一种切圆锅炉深度脱硝燃烧方法技术

本发明专利技术公开了一种切圆锅炉深度脱硝燃烧方法，其炉膛分为主燃区、还原区和燃尽区；将燃煤通过一层以上的一次风喷口内的一次风送入炉膛主燃区燃烧，并在主燃区通过二次风喷口通入一层以上的二次风，在燃尽区通过燃尽风喷口通入一层以上的燃尽风，其特征在于：其中主燃区的过量空气系数范围为0.5～1.05，燃煤进行低氧燃烧；燃尽区的过量空气系数为1.05～1.3，进行富氧燃烧；最上层燃尽风以下的炉膛内通过一层以上的还原抑制剂喷口喷入氨基还原抑制剂，同层的还原抑制剂喷口位于同一水平面，在炉膛内高温环境下还原烟气中的氮氧化物，以及抑制新的氮氧化物生成。本发明专利技术不仅可显著降低炉膛出口的氮氧化物排放值，实现超低排放，且不需要严格的温度窗口和催化剂，大幅降低了脱硝成本，燃烧效率也可保证，经济效益显著，并具有广泛的适用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于切圆锅炉脱硝的燃烧方法。
技术介绍
切圆锅炉是燃烧器呈四角布置、喷射燃煤形成切圆燃烧方式；煤在燃烧过程中会排放氮氧化物（NOx）污染物，这些污染物会造成光化学烟雾污染，会对人类呼吸系统及动植物生存均会造成严重的危害。我国最新的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）规定，自2015年1月1日起，全部燃煤锅炉氮氧化物（以NO2计）排放限值为100mg/Nm3（采用W型火焰炉膛的，现有的循环流化床火力发电锅炉以及2003年12月31日前建成投产的火力发电锅炉等限值为200mg/Nm3）。目前成熟应用于锅炉的脱硝技术分为炉内脱硝和尾部脱硝两种。炉内脱硝包括采用低NOx燃烧器、空气分级、燃料再燃、选择性非催化还原（SNCR）等技术，尾部脱硝包括选择性催化还原（SCR）、活性炭吸附等技术。单纯采用控制炉内燃烧过程的脱硝技术（例如空气分级和再燃技术），NOx还原效率30%～70%左右，对于原始排放在600mg/m3左右的燃煤锅炉，NOx排放控制值不能够满足国家的排放标准。目前的普通再燃技术对比空气分级技术在脱硝效率方面并没有明显的提高，但是设备系统更加复杂，因此没有技术和市场优势。为了达到较高的脱硝效率，对于普通空气分级技术的发展方向是在不断加大空气的分级程度，然而随着分级程度的增加，燃料燃烧效率会降低，给燃料燃烧的经济性带来了较明显的负面影响，同时，分级程度加大对处于强还原性气氛下的炉内水冷壁的安全可靠运行也带来了显著的负面影响。因此，仅仅依靠控制燃烧过程来降低氮氧化物排放效果，在满足现有国家排放标准，并兼顾高效燃烧等要求，则需要同时使用其它脱硝技术措施。目前，国内电厂普遍采用选择性催化还原技术（SCR）在炉膛低NOx燃烧基础上进行进一步深度脱硝。这种技术在尾部烟道喷入氨剂在催化剂的作用下还原烟气中的氮氧化物，运行环境的温度需要控制在300℃～400℃，温度过高氨反而会被氧化为NOx，氨量控制不当还会造成氨逃逸，并且由于反应过程需要投入催化剂，因此，运行成本较高。相比于SCR技术，选择性非催化还原技术（SNCR）在燃尽风之后靠近炉膛出口高温区投入氨剂还原氮氧化物。由于反应区域温度高，不需要催化剂，降低了运行成本。但是这种技术适用的温度反应窗口较窄，在800℃～1100℃之间。在低负荷工况下，炉膛内氧浓度偏高，氨更易被氧化为氮氧化物。如果燃料含硫较高，NH3还会与SO3反应生成铵盐，在低温下会结渣腐蚀。并且因为布置在燃尽风之后，如果喷入氨量过多，也会造成氨逃逸，因此对锅炉的工况要求较高，适用的范围有限。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种切圆锅炉深度脱硝燃烧方法，它不仅可显著降低炉膛出口的氮氧化物排放值，实现超低排放，且不需要严格的温度窗口和催化剂，大幅降低了脱硝成本，燃烧效率也可保证，经济效益显著，并具有广泛的适用性。为了达到上述目的，本专利技术的一种切圆锅炉深度脱硝燃烧方法，其炉膛分为主燃区、还原区和燃尽区；将燃煤通过一层以上的一次风喷口内的一次风送入炉膛主燃区燃烧，并在主燃区通过二次风喷口通入一层以上的二次风，在燃尽区通过燃尽风喷口通入一层以上的燃尽风，其特征在于：其中主燃区的过量空气系数范围为0.5～1.05，燃煤进行低氧燃烧；燃尽区的过量空气系数为1.05～1.3，进行富氧燃烧；最上层燃尽风以下的炉膛内通过一层以上的还原抑制剂喷口喷入氨基还原抑制剂，同层的还原抑制剂喷口位于同一水平面，在炉膛内高温环境下还原烟气中的氮氧化物；本专利技术可以将所述氨基还原抑制剂从设于一次风喷口或二次风喷口内的还原抑制剂喷口喷入，还原抑制剂喷口口径小于设于一次风喷口口径或二次风喷口口径；本专利技术也可以将所述氨基还原抑制剂从或设于一、二次风喷口之间炉墙上的还原抑制剂喷口、或设于主燃区与燃尽区之间还原区炉墙上的还原抑制剂喷口、或设于数层燃尽风喷口之间炉墙上的还原抑制剂喷口喷入；本专利技术还通过二次风喷口与燃尽风喷口之间炉墙上的还原风喷口喷入还原风，还原风的过量空气系数为0.6～0.85，通过设于还原风喷口与燃尽风喷口之间的所述一层以上的还原抑制剂喷口喷入所述氨基还原抑制剂；本专利技术还通过二次风喷口与燃尽风喷口之间的再燃燃料喷口喷入再燃燃料，通过设于再燃燃料喷口与燃尽风喷口之间的所述一层以上的还原抑制剂喷口喷入氨基还原抑制剂；本专利技术可以将所述还原抑制剂喷口设于炉墙四角，同层的氨基还原抑制剂以在炉膛中心形成假想切圆的方式喷入；既保持炉膛良好的燃烧环境，又保证氨基还原抑制剂与烟气的充分混合；本专利技术也可以将所述还原抑制剂喷口设于四面的炉墙上，在每面炉墙上设有一个以上的还原抑制剂喷口，同层的氨基还原抑制剂以在炉膛中形成一个以上假想切圆的方式喷入。本专利技术也可以将所述还原抑制剂喷口设于四面的炉墙上，在每面炉墙上设有两个以上的还原抑制剂喷口，相对两侧炉墙上还原抑制剂喷口中心线共线，将同层相对两侧氨基还原抑制剂以对冲方式喷入。本专利技术也可以在至少一面炉墙上设置还原剂输送管，将所述还原抑制剂喷口设于对应的还原剂输送管上；本专利技术通过在主燃区通入氨基还原抑制剂，并控制过量空气系数在较低的范围，此处烟气中的氧已基本被耗尽，处于还原性气氛中，由于反应区域温度很高，不需要催化剂，氨基还原抑制剂将烟气中的氮氧化物强化还原，并在该气氛中抑制氮氧化物的生成，使得进入燃尽区的氮氧化物浓度大大降低，未燃尽的燃料在燃尽区得到充分燃烧，可保证燃烧效率，新产生的氮氧化物加上进入燃尽区的氮氧化物有限，此区域温度仍较高，可由烟气中的氨基还原抑制剂还原，使得炉膛出口的氮氧化物排放值显著降低，实现超低排放特性；本方法相比于已有的选择性非催化还原技术（SNCR）不需要严格的温度窗口，即使在炉内最高的燃烧区域烟气温度下，仍不会导致氨的大量氧化，经济效益显著，并具有广泛的适用性。作为本专利技术的一种优选，从锅炉空预器之后或之前尾部烟道抽取部分烟气作为氨基还原抑制剂的输送介质，与所述氨基还原抑制剂混合后一同从还原抑制剂喷口喷入炉膛；更利于实现炉膛的还原性气氛及提高反应区域温度；综上所述，本专利技术不仅可显著降低炉膛出口的氮氧化物排放值，实现超低排放，且不需要严格的温度窗口和催化剂，大幅降低了脱硝成本，燃烧效率也可保证，经济效益显著，并具有广泛的适用性。附图说明图1为使用本专利技术实施例一的切圆锅炉简图。图2为图1中一侧燃烧器和燃尽风喷口的排列示意图。图3为图1中四角的还原抑制剂喷口布置简图。图4为使用本专利技术实施例二的切圆锅炉一侧燃烧器和燃尽风喷口的排列示意图。图5为使用本专利技术实施例三的切圆锅炉简图。图6为图5中四面炉墙上还原抑制剂喷口布置简图。图7为使用本专利技术实施例四的切圆锅炉一侧燃烧器和燃尽风喷口的排列示意图。图8为图7中四面炉墙上还原抑制剂喷口布置简图。图9为使用本专利技术实施例五的切圆锅炉简图。图10为图9中四面炉墙上还原抑制剂喷口布置简图。图11为使用本专利技术实施例六的切圆锅炉简图。图12为图11中一面炉墙上还原剂输送管及还原抑制剂喷口的布置简图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。实施例一如图1、图2、图3所示，该切圆锅炉的炉膛从下至上分为主燃区1、还原区2和燃尽区3，四个燃烧器4呈四角布置，每个燃烧器4设有数个在纵向交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种切圆锅炉深度脱硝燃烧方法，其炉膛分为主燃区、还原区和燃尽区；将燃煤通过一层以上的一次风喷口内的一次风送入炉膛主燃区燃烧，并在主燃区通过二次风喷口通入一层以上的二次风，在燃尽区通过燃尽风喷口通入一层以上的燃尽风，其特征在于：其中主燃区的过量空气系数范围为0.5～1.05，燃煤进行低氧燃烧；燃尽区的过量空气系数为1.05～1.3，进行富氧燃烧；最上层燃尽风以下的炉膛内通过一层以上的还原抑制剂喷口喷入氨基还原抑制剂，同层的还原抑制剂喷口位于同一水平面，在炉膛内高温环境下还原烟气中的氮氧化物。

【技术特征摘要】
1.一种切圆锅炉深度脱硝燃烧方法，其炉膛分为主燃区、还原区和燃尽区；将燃煤通过一层以上的一次风喷口内的一次风送入炉膛主燃区燃烧，并在主燃区通过二次风喷口通入一层以上的二次风，在燃尽区通过燃尽风喷口通入一层以上的燃尽风，其特征在于：其中主燃区的过量空气系数范围为0.5～1.05，燃煤进行低氧燃烧；燃尽区的过量空气系数为1.05～1.3，进行富氧燃烧；最上层燃尽风以下的炉膛内通过一层以上的还原抑制剂喷口喷入氨基还原抑制剂，同层的还原抑制剂喷口位于同一水平面，在炉膛内高温环境下还原烟气中的氮氧化物。2.根据权利要求1所述的一种切圆锅炉深度脱硝燃烧方法，其特征在于：将所述氨基还原抑制剂从设于一次风喷口或二次风喷口内的还原抑制剂喷口喷入，还原抑制剂喷口口径小于设于一次风喷口口径或二次风喷口口径。3.根据权利要求1所述的一种切圆锅炉深度脱硝燃烧方法，其特征在于：将所述氨基还原抑制剂从或设于一、二次风喷口之间炉墙上的还原抑制剂喷口、或设于主燃区与燃尽区之间还原区炉墙上的还原抑制剂喷口、或设于数层燃尽风喷口之间炉墙上的还原抑制剂喷口喷入。4.根据权利要求1所述的一种切圆锅炉深度脱硝燃烧方法，其特征在于：还通过二次风喷口与燃尽风喷口之间炉墙上的还原风喷口喷入还原风，还原风的过量空气系数为0.6～0.85，通过设于还原风喷口与燃尽风喷口之间炉墙上的所述一层以上的还原抑制剂喷口喷入所述氨基还原抑制剂。5.根据权利要求1所述的一种切圆锅炉深度脱硝燃烧方法，其特征在于：还通过二次风喷口与燃尽风喷口之间的再燃燃料喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：范卫东，陈灿，王勇，刘泰生，邓仲勇，谢佳，马晓伟，吴明州，
申请(专利权)人：上海交通大学，东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31