1稀相區(qū)的二次風(fēng)噴口2，二次風(fēng)噴口2包括雙噴口和單噴口，煙氣再循環(huán)管14通過設(shè)有煙氣再循環(huán)二次風(fēng)機(jī)9的煙氣再循環(huán)二次風(fēng)支管6接二次風(fēng)管5，煙氣再循環(huán)二次風(fēng)機(jī)9出口設(shè)有二次風(fēng)電動(dòng)蝶閥8和用于遠(yuǎn)程檢測(cè)風(fēng)壓的二次風(fēng)風(fēng)壓變送器7。

二次風(fēng)管5與二次風(fēng)立管3之間設(shè)置二次風(fēng)聯(lián)箱4，保證從各個(gè)二次風(fēng)噴口2噴入鍋爐1內(nèi)的二次風(fēng)受熱均勻，減少熱偏差，二次風(fēng)管5上設(shè)一變徑26，增加二次風(fēng)入口風(fēng)速，增加爐膛內(nèi)煙氣的擾動(dòng)，使燃料充分燃燒。

鍋爐前墻27兩側(cè)各設(shè)一根連接前墻單噴口28的立管，中間設(shè)兩根連接前墻雙噴口29的立管，中間兩根立管的管徑是兩側(cè)兩根立管管徑的2-3倍，以達(dá)到二次風(fēng)水平方向的分級(jí)，前墻單噴口28與前墻雙噴口29的兩個(gè)噴口中間位置位于同一水平線上，以達(dá)到二次風(fēng)高度方向的分級(jí)，所述前墻單噴口28通過鍋爐前墻水冷壁34上的前墻單孔讓管35將二次風(fēng)噴入鍋爐1，前墻雙噴口29通過鍋爐前墻水冷壁34上的前墻雙孔讓管36將二次風(fēng)噴入鍋爐1。

鍋爐后墻30設(shè)五根二次風(fēng)立管，兩側(cè)兩根二次風(fēng)立管連接后墻兩側(cè)雙噴口33，中間一根二次風(fēng)立管連接后墻中間雙噴口31，其余兩根二次風(fēng)立管連接后墻單噴口32，后墻中間雙噴口31的兩個(gè)噴口的間距大于后墻兩側(cè)雙噴口33的兩個(gè)噴口，連接后墻兩側(cè)雙噴口33和后墻中間雙噴口31的立管的管徑是連接后墻單噴口32的立管管徑的2-3倍，以達(dá)到二次風(fēng)水平方向的分級(jí)，所述后墻單噴口32、后墻兩側(cè)雙噴口33的上噴口和后墻中間雙噴口31的上噴口位于同一水平線上，后墻兩側(cè)雙噴口33的下噴口和后墻中間雙噴口31兩個(gè)噴口的中間位置位于同一水平線上，以達(dá)到二次風(fēng)高度方向的分級(jí)，所述后墻單噴口32通過鍋爐后墻水冷壁37上的后墻單孔讓管39將二次風(fēng)噴入鍋爐1，后墻兩側(cè)雙噴口33通過鍋爐后墻水冷壁37上的后墻兩側(cè)雙孔讓管40將二次風(fēng)噴入鍋爐，后墻中間雙噴口31通過鍋爐后墻水冷壁37上的后墻中間雙孔讓管38將二次風(fēng)噴入鍋爐。

前墻雙噴口29距離前墻水冷壁34底部不小于1.5m，后墻中間雙噴口31距離后墻水冷壁37底部不小于1.5m，增大下部密相還原區(qū)高度，從而增大還原時(shí)間，讓更多煤炭初期燃燒產(chǎn)生的NO_x還原為N₂。

二次風(fēng)立管3長(zhǎng)度為其管徑的6-8倍，以保證能形成良好的二次風(fēng)進(jìn)入爐內(nèi)的射流噴射效果，保持基本射程而不被擴(kuò)散。

煤粉在鍋爐1內(nèi)低氮燃燒后，含塵煙氣經(jīng)過旋風(fēng)分離器22處理后，煙氣從尾部煙道21進(jìn)入除塵器19除去顆粒物，干凈煙氣再引風(fēng)機(jī)作17用下從排煙囪16排出。同時(shí)，在引風(fēng)機(jī)17后引出煙氣再循環(huán)管14，把部分煙氣混入到一次風(fēng)中，通過保證低負(fù)荷時(shí)密相區(qū)的流化風(fēng)速，改善低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)密相區(qū)的流化特性，強(qiáng)化密相區(qū)的混合，并把較多的煤粉顆粒帶到稀相區(qū)，降低密相區(qū)燃燒份額和溫度，使整個(gè)爐膛內(nèi)的溫度更加均勻；在高負(fù)荷時(shí)，把部分煙氣混入到一次風(fēng)中，豐富密相區(qū)調(diào)溫手段，降低密相區(qū)氧濃度，有利于減少NO_x的生成。

把部分煙氣混入到二次風(fēng)中，有利于增加二次風(fēng)噴口的風(fēng)速，強(qiáng)化稀相區(qū)氣固、氣氣混合，有利于避免形成局部高溫區(qū)，從而降低NO_x生成；另外采用煙氣再循環(huán)在一定程度上提高了爐膛及對(duì)流換熱區(qū)的流速，有利于提高旋風(fēng)分離器效率，提高循環(huán)倍率，延長(zhǎng)飛灰在爐內(nèi)的停留時(shí)間，有利于飛灰再燃；同時(shí)循環(huán)灰量增大，也有利于控制料層溫度，煙氣再循環(huán)降低了爐膛的整體溫度，也有利于降低氮氧化物。

綜上所述，本實(shí)用新型把部分煙氣混入到一次風(fēng)中，通過保證低負(fù)荷時(shí)密相區(qū)的流化風(fēng)速，改善低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)密相區(qū)的流化特性，強(qiáng)化密相區(qū)的混合，并把較多的煤粉顆粒帶到稀相區(qū)，降低密相區(qū)燃燒份額和溫度，使整個(gè)爐膛內(nèi)的溫度更加均勻；把部分煙氣混入到二次風(fēng)中，有利于增加二次風(fēng)噴口的風(fēng)速，強(qiáng)化稀相區(qū)氣固、氣氣混合，有利于避免形成局部高溫區(qū)，從而降低NO_x生成，一定程度上提高了爐膛及對(duì)流換熱區(qū)的流速，有利于提高旋風(fēng)分離器效率，提高循環(huán)倍率，延長(zhǎng)飛灰在爐內(nèi)的停留時(shí)間，有利于飛灰再燃；同時(shí)循環(huán)灰量增大，也有利于控制料層溫度，煙氣再循環(huán)降低了爐膛的整體溫度，也有利于降低氮氧化物；本實(shí)用新型的二次風(fēng)布置方式增加了爐膛內(nèi)煙氣的擾動(dòng)作用，使燃料充分燃燒，降低了NO_x的生成，通過設(shè)置雙噴口與單噴口、調(diào)整二次風(fēng)噴口立管的管徑，不僅實(shí)現(xiàn)了二次風(fēng)高度方向的分級(jí)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)水平方向分級(jí)，以達(dá)到爐膛氧量分配均勻的目標(biāo)；通過在煙氣再循環(huán)一次風(fēng)支管和煙氣再循環(huán)二次風(fēng)支管上分別設(shè)電動(dòng)蝶閥和用于遠(yuǎn)程檢測(cè)風(fēng)壓的風(fēng)壓變送器，可以分別調(diào)節(jié)一次風(fēng)循環(huán)煙氣、二次風(fēng)煙氣循環(huán)煙氣的風(fēng)量，通過調(diào)整一、二次風(fēng)的比例可在一定程度上控制燃燒狀態(tài)和爐膛出口（分離器入口）煙氣含氧量，從而NO_x排放量下降；運(yùn)行成本低，不會(huì)造成鍋爐腐蝕問題。

當(dāng)然，上述說明并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，作出的變化、改型、添加或替換，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。