微排放煤粉燃燒系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃煤工業(yè)鍋爐領(lǐng)域，尤其涉及一種煤粉鍋爐的低氮燃燒系統(tǒng)，具體地說是一種微排放煤粉燃燒系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國的能源結(jié)構(gòu)是以煤為主，在未來相當長時間內(nèi)，煤粉鍋爐都將是重要的熱能轉(zhuǎn)化設(shè)備。燃料燃燒過程生成的氮氧化物會嚴重危害生態(tài)環(huán)境且較難處理，鍋爐排放的煙氣又是氮氧化物的主要來源，因此降低燃燒過程產(chǎn)生的氮氧化物是鍋爐燃燒技術(shù)發(fā)展的方向之一。目前，我國很多鍋爐設(shè)備都已開始采用低氮燃燒技術(shù)來控制氮氧化物的生成，常規(guī)煤粉低氮燃燒技術(shù)能實現(xiàn)NOx排放指標300mg/m3以下。隨著國家對環(huán)保要求的提高，鍋爐需要開發(fā)和采取技術(shù)措施來進一步的降低NOx的排放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的鍋爐燃燒產(chǎn)生大量NOx污染環(huán)境的問題，旨在提供一種NOx微排放煤粉燃燒系統(tǒng)。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]微排放煤粉燃燒系統(tǒng)，包括三次燃盡風機、風粉混合器、一次輸粉風機、煤粉燃燒器、省煤器、二次助燃風機、四次煙氣回流風機、鍋爐爐膛、鍋爐對流煙道、空氣預(yù)熱器、除塵器、引風機和煤粉搭，其特征在于所述的煤粉燃燒器設(shè)置在所述鍋爐爐膛的底部;所述風粉混合器的兩個輸入端分別連接到所述的一次輸粉風機和煤粉塔下的供料口，所述風粉混合器的輸出端連接到所述煤粉燃燒器的一次風風道;所述的二次助燃風機的輸入端接外界環(huán)境，輸出端連接到所述空氣預(yù)熱器的冷風入口，所述空氣預(yù)熱器的熱風出口連接到煤粉燃燒器的二次風風道;所述的四次煙氣回流風機的輸入端連接到所述引風機的輸出端，輸出端連接到所述煤粉燃燒器的二次風風道。
[0006]本發(fā)明的微排放煤粉燃燒系統(tǒng)，一次輸粉風機將煤粉塔供料到風粉混合器的煤粉輸送到煤粉燃燒器，與二次助燃風機和四次煙氣回流風機輸送到煤粉燃燒器的助燃風混合進入爐膛燃燒，調(diào)節(jié)風量比例，保證煤粉燃燒器出口的燃燒處于缺氧環(huán)境，燃料不完全燃燒，釋放出一部分熱能。不完全燃燒的燃料和煙氣在爐膛中上部與三次燃盡風機輸送進入爐膛的燃盡風混合，燃料充分燃燒，完全釋放出熱能。高溫煙氣在爐膛輻射換熱后，由引風機抽送依次進入鍋爐對流煙道、鍋爐尾部對流段、省煤器、空氣預(yù)熱器逐級換熱降溫后，經(jīng)除塵器除塵后潔凈排放。
[0007]從上面分析可知，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0008]1、爐膛配風由一次、二次、三次及四次風組成，且各次風均由獨立的風機供風，通過調(diào)節(jié)各次風的配風比例，既保證燃料充分燃燒，又降低了 NOx的產(chǎn)生。
[0009]2、通過配風將風粉混合物送入爐膛，低氧量的煙氣回流風進入燃燒系統(tǒng)，保持燃燒的火焰從內(nèi)到外為貧氧到氧濃度逐漸增大，火焰整體呈現(xiàn)還原性，即可抑制NOx生成和產(chǎn)生的還原性氣體還原產(chǎn)生的NOx。
[0010]3、采用分段燃燒，分級配風的煤粉專用旋流低氮燃燒器，分段燃燒階段前段形成較低的氧量狀態(tài)(α在0.8-0.9之間)，可抑制NOx的生成。
[0011]作為本發(fā)明的改進，所述的爐膛配風包括從風粉混合器出來的一次風、從二次助燃風機出來的二次風、從三次燃盡風機出來的三次風及從四次煙氣回流風機出來的四次風組成，配風比例為:一次風風量為3%?10%，二次風風量為60%?80%，三次風風量為10%?25 %，四次風風量為10 %?25 %。上述配風可保證煤粉燃燒器出口的燃燒處于缺氧環(huán)境，使燃料不完全燃燒，釋放出一部分熱能;不完全燃燒的燃料和煙氣在爐膛中上部與三次燃盡風機輸送進入爐膛的燃盡風混合，燃料充分燃燒，完全釋放出熱能。
[0012]作為本發(fā)明的進一步改進，所述的鍋爐爐膛的截面為方形或矩形，爐膛呈瘦高型，爐膛寬度為所述煤粉燃燒器出焰口直徑的4?6倍。瘦高型結(jié)構(gòu)的爐膛能夠保證火焰行程，使燃料在爐膛停留時間達2秒以上。
[0013]作為本發(fā)明的再進一步改進，從所述的三次燃盡風機出來的三次風為風壓4KPa-7KPa的未經(jīng)處理的冷風。常規(guī)的煤粉燃燒系統(tǒng)中，一般是鍋爐鼓風機經(jīng)由空氣預(yù)熱器送來的加熱后的熱風分出一部分作為三次風，以利用未燃盡煤粉燃燒產(chǎn)生熱量。本發(fā)明的三次風采用高風速的冷風，相對密度較大，更容易穿透熱煙氣進入爐膛中心供氧助燃，所以可以布置在爐膛溫度較低的位置。而常規(guī)鍋爐三次風為了保證燃料燃盡會較早的與未燃盡燃料進行混合，爐膛溫度仍舊較高。本本發(fā)明的三次風可控制爐膛溫度保持在一定范圍內(nèi)，既確保燃料充分燃燒，又很好地抑制了 NOx的產(chǎn)生。
[0014]作為本發(fā)明的再進一步改進，所述的一次輸粉風機的輸入端分別與外界和四次煙氣回流風機的輸出端聯(lián)通。在一次風混入一定比例的回流風，利用回流風中的氧含量低的特點，使煤粉燃燒器出口的燃燒處于缺氧環(huán)境。
[0015]作為本發(fā)明的再進一步改進，在引風機后面還設(shè)有脫硫塔，可進一步提高凈化效果O
[0016]作為本發(fā)明的再進一步改進，所述的煤粉燃燒器包括二次風箱、電動調(diào)風門、同軸設(shè)置的一次風管、二次內(nèi)風管和二次外風管，所述的一次風管設(shè)置在軸心處，其內(nèi)設(shè)有中心管，所述的中心管內(nèi)設(shè)有輕車油槍和點火電極，所述輕油槍連接一油栗，所述的點火電極連接點火變壓器，其特征在于所述的二次風箱內(nèi)設(shè)有內(nèi)二次風室和外二次風室;所述的內(nèi)二次風室一端與所述的一次風管和二次內(nèi)風管之間的內(nèi)二次風道聯(lián)通，另一端設(shè)有第一回流風口和內(nèi)二次風口 ；所述的外二次風室一端與所述的二次內(nèi)風管和二次外風管之間的外二次風道聯(lián)通，另一端設(shè)有第二回流風口和外二次風口 ；所述的內(nèi)二次風道內(nèi)設(shè)有內(nèi)二次風旋流器;所述的外二次風道內(nèi)設(shè)有外二次風旋流器;所述的電動調(diào)風門包括設(shè)置在相應(yīng)風口上的第一回流風調(diào)風門、第二回流風調(diào)風門、內(nèi)二次風調(diào)風門和外二次風調(diào)風門。
[0017]上述改進，可產(chǎn)生以下技術(shù)效果:
[0018]1、將二次風箱分隔成內(nèi)外風室，形成雙風道，實現(xiàn)分級送不同濃度的低氧風，盡可能降低燃燒區(qū)的氧濃度和火焰的峰值溫度，使得煤粉欠氧燃燒，使燃燒區(qū)環(huán)境處于還原氣氛，火焰根部形成缺氧富燃料區(qū)，可有效減少NOx的產(chǎn)生，實現(xiàn)低NOx排放，滿足環(huán)保要求。
[0019]2、將回流風與二次風通過合理的配比分別送入內(nèi)外二次風道中，以燃燒器中心為圓心，以同心圓逐級擴大的方式，從而層層調(diào)節(jié)回流風及二次風的混合比例，已達到火焰各個區(qū)域不同的程度的欠氧燃燒，進一步降低NOx的產(chǎn)生，實現(xiàn)超低氮要求。
[0020]作為本發(fā)明的再進一步的改進，所述的內(nèi)二次風旋流器內(nèi)有一組環(huán)形設(shè)置的傾斜角度可調(diào)的葉片，所述的內(nèi)二次風管上設(shè)有與所述的內(nèi)二次風旋流器相對配置的斜面，所述的內(nèi)二次風旋流器通過拉桿進行旋流調(diào)節(jié)。通過拉桿調(diào)節(jié)旋流器在內(nèi)二次風道中的位置，使葉片與內(nèi)二次風管的斜面的不同位置接觸，從而調(diào)節(jié)葉片的傾斜角度，使通過的氣流產(chǎn)生不同強度的旋流。旋流有利于產(chǎn)生回流區(qū)，卷吸高溫煙氣，有利于煤粉燃料的快速著火，可實現(xiàn)鍋爐的快速啟停。
[0021]作為本發(fā)明的再進一步改進，所述的外二次風旋流器內(nèi)有一組環(huán)形設(shè)置的傾斜角度可調(diào)的葉片，所述的外二次風管上設(shè)有與所述的外二次風旋流器相對配置的斜面，所述的外二次風旋流器通過拉桿進行旋流調(diào)節(jié)。通過拉桿調(diào)節(jié)旋流器在外二次風道中的位置，使葉片與外二次風管的斜面的不同位置接觸，從而調(diào)節(jié)葉片的傾斜角度，使通過的氣流產(chǎn)生不同強度的旋流。旋流有利于產(chǎn)生回流區(qū)，卷吸高溫煙氣，有利于煤粉燃料的快速著火，可實現(xiàn)鍋爐的快速啟停。
[0022]由于一次風和內(nèi)二次風均采用旋流，且通過拉桿進行旋流調(diào)節(jié)，可根據(jù)爐膛寬度及長度合理調(diào)節(jié)火焰的長度和寬度適應(yīng)爐膛大小，更有效地防止結(jié)焦的發(fā)生。
[0023]作為本發(fā)明的再進一步改進，所述的一次風管的進風口外的管體設(shè)計成旋風筒結(jié)構(gòu)，使風粉充分混合后旋流進入爐膛。由于旋風筒是由一次風管的管體自身形成的，無需外加部件，使得本發(fā)明結(jié)構(gòu)更簡單緊湊。
[0024]作為本發(fā)明的更進一步改進，所述的一次風管的出口設(shè)有環(huán)形穩(wěn)燃器。所述的環(huán)形穩(wěn)燃器帶有擴角，可削除旋轉(zhuǎn)氣體或煤粉氣流因離心力而產(chǎn)生的徑向分布不均，在燃燒器出口造成一次風氣流有更大程度的擴散和旋轉(zhuǎn)，形成煙氣回流，使燃燒更穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明。
[0026]圖1是本發(fā)明微排放煤粉燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2是本發(fā)明煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3是圖2的A向視圖。
[0029]圖4是圖2的B向視圖。
[0030]圖5是圖2的C-C向剖視圖。
[0031]圖6是圖2的D-D向剖視圖。
[0032]圖7是圖2的E-E向剖視圖。
[0033]圖中，1-三次燃盡風機、2-風粉混合器、3-—次輸粉風機、4-煤粉燃燒器、5-省煤器、6-二次助燃風機、7-四次煙氣回流風機、8-鍋爐爐膛、9-鍋爐對流煙道、10-空氣預(yù)熱器、11 -除塵器、12-引風機、13-脫硫塔、14-煤粉搭、15-點火箱、16接線箱。
【具體實施方式】
[0034]參照圖1，本發(fā)明的微排放煤粉燃燒系統(tǒng)，包括三次燃盡風機1、風粉混合器2、一次輸粉風機3、煤粉燃燒器4、省煤器5、二次助燃風機6、四次煙氣回流風機7、鍋爐爐膛8、鍋爐對流煙道9、空氣預(yù)熱器10、除塵器11、引風機12、煤粉搭14和脫硫塔13。所述的煤粉燃燒器4設(shè)置在所述鍋爐爐膛8的底部;所述風粉混合器2的兩個輸出端分別連接到所述的一次輸粉風機3和風粉混合器2，所述風粉混合器2的輸出端連接到所述煤粉燃燒器4的一次風風道；所述的二次助燃風機6的輸入端接空氣預(yù)熱器的冷側(cè)通道，輸出端連接到所述煤粉燃燒器4的二次風風道;所述的四次煙氣回流風機7的輸出端連接到所述引風機12的輸出端，輸出端連接到所述煤粉燃燒器4的二次風風道。
[0035]所述的爐膛配風包括從風粉混合器2出來的一次風、從二次助燃風機6出來的二次風、從三次燃盡風機I出來的三次風及從四次煙氣回流風機7出來的四次風組成，配風比例為:一次風風量為3 %?10 %，二次風風量為60 %?80 %，三次風風量為10 %?25 %，四次風風量為10%?25%。各次風均由獨立的風機供風。風機采用變頻控制。
[0036]所述的鍋爐對流煙道9縱向設(shè)置在鍋爐爐膛8的后部;所述的鍋爐本體采用立式角管式結(jié)構(gòu)。所述的鍋爐爐膛8的截面為方形或矩形，爐膛呈瘦高型，爐膛寬度為所述煤粉燃燒器4出