低NOx燃烧系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种低NOx燃烧系统，包括炉体，所述炉体具有炉膛，所述炉膛包括从上游至下游依次设置的过量空气系数小于1的主燃区、过量空气系数小于1的再燃区和过量空气系数大于1燃尽区，所述低NOx燃烧系统包括分别安装于所述炉体上的一次风喷口、二次风喷口、燃尽风喷口和再燃燃烧器，所述一次风喷口和所述二次风喷口位于所述主燃区，所述再燃燃烧器位于所述再燃区，所述燃尽风喷口位于所述燃尽区。本实用新型专利技术在主燃区和燃尽区进行空气分级燃烧的基础上合理结合再燃技术，可以可靠地实现炉膛出口NOx低排放的目的，从而实现较高的NOx减排率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及热力机械领域，特别涉及一种低NOx燃烧系统。
技术介绍
煤炭的主要成分是C、H、0、N、S等，煤炭对环境的污染主要是其燃烧产生的污染物 对环境的污染。煤炭燃烧后会产生大量的污染物如粉尘、SOx(硫氧化物，包括S〇2、S〇3、s 2〇3、 SO、S2O7及SO4)、NOx(氮氧化物，包括NO、NO2及N 2O)及CO2等。在NOx中，N2O会导致温室 效应，NO及购 2被认为是导致地面臭氧、光化学烟雾和酸雨形成的重要原因。因此，N0x被 认为是大气污染物的主要来源之一。 在世界范围内因燃烧化石燃料而排放的NOx在所有NOx排放中占有很大比例，例 如，煤炭燃烧产生的NOx占我国烟尘排放NOx总量的67%。如何有效地控制NOx的生成与 排放，进而改善大气环境质量是当今社会亟待解决的重要问题之一。同时，日益严格的环保 法规要求开发先进的技术以减少NOx等污染物的排放（从 2〇14年7月起，环保法规要求现 有火力发电厂锅炉NOx排放浓度不超过100mg/m3)。因此，低NOx燃烧技术对我国的节能减 排具有十分重要的意义。 现有技术中控制燃料燃烧产生的NOx排放的措施是在燃烧中控制NOx生成或在燃 烧后将NOx还原。 燃煤燃烧后控制NOx排放的方法是采用SCR(Selective Catalytic Reduction，选 择性催化还原法）。该方法虽然减排率高，可使NO变为N2的转化率达到80%以上，但其缺 点是初投资大、运行成本过高，一些基于氨基的烟气脱氮技术还会发生氨的漏失，影响下游 设备安全运行。 在燃煤燃烧过程中的控制一般采用低NOx燃烧技术，如空气分级燃烧、低过量空 气系数运行、低NOx燃烧器燃烧、烟气再循环和再燃技术等等。 一些低NOx燃烧技术，如空气分级燃烧、低过量空气系数运行、低NOx燃烧器燃烧、 烟气再循环等低NOx燃烧技术的NOx减排率在10~40%。这些低NOx燃烧技术控制NOx 生成的反应条件和保证煤粉充分燃烧的反应条件相矛盾。 再燃技术作为低NOx燃烧技术的一种，因 NOx减排率最高可以达到50%、成本低， 还可以保证主燃区煤粉良好的燃烧条件，因此日益得到广泛应用。虽然如此，但是再燃技术 的NOx减排率仍需配合较大容量的燃煤燃烧后控制NOx排放的设备（如SCR脱硝设备）才 能达到NOx排放的要求。而且，由于采用再燃技术的主燃区过量空气系数大于1，多余的氧 进入再燃区会消耗更多的再燃燃料，不利于再燃区还原气氛的形成，增加了再燃燃料占总 燃料的份额。 再燃技术中再燃燃料一般选择反应活性较高的天然气或褐煤、烟煤。从再燃技术 本身来看，气体再燃由于其还原反应发生在气相间，反应速度极快，用气体燃烧再燃的效果 优于煤粉再燃，因此气体燃料为再燃燃料较好的选择。国外多采用天然气为再燃燃料。除 天然气外，焦炉煤气、生物质气、地下煤层气等都可以作为气体再燃燃料。 3 CN 204388042 U 说明书 2/11 页由于我国气体燃烧资源分布不均、供应相对短缺，在没有气源的电厂，对于特定的 煤粉炉往往受到气体再燃燃料来源的限制，存在投入产出比方面的忧虑，难以采用气体作 为再燃燃料实施再燃技术。 而再燃燃料直接采用煤基燃料为再燃燃料存在一定的问题，采用常规煤粉为再燃 燃料燃尽率较低，飞灰可燃物含量高，影响燃烧效率并会有二次污染。为了更广泛地应用再 燃技术，国内科技人员针对超细粉再燃、水煤浆再燃等技术开展了广泛的研究。 例如，中国专利CN1240965C使用烟气输送从给粉机来的超细粉到炉内主燃区之 后的再燃区进行再燃脱硝，人为的将主燃区和再燃区隔离，再燃区离炉膛出口太近造成烟 气飞灰含碳量增加，不同给粉方式协调运行的调整及管理难度大，影响了该技术应用的通 用性。而且，超细粉对于容量较小的中储式制粉系统电站锅炉比较方便（三次风中的超细 煤粉），但是大容量锅炉出于安全和占地考虑采用直吹式制粉系统，因此，没有大量稳定的 超细煤粉来源。 综上，如何利用再燃技术，对再燃技术进行改进以适合我国以煤为主要燃料的国 情成为在我国推广再燃技术的关键。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种低NOx燃烧系统，旨在实现较高的NOx减排率。 本技术提供一种低NOx燃烧系统，包括炉体，所述炉体具有炉膛，所述炉膛包 括从上游至下游依次设置的过量空气系数小于1的主燃区、过量空气系数小于1的再燃区 和过量空气系数大于1燃尽区，所述低NOx燃烧系统包括分别安装于所述炉体上的一次风 喷口、二次风喷口、燃尽风喷口和再燃燃烧器，所述一次风喷口和所述二次风喷口位于所述 主燃区，所述再燃燃烧器位于所述再燃区，所述燃尽风喷口位于所述燃尽区。 进一步地，所述炉膛还包括位于所述主燃区和所述再燃区之间的预燃尽区，所述 低NOx燃烧系统还包括设置于所述炉体上的预燃尽风喷口，所述预燃尽风喷口位于所述预 燃尽区。 进一步地，所述低NOx燃烧系统还包括气化反应器，所述气化反应器的反应器出 口与所述再燃燃烧器连通。 进一步地，所述低NOx燃烧系统还包括气固分离器，所述气固分离器包括气固分 离器筒体和分别设置于所述气固分离器筒体上的气固混合物入口、气体出口和残碳出口， 所述气化反应器的反应器出口与所述气固混合物入口连通，所述气体出口与所述再燃燃烧 器连通。 进一步地，所述低NOx燃烧系统还包括设置于所述炉体上的残碳燃烧器，所述残 碳燃烧器位于所述主燃区，所述残碳出口与所述残碳燃烧器连通。 _ 进一步地，所述气化反应器为等离子体反应器，所述等离子体反应器包括等离子 体反应器筒、等离子体发生器、一次风粉入口、水汽混合物喷口和反应器出口，所述等离子 体发生器设置于所述等离子体反应器筒内，所述一次风粉入口、所述水汽混合物喷口和所 述反应器出口设置于所述等离子体反应器筒上。 进一步地，所述等离子体发生器的功率可调节地设置；和/或所述水汽混合物喷 口的喷射位置可调节地设置。 4 CN 204388042 U 说明书 3/11 页 进一步地，所述等离子体反应器具有反应器中轴线，所述反应器中轴线坚直设置 或者与竖直方向具有夹角b，其中，0<b<90。。 进一步地，所述低NOx燃烧系统包括设置于所述炉体上的煤粉燃烧器，所述煤粉 燃烧器位于所述主燃区并包括所述一次风喷口和所述二次风喷口，其中，所述煤粉燃烧器 还包括辅助气体燃料喷口，所述辅助气体燃料喷口位于所述一次风喷口和所述二次风喷口 之间。基于本技术提供的低NOx燃烧系统，炉膛包括从上游至下游依次设置的过量 空气系数小于1的主燃区、过量空气系数小于1的再燃区和过量空气系数大于1燃尽区，一 次风喷口和二次风喷口位于主燃区，再燃燃烧器位于再燃区，燃尽风喷口位于燃尽区。本实 用新型在主燃区和燃尽区进行空气分级燃烧的基础上合理结合再燃技术，可以可靠地实现 炉膛出口 NOx低排放的目的，从而实现较高的NOx减排率。 通过以下参照附图对本技术的示例性实施例的详细描述，本技术的其它 特征及其优点将会变得清楚。【附图说明】此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分， 本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当 限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低NOx燃烧系统，包括炉体，所述炉体具有炉膛(91)，其特征在于，所述炉膛(91)包括从上游至下游依次设置的过量空气系数小于1的主燃区、过量空气系数小于1的再燃区和过量空气系数大于1燃尽区，所述低NOx燃烧系统包括分别安装于所述炉体上的一次风喷口、二次风喷口、燃尽风喷口(71)和再燃燃烧器(41)，所述一次风喷口和所述二次风喷口位于所述主燃区，所述再燃燃烧器(41)位于所述再燃区，所述燃尽风喷口(71)位于所述燃尽区。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，孙树翁，龚泽儒，宋林波，甄晓伟，李强，邹鹏，张超群，董永胜，
申请(专利权)人：烟台龙源电力技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37