本發(fā)明屬于鍋爐低氮燃燒技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種差速流化床鍋爐系統(tǒng)及其產(chǎn)生循環(huán)煙氣的方法。
背景技術(shù)：
由于流態(tài)化燃燒方式獨(dú)有的環(huán)保特性，流態(tài)化燃燒鍋爐逐步得到全社會的認(rèn)可，高低差速流化床鍋爐作為流化床鍋爐當(dāng)中特殊的一類爐型，通過設(shè)置主副床分區(qū)流化、副床埋管換熱、中溫旋風(fēng)分離的方式，避免了高倍率循環(huán)流化床鍋爐燃燒中的常見的受熱面易磨損、出力穩(wěn)定性差、高溫分離易結(jié)渣、燃料適應(yīng)性低等問題，在流態(tài)化燃燒領(lǐng)域愈發(fā)受到重視，并逐漸被化工、造紙、紡織、供熱等各個行業(yè)應(yīng)用。更加值得注意的是，目前高低差速流化床鍋爐設(shè)計(jì)時未考慮燃燒過程中對nox的深度抑制，鍋爐低nox排放潛質(zhì)有待深度挖掘，且現(xiàn)有技術(shù)中流化床鍋爐nox的排放對周圍環(huán)境污染較為嚴(yán)重。與此同時，2014年5月，發(fā)改委、環(huán)保部和國家能源局聯(lián)合下發(fā)的《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計(jì)劃(2014～2020年)》中規(guī)定：有條件的燃煤機(jī)組要基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組的排放限值，部分省市如山東省標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定流化床鍋爐煤電機(jī)組nox排放，在基準(zhǔn)含氧量6％條件下，必須在100mg/nm3以內(nèi)。在如此高標(biāo)準(zhǔn)的要求下，必須通過降低高低差速流化床鍋爐nox初始排放，才能在配合尾部脫硝裝置條件下實(shí)現(xiàn)超低排放。因此，通過燃燒的組織，在源頭上經(jīng)濟(jì)、高效的實(shí)現(xiàn)高低差速流化床鍋爐nox減排，對于減輕大氣污染具有十分重要的意義。
目前，高低差速流化床鍋爐爐內(nèi)的物料循環(huán)及燃燒過程決定了爐內(nèi)燃燒份額的分配。由于高速床和低速床之間采用不同的流化風(fēng)速，主床較高風(fēng)速吹動高溫細(xì)顆粒翻騰到副床上，物料與副床上埋管換熱溫度降低50～100℃后，通過底部返回主床，延長了物料在爐內(nèi)停留時間，形成特有的內(nèi)循環(huán)過程。大部分的物料在主床燃燒，燃燒強(qiáng)度大，因而消耗引入爐膛中的大部分的氧量，副床上的物料經(jīng)過埋管換熱后溫度大幅降低，燃燒強(qiáng)度相對于主床區(qū)域明顯減弱，副床上的氧量相對于主床來說嚴(yán)重富余。因此，此種爐型流態(tài)化燃燒方式當(dāng)中，“中心缺氧，四周富氧”的問題在此種爐型上更加突出，副床燃燒區(qū)過量的氧氣不利于抑制副床燃燒區(qū)域nox的生成，同時主床高的流化風(fēng)速引射吸入副床風(fēng)量后導(dǎo)致主床燃燒區(qū)域氧量增加，削弱了底部流化風(fēng)與上部二次風(fēng)構(gòu)建的空氣分級燃燒效果，形成下部主床高溫富氧的燃燒工況，燃料型nox大量生成。此外，常見高低差速流化床鍋爐的主床風(fēng)量：副床風(fēng)量：其他風(fēng)量近似為44:38:18，其他風(fēng)量當(dāng)中包含返料風(fēng)、播煤風(fēng)及二次風(fēng)等，可見鍋爐實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中二次風(fēng)風(fēng)率很低，空氣分級燃燒效果不明顯，鍋爐nox生成量大。更加值得注意的是，在用的高低差速流化床鍋爐更加關(guān)注的是燃燒效率，然而由于密相區(qū)水冷壁吸熱過少，主床溫度過高，滿負(fù)荷主床溫度高達(dá)950℃，局部高溫區(qū)溫度甚至超過1000℃，容易造成鍋高溫結(jié)焦(尤其是燃用生物質(zhì)燃料時更為嚴(yán)重)，為此只能通過加大一次風(fēng)量運(yùn)行的措施，也只能將床溫控制在950℃以下，完全沒有充分兼顧爐內(nèi)低氮燃燒，導(dǎo)致燃料型nox和熱力型nox大幅增加，爐膛出口總nox排放量甚至在400mg/nm3以上(折算到6％o2)。因此，設(shè)計(jì)一種新的高低差速流化床鍋爐低nox燃燒方法是本領(lǐng)域工程技術(shù)人員亟需解決的問題。
煙氣再循環(huán)技術(shù)作為一種低氮工藝被引入到各種燃燒爐型當(dāng)中，其本質(zhì)是通過將燃燒產(chǎn)生的煙氣重新引回核心燃燒區(qū)，實(shí)現(xiàn)對燃燒區(qū)域溫度和氧量的控制，從而減少燃料中揮發(fā)分氮和焦炭氮向nox的轉(zhuǎn)化量。高低差速流化床鍋爐相對于高倍率循環(huán)流化床鍋爐燃燒方式更加獨(dú)特，還沒有專門針對此種爐型的低氮燃燒技術(shù)，因此，開發(fā)一種如何在充分發(fā)揮高低差速流化床鍋爐燃料適應(yīng)性廣、帶負(fù)荷能力強(qiáng)、燃燒效率高的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)原始nox排放大幅降低的燃燒方法是眾多鍋爐研發(fā)設(shè)計(jì)及鍋爐運(yùn)行技術(shù)人員必須面對的一道技術(shù)難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種差速流化床鍋爐系統(tǒng)，燃燒效率高，降低了nox的排放。
為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種差速流化床鍋爐系統(tǒng)，包括鍋爐主體，所述鍋爐主體的的上部設(shè)置有煙氣出口，所述煙氣出口連接有煙囪，所述煙氣出口與所述煙囪之間設(shè)置有脫硫除塵裝置，所述脫硫除塵裝置與所述煙囪之間設(shè)置有引風(fēng)機(jī)，所述鍋爐主體的底部設(shè)置有主床風(fēng)室和副床風(fēng)室，所述主床風(fēng)室設(shè)置于所述鍋爐主體的底部的中部，所述副床風(fēng)室靠近所述鍋爐主體的前后墻設(shè)置，所述主床風(fēng)室的上方為主床燃燒區(qū)，所述副床風(fēng)室的上方為副床燃燒區(qū)，所述主床風(fēng)室的進(jìn)風(fēng)口連接有一次風(fēng)機(jī)，所述副床風(fēng)室的進(jìn)風(fēng)口連接有二次風(fēng)機(jī)，所述鍋爐主體的前后墻設(shè)置有第一二次風(fēng)噴口組，所述引風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與所述一次風(fēng)機(jī)和所述二次風(fēng)機(jī)之間設(shè)置有煙氣再循環(huán)系統(tǒng)。
其中，所述煙氣再循環(huán)系統(tǒng)包括煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)、若干風(fēng)量測量裝置以及若干用于調(diào)節(jié)煙氣量大小的調(diào)節(jié)風(fēng)門，一個所述風(fēng)量測量裝置與一個所述調(diào)節(jié)風(fēng)門對應(yīng)成組設(shè)置且為串聯(lián)連接，所述煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口與所述引風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口相連接，所述煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口分別與所述二次風(fēng)機(jī)、所述一次風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口/出風(fēng)口并聯(lián)連接，所述煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)與所述引風(fēng)機(jī)之間、所述煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)與所述二次風(fēng)機(jī)之間、所述煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)與所述一次風(fēng)機(jī)之間均設(shè)置有一組所述風(fēng)量測量裝置與所述調(diào)節(jié)風(fēng)門。
其中，所述風(fēng)量測量裝置包括第一風(fēng)量流量表、第二風(fēng)量流量表、第三風(fēng)量流量表，所述調(diào)節(jié)風(fēng)門包括第一調(diào)節(jié)風(fēng)門、第二調(diào)節(jié)風(fēng)門、第三調(diào)節(jié)風(fēng)門；所述第一風(fēng)量流量表與所述第一調(diào)節(jié)風(fēng)門串聯(lián)連接且設(shè)置于所述煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)與所述二次風(fēng)機(jī)之間；所述第二風(fēng)量流量表與所述第二調(diào)節(jié)風(fēng)門串聯(lián)連接且設(shè)置于所述煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)與所述一次風(fēng)機(jī)之間；所述第三風(fēng)量流量表與所述第三調(diào)節(jié)風(fēng)門串聯(lián)連接且設(shè)置于所述煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)與所述引風(fēng)機(jī)之間；所述引風(fēng)機(jī)與所述第三調(diào)節(jié)風(fēng)門之間還設(shè)置有總風(fēng)量流量表。
其中，所述調(diào)節(jié)風(fēng)門為電動調(diào)節(jié)風(fēng)門。
其中，所述鍋爐主體的左右墻設(shè)置有第二二次風(fēng)噴口組，所述第一二次風(fēng)噴口組與所述第二二次風(fēng)噴口組分別與所述二次風(fēng)機(jī)相連，所述第一二次風(fēng)噴口組與所述第二二次風(fēng)噴口組的噴射角度均為0～15°。
其中，所述主床風(fēng)室和所述副床風(fēng)室的上方均設(shè)置有布風(fēng)板，所述主床風(fēng)室上方的所述布風(fēng)板上鋪設(shè)有燃料，所述第一二次風(fēng)噴口組與所述第二二次風(fēng)噴口組在所述鍋爐主體的高度相同，且所述第一二次風(fēng)噴口組距離所述主床風(fēng)室的上方的布風(fēng)板的高度為所述布風(fēng)板上所鋪燃料的厚度的5～10倍處。。
本發(fā)明的目的之二在于提供一種采用差速流化床鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生循環(huán)煙氣的方法，包括如下步驟：
1)燃料送入鍋爐爐膛，所述一次風(fēng)機(jī)將風(fēng)送入主床風(fēng)室，二次風(fēng)機(jī)將風(fēng)送入副床風(fēng)室，燃料在所述主床燃燒區(qū)與所述副床燃燒區(qū)燃燒并產(chǎn)生煙氣；
2)產(chǎn)生的煙氣經(jīng)所述脫硫除塵裝置脫硫除塵，脫硫除塵后的一部分煙氣由所述煙氣再循環(huán)系統(tǒng)通過二次風(fēng)機(jī)將循環(huán)煙氣送入所述第一二次風(fēng)噴口組及副床風(fēng)室，通過所述一次風(fēng)機(jī)將循環(huán)煙氣送入所述主床風(fēng)室以使燃料進(jìn)一步燃燒；脫硫除塵后的另一部分未循環(huán)的煙氣由所述引風(fēng)機(jī)抽出后經(jīng)所述煙囪排出。
優(yōu)選地，采用差速流化床鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生循環(huán)煙氣的方法，包括如下步驟：
1)燃料送入鍋爐爐膛，所述一次風(fēng)機(jī)將風(fēng)送入主床風(fēng)室，二次風(fēng)機(jī)將風(fēng)送入副床風(fēng)室，燃料在所述主床燃燒區(qū)與所述副床燃燒區(qū)燃燒并產(chǎn)生煙氣；
2)產(chǎn)生的煙氣經(jīng)所述脫硫除塵裝置脫硫除塵，脫硫除塵后的一部分煙氣由所述煙氣再循環(huán)系統(tǒng)通過二次風(fēng)機(jī)將循環(huán)煙氣送入所述第一二次風(fēng)噴口組、所述第二二次風(fēng)噴口組及副床風(fēng)室，通過所述一次風(fēng)機(jī)將循環(huán)煙氣送入所述主床風(fēng)室以使燃料進(jìn)一步燃燒；脫硫除塵后的另一部分未循環(huán)的煙氣由所述引風(fēng)機(jī)抽出后經(jīng)所述煙囪排出。
其中，所述第一二次風(fēng)噴口組、所述第二二次風(fēng)噴口組的噴射角度均為0～15°。
其中，所述煙氣再循環(huán)系統(tǒng)中，控制總循環(huán)煙氣量為鍋爐實(shí)際煙氣量的10～30％，控制進(jìn)所述二次風(fēng)機(jī)的循環(huán)煙氣量為所述總循環(huán)煙氣量的50～70％，控制進(jìn)所述一次風(fēng)機(jī)的循環(huán)煙氣量為所述總循環(huán)煙氣量的30～50％。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
(1)針對高低差速流化床不同床層燃燒特性不同的特點(diǎn)，采用差異化的煙氣再循環(huán)引入方式，沿爐膛深度方向分區(qū)協(xié)同控制爐膛下部溫度場及氧氣濃度場，實(shí)現(xiàn)源頭上的深度降氮。
(2)在煙氣再循環(huán)的配合下，降低高低差速流化床鍋爐的一次風(fēng)率增加二次風(fēng)率，引入的低氧煙氣置換出的一次風(fēng)量通過二次風(fēng)補(bǔ)充入爐以利燃盡，從而實(shí)現(xiàn)在爐膛出口過量空氣系數(shù)不變情況下沿爐膛高度方向的空氣分級燃燒。
(3)鑒于副床底部氧量富余的情況，如果繼續(xù)從副床上部的前后墻補(bǔ)充大量二次風(fēng)將使鍋爐四周富氧情況加重，更加不利于鍋爐二次風(fēng)上部沿著深度方向氧量的均勻分配，通過適當(dāng)減少前后墻二次風(fēng)總量、增加左右側(cè)墻二次風(fēng)總量的方式，實(shí)現(xiàn)二次風(fēng)上部氧量分布的均勻性。
(4)調(diào)整二次風(fēng)射流角度在0～15°之間，提高二次風(fēng)穿透補(bǔ)氧氣能力。
(5)提出了煙氣再循環(huán)總量的自動調(diào)節(jié)控制方法，以運(yùn)行中鍋爐實(shí)測的煙氣量為基準(zhǔn)調(diào)節(jié)再循環(huán)煙氣總量，之后根據(jù)主副床燃燒區(qū)域特點(diǎn)調(diào)整引入主副床的再循環(huán)煙氣量比例，最終實(shí)現(xiàn)分區(qū)送煙、控制床溫、空氣分級燃燒，整個再循環(huán)系統(tǒng)調(diào)整方式可實(shí)現(xiàn)無人值守自動調(diào)整，方便靈活。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的差速流化床鍋爐系統(tǒng)的側(cè)視圖。
附圖標(biāo)記如下：
1-主床風(fēng)室；2-副床風(fēng)室；3-主床燃燒區(qū)；4-副床燃燒區(qū)；5-埋管；6-第一二次風(fēng)噴口組；7-第二二次風(fēng)噴口組；8-二次風(fēng)機(jī)；9-一次風(fēng)機(jī)；10-煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)；11-引風(fēng)機(jī)；12-脫硫除塵裝置；13-煙囪；14-1-第一調(diào)節(jié)風(fēng)門；14-2-第二調(diào)節(jié)風(fēng)門；14-3-第三調(diào)節(jié)風(fēng)門；15-1-第一風(fēng)量流量表；15-2-第二風(fēng)量流量表；15-3-第三風(fēng)量流量表；15-4-總風(fēng)量流量表。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖1并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
如附圖1所示，本發(fā)明的一種差速流化床鍋爐系統(tǒng)，包括鍋爐主體，鍋爐主體的的上部設(shè)置有煙氣出口，煙氣出口連接有煙囪13，煙氣出口與煙囪13之間設(shè)置有脫硫除塵裝置12，脫硫除塵裝置12與煙囪13之間設(shè)置有引風(fēng)機(jī)11；鍋爐主體的底部設(shè)置有主床風(fēng)室1和副床風(fēng)室2，主床風(fēng)室1設(shè)置于鍋爐主體的底部的中部，副床風(fēng)室2靠近鍋爐主體的前后墻設(shè)置，其中，主床風(fēng)室1為長方體形狀，主床風(fēng)室1的中間位置凹陷，便于燃料的循環(huán)，其上方?jīng)]有布置埋管受熱面，主床風(fēng)室1的上方為主床燃燒區(qū)3，流化風(fēng)速高，燃燒強(qiáng)度大，副床風(fēng)室2也為長方體形狀，分別貼近鍋爐主體的前后墻設(shè)置，且副床風(fēng)室2的上部設(shè)置有埋管受熱面，副床風(fēng)室2的上方為副床燃燒區(qū)4，此區(qū)域流化風(fēng)速低，燃燒強(qiáng)度低；主床風(fēng)室1的進(jìn)風(fēng)口連接有一次風(fēng)機(jī)9，副床風(fēng)室2的進(jìn)風(fēng)口連接有二次風(fēng)機(jī)8，鍋爐主體的前后墻設(shè)置有第一二次風(fēng)噴口組6，引風(fēng)機(jī)11的出風(fēng)口與一次風(fēng)機(jī)9和二次風(fēng)機(jī)8之間設(shè)置有煙氣再循環(huán)系統(tǒng)。其中，差速流化床鍋爐系統(tǒng)中煙氣或風(fēng)的流通方向如附圖中箭頭所指的方向。通過調(diào)整引入主副床燃燒區(qū)域再循環(huán)煙氣的比例，控制爐膛下部沿爐膛深度方向的氧量分布并降低核心燃燒區(qū)溫度水平，降低nox生成量。由于將燃燒后的低氧煙氣送入到底部主床風(fēng)室及副床風(fēng)室，相比于煙氣再循環(huán)投用之前在保證摻混后送入底部總風(fēng)量不變的情況下，實(shí)際送入底部的風(fēng)量(21％的o2)減少，減少的風(fēng)量通過二次風(fēng)補(bǔ)充，從而實(shí)現(xiàn)下部還原性的增強(qiáng)及最終燃料的燃盡。
本低氮燃燒方法中下部還原性氣氛的創(chuàng)建及核心燃燒區(qū)溫度水平的控制主要通過增設(shè)煙氣再循環(huán)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，爐膛下部燃燒區(qū)域分為主床燃燒區(qū)3和副床燃燒區(qū)4。涉及的煙氣再循環(huán)系統(tǒng)主要包括：煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)10、若干風(fēng)量測量裝置以及若干用于調(diào)節(jié)煙氣量大小的調(diào)節(jié)風(fēng)門，一個風(fēng)量測量裝置與一個調(diào)節(jié)風(fēng)門對應(yīng)成組設(shè)置且為串聯(lián)連接，煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)10的進(jìn)風(fēng)口與引風(fēng)機(jī)11的出風(fēng)口相連接，煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)10的出風(fēng)口分別與二次風(fēng)機(jī)8、一次風(fēng)機(jī)9的進(jìn)風(fēng)口并聯(lián)連接，煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)10與引風(fēng)機(jī)11之間、煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)10與二次風(fēng)機(jī)8之間、煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)10與一次風(fēng)機(jī)9之間均設(shè)置有一組風(fēng)量測量裝置與調(diào)節(jié)風(fēng)門。優(yōu)選地，本發(fā)明的風(fēng)量測量裝置包括第一風(fēng)量流量表15-1、第二風(fēng)量流量表15-2、第三風(fēng)量流量表15-3，調(diào)節(jié)風(fēng)門包括第一調(diào)節(jié)風(fēng)門14-1、第二調(diào)節(jié)風(fēng)門14-2、第三調(diào)節(jié)風(fēng)門14-3；第一風(fēng)量流量表15-1與第一調(diào)節(jié)風(fēng)門14-1串聯(lián)連接且設(shè)置于煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)10與二次風(fēng)機(jī)8之間，即第一調(diào)節(jié)風(fēng)門14-1的一端與二次風(fēng)機(jī)8的進(jìn)風(fēng)口相連，第一風(fēng)量流量表15-1的一端與煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)1的出風(fēng)口相連；第二風(fēng)量流量表15-2與第二調(diào)節(jié)風(fēng)門14-2串聯(lián)連接且設(shè)置于煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)10與一次風(fēng)機(jī)9之間，即第二調(diào)節(jié)風(fēng)門14-2的一端與一次風(fēng)機(jī)9的進(jìn)風(fēng)口相連，第二風(fēng)量流量表15-2的一端與煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)1的出風(fēng)口相連；第三風(fēng)量流量表15-3與第三調(diào)節(jié)風(fēng)門14-3串聯(lián)連接且設(shè)置于煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)10與引風(fēng)機(jī)11之間，即第三調(diào)節(jié)風(fēng)門14-3的一端與引風(fēng)機(jī)11的出風(fēng)口相連，第三風(fēng)量流量表15-3的一端與煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)10的進(jìn)風(fēng)口相連；引風(fēng)機(jī)11與第三調(diào)節(jié)風(fēng)門14-3之間還設(shè)置有總風(fēng)量流量表15-4，即總風(fēng)量流量表15-4的一端與引風(fēng)機(jī)11的出風(fēng)口相連，總風(fēng)量流量表15-4的另一端分別與第三調(diào)節(jié)風(fēng)門14-3的一端、煙囪13相連。各部件之間通過煙氣再循環(huán)管路連接。原鍋爐通常配備有一次風(fēng)機(jī)9和二次風(fēng)機(jī)8，一次風(fēng)機(jī)9將風(fēng)送入主床風(fēng)室1，二次風(fēng)機(jī)8將風(fēng)送入第一二次風(fēng)噴口組6、第二二次風(fēng)噴口組7及副床風(fēng)室2，本發(fā)明中增設(shè)的煙氣再循環(huán)系統(tǒng)將燃燒后的煙氣分別引入一次風(fēng)機(jī)9和二次風(fēng)機(jī)8進(jìn)風(fēng)口/出風(fēng)口，引入一二次風(fēng)機(jī)的煙氣量可分別通過風(fēng)量測量裝置第二風(fēng)量流量表15-2、第一風(fēng)量流量表15-1得知，并通過調(diào)節(jié)風(fēng)門第二調(diào)節(jié)風(fēng)門14-2、第一調(diào)節(jié)風(fēng)門14-1、第三調(diào)節(jié)風(fēng)門14-3調(diào)整煙氣量的大小。引入主副床的再循環(huán)煙氣量的比例原則是：在不影響燃料流化的前提下，將大部分的煙氣引入副床風(fēng)室，其余的煙氣引入主床風(fēng)室，主床燃燒區(qū)3在煙氣再循環(huán)之后氧量降低，還原性氣氛增強(qiáng)，燃燒強(qiáng)度減弱，主床溫度降低，燃燒產(chǎn)物含有大量還原性的中間產(chǎn)物如hcn等，這些hcn物質(zhì)將生成的no還原為無毒無害的n2和h2o，降低nox的生成量；副床燃燒區(qū)4由于本身燃燒強(qiáng)度弱，處于氧化性氣氛當(dāng)中，當(dāng)副床風(fēng)室2引入煙氣后氧量大幅降低，副床燃燒區(qū)4由氧化性氣氛轉(zhuǎn)為還原性氣氛，利于降低nox的生成量。在高低差速流化床鍋爐實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，主床燃燒區(qū)燃料濃度大，料層差壓大，一次風(fēng)量過大，在保證主床燃料充分流化的條件下，煙氣再循環(huán)系統(tǒng)投用之后，低氧量的煙氣引入一次風(fēng)當(dāng)中，保證一次風(fēng)體積流量不變，但是摻混后一次風(fēng)含氧量明顯降低，有利于創(chuàng)造主床燃燒區(qū)還原性的燃燒氣氛，抑制nox生成。
關(guān)于高低差速流化床鍋爐再循環(huán)煙氣量的分配比例遵循如下原則：在保證主副床燃燒區(qū)燃料充分流化的前提下，根據(jù)除塵器后煙道風(fēng)量測量裝置得到鍋爐煙氣量，通過煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)的調(diào)整，控制總循環(huán)煙氣量為鍋爐實(shí)際煙氣量的10～30％(鍋爐蒸發(fā)出力在滿負(fù)荷與最低穩(wěn)燃負(fù)荷之間調(diào)整時，總循環(huán)煙氣量可以在10％～30％之間靈活調(diào)整)，之后分別調(diào)整再循環(huán)管路進(jìn)一二次風(fēng)機(jī)的第二調(diào)節(jié)風(fēng)門14-2、第一調(diào)節(jié)風(fēng)門14-1，控制進(jìn)二次風(fēng)機(jī)8循環(huán)煙氣量為所述總循環(huán)煙氣量的50～70％，進(jìn)一次風(fēng)機(jī)9的循環(huán)煙氣量為所述總循環(huán)煙氣量的30～50％。整套煙氣再循環(huán)系統(tǒng)的變負(fù)荷投運(yùn)可以手動調(diào)節(jié)也可以實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，自動調(diào)節(jié)能夠大大減輕勞動力投入，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)，煙氣再循環(huán)系統(tǒng)控制接入鍋爐dcs控制系統(tǒng)，根據(jù)總風(fēng)量流量表15-4采集得到實(shí)時煙氣量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)上傳至控制器并按照上述煙氣量分配原則運(yùn)算分別得到再循環(huán)煙氣進(jìn)入一二次風(fēng)機(jī)的分配量，控制信號分別下傳到電動調(diào)節(jié)風(fēng)門第一調(diào)節(jié)風(fēng)門14-1、第二調(diào)節(jié)風(fēng)門14-2，并且與煙氣管路上的第一風(fēng)量流量表15-1、第二風(fēng)量流量表15-2得到的風(fēng)量信息比對修正風(fēng)門開度。
進(jìn)一步地，本發(fā)明的差速流化床鍋爐系統(tǒng)的鍋爐主體的左右墻設(shè)置有第二二次風(fēng)噴口組7，第一二次風(fēng)噴口組6與第二二次風(fēng)噴口組7分別與二次風(fēng)機(jī)8相連，第一二次風(fēng)噴口組6與第二二次風(fēng)噴口組7的噴射角度均為0～15°，例如1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°、9°、10°、11°、12°、13°、14°、15°。需要說明的是，主床燃燒區(qū)3為高速床燃燒區(qū)，副床燃燒區(qū)4為低速床燃燒區(qū)，埋管5埋伏于前后墻，設(shè)置的主要目的是增加底部換熱面積，降低副床燃燒區(qū)域的流化速度，從而降低鍋爐受熱面磨損，埋管連接墻為鍋爐的前后墻，另外連接兩個前后墻的側(cè)墻為左右墻，且實(shí)際的爐型為前后墻長，左右墻短。本發(fā)明中第一二次風(fēng)噴口組6設(shè)置于前后墻，第二二次風(fēng)噴口組7設(shè)置于左右墻。需要進(jìn)一步說明的是，本發(fā)明所述的前后墻、左右墻為：以附圖中正對讀者的一面為左墻或右墻，位于讀者左右兩側(cè)為前墻或后墻。第一二次風(fēng)噴口組6為沿前后墻長度方向排列的若干排二次風(fēng)噴口，可以為1排、2排、3排甚至更多排，可根據(jù)實(shí)際爐膛的容積調(diào)整第一二次風(fēng)噴口組6的噴口數(shù)，第二二次風(fēng)噴口組7為鉛左右墻長度方向排列的若干排二次風(fēng)噴口，可以與第一二次風(fēng)噴口組6的噴口數(shù)相同，也可不同，還可根據(jù)實(shí)際爐膛的容積調(diào)整第二二次風(fēng)噴口組7的噴口數(shù)。
通過在爐膛中部合適標(biāo)高位置設(shè)置多個二次風(fēng)噴口，鍋爐二次風(fēng)噴口由只在前后墻布置，改變?yōu)榍昂髩Σ贾枚物L(fēng)噴口組6及左右側(cè)墻布置二次風(fēng)噴口組7，主床風(fēng)室1和副床風(fēng)室2的上方均設(shè)置有布風(fēng)板，主床風(fēng)室1上方的布風(fēng)板上鋪設(shè)有燃料，第一二次風(fēng)噴口組6與第二二次風(fēng)噴口組7在鍋爐主體的高度相同，且第一二次風(fēng)噴口組6距離主床風(fēng)室1的上方的布風(fēng)板的高度為布風(fēng)板上所鋪燃料的厚度的5～10倍處，例如第一二次風(fēng)噴口組6距離主床風(fēng)室1的上方的布風(fēng)板的高度為布風(fēng)板上所鋪燃料的厚度的5倍距離處、6倍距離處、7倍距離處、8倍距離處、9倍距離處、10倍距離處，擴(kuò)大二次風(fēng)噴口下部還原區(qū)空間高度，實(shí)現(xiàn)深度空氣分級燃燒，其中，所述鍋爐布風(fēng)板設(shè)置于主床風(fēng)室1的上方；重新布置的二次風(fēng)量及噴射角度，調(diào)整二次風(fēng)射流角度在0～15°之間，增加二次風(fēng)穿透，補(bǔ)充爐膛中心氧量，增加布風(fēng)均勻性，保證二次風(fēng)穿透擾動，避免鍋爐上爐膛及鍋爐尾部受熱面的局部co濃度過高，減輕受熱面腐蝕，保證燃盡率，提高鍋爐運(yùn)行安全性，同時，在煙氣再循環(huán)的配合下增加二次風(fēng)風(fēng)率，實(shí)現(xiàn)沿爐膛高度方向上的深度空氣分級燃燒，降低nox生成量。
本發(fā)明的差速流化床鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生循環(huán)煙氣的方法，包括如下步驟：
1)燃料送入鍋爐爐膛，一次風(fēng)機(jī)9將風(fēng)送入主床風(fēng)室1，二次風(fēng)機(jī)將風(fēng)送入副床風(fēng)室，燃料在主床燃燒區(qū)3與副床燃燒區(qū)4燃燒并產(chǎn)生煙氣；
2)產(chǎn)生的煙氣經(jīng)脫硫除塵裝置12脫硫除塵，脫硫除塵后的一部分煙氣由煙氣再循環(huán)系統(tǒng)通過二次風(fēng)機(jī)8將循環(huán)煙氣送入第一二次風(fēng)噴口組6、第二二次風(fēng)噴口組7及副床風(fēng)室2，通過一次風(fēng)機(jī)9將循環(huán)煙氣送入主床風(fēng)室1以使燃料進(jìn)一步燃燒；脫硫除塵后的另一部分未循環(huán)的煙氣由引風(fēng)機(jī)11抽出后經(jīng)煙囪13排出。優(yōu)選地，第一二次風(fēng)噴口組6、第二二次風(fēng)噴口組7的噴射角度均為0～15°。
進(jìn)一步地，煙氣再循環(huán)系統(tǒng)中，開啟煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)10，通過總風(fēng)量流量表15-4控制總循環(huán)煙氣量為鍋爐實(shí)際煙氣量的10～30％，通過第一調(diào)節(jié)風(fēng)門14-1、第一風(fēng)量流量表15-1調(diào)節(jié)控制進(jìn)二次風(fēng)機(jī)8的循環(huán)煙氣量為總循環(huán)煙氣量的50～70％，通過第二調(diào)節(jié)風(fēng)門14-2、第二風(fēng)量流量表15-2控制進(jìn)一次風(fēng)機(jī)9的循環(huán)煙氣量為總循環(huán)煙氣量的30～50％。鑒于副床底部氧量富余的情況，如果繼續(xù)從副床上部的前后墻補(bǔ)充大量二次風(fēng)將使鍋爐四周富氧情況加重，更加不利于鍋爐二次風(fēng)上部沿著深度方向氧量的均勻分配，通過適當(dāng)減少前后墻二次風(fēng)總量、增加左右側(cè)墻二次風(fēng)總量的方式，實(shí)現(xiàn)二次風(fēng)上部氧量分布的均勻性。
本發(fā)明的差速流化床鍋爐系統(tǒng)，針對高低差速流化床不同床層燃燒特性不同的特點(diǎn)，采用差異化的煙氣再循環(huán)引入方式，沿爐膛深度方向分區(qū)協(xié)同控制爐膛下部溫度場及氧氣濃度場，實(shí)現(xiàn)源頭上的深度降氮；在煙氣再循環(huán)的配合下，降低高低差速流化床鍋爐的一次風(fēng)率增加二次風(fēng)率，引入的低氧煙氣置換出的一次風(fēng)量通過二次風(fēng)補(bǔ)充入爐以利燃盡，從而實(shí)現(xiàn)在爐膛出口過量空氣系數(shù)不變情況下沿爐膛高度方向的空氣分級燃燒。
本發(fā)明采用差速流化床鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生循環(huán)煙氣的方法，提出了煙氣再循環(huán)總量的自動調(diào)節(jié)控制方法，以運(yùn)行中鍋爐實(shí)測的煙氣量為基準(zhǔn)調(diào)節(jié)再循環(huán)煙氣總量，之后根據(jù)主副床燃燒區(qū)域特點(diǎn)調(diào)整引入主副床的再循環(huán)煙氣量比例，最終實(shí)現(xiàn)分區(qū)送煙、控制床溫、空氣分級燃燒，整個再循環(huán)系統(tǒng)調(diào)整方式可實(shí)現(xiàn)無人值守自動調(diào)整，方便靈活。
以上實(shí)施例僅用來說明本發(fā)明的詳細(xì)方法，本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。