一种空气分级/局部富氧燃烧电站锅炉NOX控制系统和方法技术方案

本发明专利技术的目的在于提供一种空气分级/局部富氧燃烧电站锅炉NOx控制方法和系统，结合炉内的空气分级/局部富氧燃烧技术与炉膛内SNCR脱硝技术来控制电站锅炉NOx排放量，在不采用SCR的条件下可以大幅度降低NOx的排放量，使锅炉的NOx排放达到国家规定的限值以下，避免了SCR运行过程产生的一系列问题。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于燃煤火力发电
，特别设计一种空气分级/局部富氧燃烧电站锅炉NOx控制系统和方法。
技术介绍
：在中国，燃煤火电厂是氮氧化物(NOx)的主要排放源。而近十几年，火电厂排放的大量NOx已经产生了严重的环境问题，影响了生态环境和人类健康。为了应对这个严峻的环境问题我国政府规定从2014年7月1日起，全部火力发电锅炉的NOx排放量不得高于100mg/Nm3。为了满足如此严苛的规定，大多数电厂都采用低氮燃烧技术与选择性催化还原(SCR)技术结合使用的方法来控制NOx排放。SCR尽管被认为是目前电站锅炉中最高效的NOx减排技术，但它在运行过程中仍然存在很多问题。首先，SCR运行过程中所消耗的催化剂和还原剂费用很高；其次，SCR催化剂的运行寿命一般都比较短，而将失活的催化剂直接丢弃的话会造成对环境的二次污染；再次，SCR催化剂会氧化烟气中的SO2生成SO3，SO3再与还原剂NH3结合生成硫酸氢铵，对下游的空气预热器造成堵塞；最后，在锅炉负荷发生变化时，SCR反应器处的烟温也会随之变化，产生烟温与催化剂的工作温度窗口不匹配的情况。所以采用SCR技术来控制电站锅炉的NOx排放并不是长久之计。因此，应该优先发展炉膛内的低NOx燃烧技术，让NOx在炉膛内的初始生成量足够低，这样就可以不用尾部脱硝技术，或者用SNCR来替代SCR就可以达到国家规定的NOx排放限值，从而可以避免SCR带来的一系列问题。而且，国家对NOx排放的规定限值可能在近几年再次被推进，到50mg/Nm3，所以发展适用于电站锅炉的高效低NOx燃烧技术来降低炉内的NOx生成量就显得势在必行而且对环境保护具有重大的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种空气分级/局部富氧燃烧电站锅炉NOx控制方法和系统，结合炉内的空气分级/局部富氧燃烧技术与炉膛内SNCR脱硝技术来控制电站锅炉NOx排放量，在不采用SCR的条件下可以大幅度降低NOx的排放量，使锅炉的NOx排放达到国家规定的限值以下，避免了SCR运行过程产生的一系列问题。一种空气分级/局部富氧燃烧电站锅炉NOx控制方法，其特征在于，所述方法包括：采用以下的配风方式来实现炉内空气分级/局部富氧燃烧：①.主燃区的过量空气系数控制在0.7左右，②.燃烧器的二次风成分为空气加一部分纯氧，③.燃尽风喷口设置在较高的位置，大约离燃烧器的距离为20m；结合空气分级/局部富氧的炉内低氮燃烧技术和SNCR脱硝技术来控制NOx排放，此外不再需要尾部SCR脱硝。可选地，所述二次风中需加入的纯氧由空分装置提供。本专利技术提供了一种空气分级/局部富氧燃烧电站锅炉NOx控制系统，包括锅炉炉膛(1)，燃烧器(2)，燃尽风喷嘴(3)，SNCR还原剂喷嘴(4)，省煤器(5)，空气预热器A(6)，空气预热器B(7)，暖风器(8)，静电除尘器(9)，静电除尘器(9)，烟气冷凝器(10)，脱硫塔(11)，烟囱(12)，空分装置(13)，送风机A(14)，送风机B(15)，送风机C(16)，磨煤机(17)，其中：烟气从省煤器(5)出来后分开进入两个并联的空预器：空气预热器A(6)和空气预热器B(7)，从两个空预器出口相连接并由管道连接依次通过暖风器(8)，静电除尘器(9)，烟气冷凝器(10)，脱硫塔(11)最后进入烟囱(12)。可选地，空分装置(13)出口的氮气直接收集，液氧路经管道连接进入烟气冷凝器(10)，烟气冷凝器(10)出口连接送风机A(14)入口，送风机A(14)出口与送风机B(15)出口相连再由管道依次连接至暖风器(8)、空气预热器B(7)和燃烧器(2)。可选地，送风机C(15)出口连接空气预热器A(6)，空气预热器A(6)出口分为两路，一路与燃尽风喷嘴(3)相连，另一路与磨煤机(17)出口相连，再由管道连接至燃烧器(2)。可选地，脱硝所需要的还原剂由SNCR还原剂喷嘴(4)喷入炉内。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：炉内采用所述的这种空气分级/局部富氧的燃烧方式可以使NOx的生成量降低约60％，在结合SNCR就可以使NOx排放量达到国家规定标准，从而避免了因SCR运行而带来的一系列问题；易于对现有的锅炉进行改造；利用空分制得液氧的冷能对烟气中的水蒸气进行冷凝，实现了烟气中水分的回收；为了提高主燃区给气的氧浓度，将纯氧加入二次风中而不是一次风，避免了以下两方面的问题：一次风氧浓度增大增加煤粉自燃的可能性，一次风氧浓度增大导致一次风流量降低从而会影响煤粉的输送。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例中提供的一种空气分级/局部富氧燃烧电站锅炉NOx控制系统的一个实施例结构示意图；图示说明：1为锅炉炉膛，2为燃烧器，3为燃尽风喷口，4为SNCR还原剂喷嘴，5为省煤器，6为空气预热器A，7为空气预热器B，8为暖风器，9为静电除尘器，10为烟气冷凝器，11为脱硫塔，12为烟囱，13为空分装置，14为送风机A，15为送风机B，16为送风机C，17为磨煤机。具体实施方式本专利技术的目的在于提供一种空气分级/局部富氧燃烧电站锅炉NOx控制方法和系统，结合炉内的空气分级/局部富氧燃烧技术与炉膛内SNCR脱硝技术来控制电站锅炉NOx排放量，在不采用SCR的条件下可以大幅度降低NOx的排放量，使锅炉的NOx排放达到国家规定的限值以下，避免了SCR运行过程产生的一系列问题。为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术实施例中提供的一种空气分级/局部富氧燃烧电站锅炉NOx控制系统的一个实施例包括：一种空气分级/局部富氧燃烧电站锅炉NOx控制方法，其特征在于，所述方法包括：采用以下的配风方式来实现炉内空气分级/局部富氧燃烧：①.主燃区的过量空气系数控制在0.7左右，②.燃烧器的二次风成分为空气加一部分纯氧，③.燃尽风喷口设置在较高的位置，大约离燃烧器的距离为20m；结合空气分级/局部富氧的炉内低氮燃烧技术和SNCR脱硝技术来控制NOx排放，此外不再需要尾部SCR脱硝。可选地，所述二次风中需加入的纯氧由空分装置提供。具体地方法包括：采用以下的配风方式来实现炉内空气分级/局部富氧燃烧：①.在传统的空气分级燃烧方式基础上，将主燃区过量空气系数降低到0.7左右，实现深度分级，使主燃区处于强还原气氛下；②.在主燃区的二次风中掺入一部分纯氧，使主燃区的氧浓度增大，促进主燃区的燃烧强度，使主燃区在一个很低过量空气系数的条件下任然能保持火焰稳定并且提高燃烧温度，促进NOx在主燃区的还原反应；③.采用分离燃尽风系统，并且将燃尽风喷口设置在炉膛比较高的位置，大约离燃烧器的距离为2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气分级/局部富氧燃烧电站锅炉NOx控制方法，其特征在于，所述方法包括：采用以下的配风方式来实现炉内空气分级/局部富氧燃烧：①.主燃区的过量空气系数控制在0.7左右，②.燃烧器的二次风成分为空气加一部分纯氧，③.燃尽风喷口设置在较高的位置，大约离燃烧器的距离为20m；结合空气分级/局部富氧的炉内低氮燃烧技术和SNCR脱硝技术来控制NOx排放，此外不再需要尾部SCR脱硝。

【技术特征摘要】
1.一种空气分级/局部富氧燃烧电站锅炉NOx控制方法，其特征在于，所述方法包括：采用以下的配风方式来实现炉内空气分级/局部富氧燃烧：①.主燃区的过量空气系数控制在0.7左右，②.燃烧器的二次风成分为空气加一部分纯氧，③.燃尽风喷口设置在较高的位置，大约离燃烧器的距离为20m；结合空气分级/局部富氧的炉内低氮燃烧技术和SNCR脱硝技术来控制NOx排放，此外不再需要尾部SCR脱硝。2.根据权利要求1所述的空气分级/局部富氧燃烧电站锅炉NOx控制方法，其特征在于：所述二次风中需加入的纯氧由空分装置提供。3.一种空气分级/局部富氧燃烧电站锅炉NOx控制系统，其特征在于：包括锅炉炉膛(1)，燃烧器(2)，燃尽风喷嘴(3)，SNCR还原剂喷嘴(4)，省煤器(5)，空气预热器A(6)，空气预热器B(7)，暖风器(8)，静电除尘器(9)，静电除尘器(9)，烟气冷凝器(10)，脱硫塔(11)，烟囱(12)，空分装置(13)，送风机A(14)，送风机B(15)，送风机C(16)，磨煤机(17)，其中：烟气从省煤器(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德波，冯永新，车得福，杜勇博，王长安，李建波，周杰联，朱信，余岳溪，殷立宝，湛志钢，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，西安交通大学，
类型：发明
国别省市：广东;44