一种低氮燃烧循环流化床锅炉制造技术

一种低氮燃烧循环流化床锅炉，包括炉膛、物料分离与回送装置、给料装置和尾部烟道，炉膛包括鼓泡床炉膛和流化床炉膛，鼓泡床炉膛布置在流化床炉膛的侧面且位于流化床炉膛和物料分离与回送装置之间；鼓泡床炉膛下部与流化床炉膛下部设置有溢流口连通。给料装置设置在鼓泡床炉膛一侧。流化床炉膛上部设置有物料通道与物料分离与回送装置入口相连。物料分离与回送装置下部的回料管与鼓泡床炉膛下部相连。鼓泡床炉膛内流化风速为1～2m/s，流化床炉膛内流化风速为3～7m/s。本发明专利技术将炉膛分成鼓泡床炉膛和流化床炉膛，通过合理的氧化剂分配，为燃料提供了欠氧燃烧环境，有助于抑制NOx生成，同时有助于提高流化床床料质量。

A low nitrogen combustion circulating fluidized bed boiler

A low nitrogen combustion circulating fluidized bed boiler comprises a furnace, a material separation and return device, a feeding device and a tail flue. The furnace comprises a bubbling bed furnace and a fluidized bed furnace. The bubbling bed furnace is arranged on the side of the fluidized bed furnace and is located between the fluidized bed furnace and the material separation and return device. The overflow chamber is connected with the lower part of the fluidized bed furnace. The feeding device is arranged on the side of the furnace side of the bubbling furnace. The upper part of the fluidized-bed furnace is provided with a material passage connected with the inlet of the material separation and return device. The lower part of the material separation and return device is connected with the bottom of the bubbling furnace. The fluidizing velocity in the furnace is 1 ~ 2m/s, and the fluidizing velocity in the fluidized bed is 3 to 7m/s. The furnace is divided into bubbling bed furnace and fluidized bed furnace. By reasonable distribution of oxidant, the fuel is provided with an under-oxygenated combustion environment, which is conducive to inhibiting the formation of NO_x and improving the quality of fluidized bed material.

【技术实现步骤摘要】
一种低氮燃烧循环流化床锅炉
本专利技术涉及一种低氮燃烧循环流化床锅炉，属于燃烧设备领域。
技术介绍
煤燃烧过程NOx的生成主要分为“热力型”NOx和“燃料型”NOx。“热力型”NOx，燃烧用空气中的N2在高温下氧化而产生，低于1350℃几乎不生成，超过1500℃大量生成。“燃料型”NOx，燃料中含有的氮在燃烧过程中氧化而生成。煤中的氮元素通常以原子状态与各种碳氢化合物形成胺族(N-H和N-C)或氰化物(C＝N链)等，加热时挥发份中的氮化合物热解生成HCN、NH3、CN，然后被氧化为NO，生成NOx。“燃料型”NOx生成量与煤的挥发分析出和燃烧过程中氧的浓度有关：在氧化气氛下，挥发分氮直接被氧化成NOx；在还原气氛下，已生成的NOx被挥发分氮生成的NH3和CN等中间产物还原成N2。对于循环流化床锅炉，燃料颗粒进入循环流化床锅炉底部密相区后，存在于密相区乳化相中，燃料颗粒周围是惰性床料颗粒，燃料颗粒的比例很小。乳化相中的气流速度即为最小流化风速，气体流量较小，燃料颗粒能够获得O2的条件很差：一方面直接流经燃料颗粒的气体很少，另一方面大量的一次风存在于气泡相中，O2从气泡相向燃料颗粒的传质阻力非常大。导致颗粒的热解和燃烧处于严重的缺氧状态。尽管密相区整体上富氧，但是对于处于乳化相中的燃料颗粒而言仍处于贫氧的还原性气氛中。在此还原性气氛下，燃料颗粒热解产生的挥发分氮及焦炭氮转化为NOx的比例非常低。同时，由于循环流化床锅炉燃烧温度不高，低于1350℃，故煤燃烧过程中产生的“热力型”NOx较少。因此相较于煤粉锅炉而言其NOx排放较低，一般可达200mg/m3，能满足世界上大部分国家和地区的排放标准。然而，面对中国颁布实施的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)要求的100mg/m3的最新标准，甚至进一步严格到50mg/m3的超低排放标准，循环流化床锅炉面临极大的挑战。为满足环保标准，循环床锅炉产生的烟气仍然需要配置复杂的烟气脱硫、脱硝处理系统，成本高昂，与煤粉炉相比失去了环保优势，制约了循环流化床锅炉的应用。因此，需要针对煤燃烧过程NOx生成的特点，结合循环流化床锅炉的原有特点，进行改进，实现低氮燃烧效果，提高循环流化床锅炉的竞争力。
技术实现思路
本专利技术提出了一种低氮燃烧循环流化床锅炉，来实现低氮燃烧，满足NOx超低排放标准的目的。本专利技术通过如下技术方案实现：一种低氮燃烧循环流化床锅炉，所述锅炉包括炉膛、物料分离与回送装置、给料装置和尾部烟道，所述尾部烟道与所述物料分离与回送装置的烟气出口相连，所述尾部烟道内部布置有换热单元，其特征在于：所述炉膛包括鼓泡床炉膛和流化床炉膛，所述鼓泡床炉膛布置在所述流化床炉膛的侧面且位于所述流化床炉膛与所述物料分离与回送装置之间；所述鼓泡床炉膛下部与所述流化床炉膛下部设置有溢流口连通；所述给料装置设置在所述鼓泡床炉膛一侧；所述流化床炉膛上部设置有物料通道与所述物料分离与回送装置入口相连；所述物料分离与回送装置下部的回料管与所述鼓泡床炉膛下部相连。上述技术方案中，所述鼓泡床炉膛高度小于所述流化床炉膛高度的1/3。上述技术方案中，所述鼓泡床炉膛底部截面积为所述流化床炉膛底部截面积的1/4～1/3。上述技术方案中，所述鼓泡床炉膛底部设置有第一布风装置，通过第一布风装置通入氧化剂，使得鼓泡床炉膛内流化风速为1～2m/s。上述技术方案中，所述流化床炉膛底部设置有第二布风装置，通过第二布风装置通入氧化剂，使得流化床炉膛内流化风速为3～7m/s。作为一种改进的技术方案，所述物料分离与回送装置设置两个或两个以上。作为一种改进的技术方案，所述鼓泡床炉膛并列设置两个或两个以上。作为一种改进的技术方案，所述流化床炉膛并列设置两个或两个以上。作为一种改进的技术方案，所述流化床炉膛内设置有换热部件。本专利技术具有以下优点及突出性的技术效果：将炉膛分成鼓泡床炉膛和流化床炉膛，形成不同氧含量的燃烧区，从而减少燃料型氮氧化物的生成，实现低氮燃烧；燃料和回料先进入鼓泡床炉膛，再燃烧后通过溢流口进入流化床炉膛，提高了流化床炉膛的床料质量。附图说明图1是本专利技术所涉及的一种低氮燃烧循环流化床锅炉示意图。图2是本专利技术所涉及的一种低氮燃烧循环流化床锅炉其中一种实施方式布置示意图。图3是本专利技术所涉及的一种低氮燃烧循环流化床锅炉另一种实施方式布置示意图。图中：1-炉膛；11-鼓泡床炉膛；12-流化床炉膛；13-溢流口；14-第一布风装置；15-第二布风装置；2-物料分离与回送装置；3-给料装置；4-尾部烟道。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式及工作过程作进一步的说明。本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。如图1所示，一种低氮燃烧循环流化床锅炉，包括炉膛1、物料分离与回送装置2、给料装置3和尾部烟道4。炉膛1包括鼓泡床炉膛11和流化床炉膛12，鼓泡床炉膛11布置在流化床炉膛12的侧面与流化床炉膛12并列布置，且位于流化床炉膛12与物料分离与回送装置2之间。鼓泡床炉膛11和流化床炉膛12的相对位置包括流化床炉膛12的前后左右各个侧面。鼓泡床炉膛11下部与流化床炉膛12下部设置有溢流口13连通。给料装置3设置在鼓泡床炉膛11一侧，通常在与流化床炉膛12相对的一侧。物料分离与回送装置2设置有入口、烟气出口和回料管。流化床炉膛12上部设置有物料通道与物料分离与回送装置2入口相连。物料分离与回送装置2下部的回料管与鼓泡床炉膛11下部相连。尾部烟道4连接在物料分离与回送装置2的烟气出口之后，尾部烟道4内部布置有换热单元，如过热器、省煤器、预热器等。煤等燃料从给料装置进入鼓泡床炉膛11，鼓泡床炉膛11底部设置有第一布风装置14，从第一布风装置14通入氧化剂(空气等)，使得鼓泡床炉膛11内流化风速为1～2m/s。燃料在鼓泡床炉膛11内欠氧燃烧，使得挥发分中氮还原成N2，从而抑制NOx生成。燃烧后的物料即未完全燃烧的燃料从溢流口13溢流进入流化床炉膛12。流化床炉膛12底部设置有第二布风装置15，通过第二布风装置15通入氧化剂，使得流化床炉膛12内流化风速为3～7m/s。未完全燃烧的燃料在流化床炉膛12内进一步燃烧，此时燃料挥发分基本脱除，燃尽阶段NOx生成也较少，从而实现低氮燃烧。流化床炉膛12的中上部根据需要设置有二次风口和三次风口，提高燃料燃尽率。燃烧后的含尘烟气从流化床炉膛12上部的物料通道进入物料分离与回送装置2进行气固分离。物料分离与回送装置2选用旋风分离器。物料分离与回送装置2分离下来的固体颗粒回送到鼓泡床炉膛11下部。分离后的高温气体进入尾部烟道4换热。作为优化的技术方案，鼓泡床炉膛11高度小于流化床炉膛12高度的1/3。作为改进的技术方案，鼓泡床炉膛11底部截面积为流化床炉膛12底部截面积的1/4～1/3。根据锅炉烟气流量需要，物料分离与回送装置2能够设置两个或两个以上。图2所示为其中一种实施方式的两个物料分离与回送装置2的示意图。图3所示为若干个鼓泡床炉膛11的其中一种实施方式的布置示意。根据锅炉容量，鼓泡床炉膛11能够并列设置两个或两个以上。图3同样显示了若干个流化床炉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低氮燃烧循环流化床锅炉，所述锅炉包括炉膛(1)、物料分离与回送装置(2)、给料装置(3)和尾部烟道(4)，所述尾部烟道(4)与所述物料分离与回送装置(2)的烟气出口相连，所述尾部烟道(4)内部布置有换热单元，其特征在于：所述炉膛(1)包括鼓泡床炉膛(11)和流化床炉膛(12)，所述鼓泡床炉膛(11)布置在所述流化床炉膛(12)的侧面且位于所述流化床炉膛(12)与所述物料分离与回送装置(2)之间；所述鼓泡床炉膛(11)下部与所述流化床炉膛(12)下部设置有溢流口(13)连通；所述给料装置(3)设置在所述鼓泡床炉膛(11)一侧；所述流化床炉膛(12)上部设置有物料通道与所述物料分离与回送装置(2)入口相连；所述物料分离与回送装置(2)下部的回料管与所述鼓泡床炉膛(11)下部相连。

【技术特征摘要】
1.一种低氮燃烧循环流化床锅炉，所述锅炉包括炉膛(1)、物料分离与回送装置(2)、给料装置(3)和尾部烟道(4)，所述尾部烟道(4)与所述物料分离与回送装置(2)的烟气出口相连，所述尾部烟道(4)内部布置有换热单元，其特征在于：所述炉膛(1)包括鼓泡床炉膛(11)和流化床炉膛(12)，所述鼓泡床炉膛(11)布置在所述流化床炉膛(12)的侧面且位于所述流化床炉膛(12)与所述物料分离与回送装置(2)之间；所述鼓泡床炉膛(11)下部与所述流化床炉膛(12)下部设置有溢流口(13)连通；所述给料装置(3)设置在所述鼓泡床炉膛(11)一侧；所述流化床炉膛(12)上部设置有物料通道与所述物料分离与回送装置(2)入口相连；所述物料分离与回送装置(2)下部的回料管与所述鼓泡床炉膛(11)下部相连。2.根据权利要求1所述的一种低氮燃烧循环流化床锅炉，其特征在于：所述鼓泡床炉膛(11)高度小于所述流化床炉膛(12)高度的1/3。3.根据权利要求1或2所述的一种低氮燃烧循环流化床锅炉，其特征在于：所述鼓泡床炉膛(11)底...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄逸群，张缦，杨海瑞，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11