减少锅炉炉膛出口氮氧化物含量的布风方法以及用于煤粉燃烧的锅炉技术

本发明专利技术涉及锅炉低氮燃烧技术领域，公开了一种减少锅炉炉膛出口氮氧化物含量的布风方法，该布风方法通过燃尽风的引入在炉膛的还原区形成涡流，该涡流能将部分已进入到燃尽区的烟气再次卷吸回流到还原区。在还原区形成了涡流，涡流的循环流动能将部分燃尽区的烟气再次卷吸回流到还原区，从而形成炉内局部烟气循环，由于还原区是富燃料烟气，其仍然具有很强的还原性，因此烟气中的氮氧化物将会被再次还原，可强化空气分级作用，进一步降低炉膛出口氮氧化物的含量。

Air distribution method for reducing NOx content in boiler furnace outlet and boiler for pulverized coal combustion

The invention relates to the technical field of low nitrogen combustion of the boiler, and discloses a air distribution method for reducing the nitrogen oxide content of the boiler furnace outlet. The air distribution method forms a vortex in the reduction area of the furnace through the introduction of the burnout wind, which can rewind and reflow part of the flue gas into the burning zone again and reflow to the reduction zone. In the reduction region, the eddy current is formed, and the circulating flow of the eddy flow can rewind and reflow the flue gas in some burned areas back and back into the reduction area, thus forming a local gas circulation in the furnace. As the reduction area is a rich fuel gas, it still has a strong reducibility, so the nitrogen oxides in the flue gas will be redox to strengthen the air separation. The stage effect further reduces the content of NOx in the furnace outlet.

【技术实现步骤摘要】
减少锅炉炉膛出口氮氧化物含量的布风方法以及用于煤粉燃烧的锅炉
本专利技术涉及锅炉低氮燃烧
，尤其涉及锅炉的布风方法。
技术介绍
随着经济的发展，对于能源构成以煤炭为主的国家，煤炭的消耗量也不断加大，因此由煤炭燃烧所造成的大气污染也日趋严重，氮氧化物(NOx)污染乃大气环境的主要污染物之一。为了降低燃烧中产生的NOx、实现清洁燃烧，现有技术中采用了低氮燃烧技术来控制燃烧过程中NOx的生成。低氮燃烧技术是通过降低燃烧反应温度，减少过量空气系数，缩短烟气在高温区的停留时间等手段达到控制NOx的目的。由于低氮燃烧技术工艺成熟，投资及运行费用相对较低，已经得到了广泛的应用。空气分级燃烧技术是目前使用最为普遍的低氮燃烧技术，其基本原理是将燃料的燃烧过程分阶段完成。在主燃烧器区域供入少于理论空气量的空气，燃料在富燃料条件下燃烧，燃烧区温度水平降低，同时形成还原气氛降低氮氧化物的生成。在主燃烧器上方布置燃尽风喷口，燃尽风的引入可以提供足够的氧气，以燃尽来自还原区的未燃尽碳，保证燃烧效率，减小飞灰含碳量，而传统燃尽风的引入会导致还原区被迅速破坏，被还原的氮氧化物在后期燃尽区域会因未燃尽碳等燃烧再次生成。如果燃尽风设计和布置不合理，甚至会导致飞灰含碳量偏大，燃尽区水冷壁结渣，出口烟温偏差增大，同时还可能降低空气分级减排氮氧化物的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在解决传统方式燃尽风的引入导致燃尽区域后期氮氧化物再次大幅度升高的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：减少锅炉炉膛出口氮氧化物含量的布风方法，该布风方法通过燃尽风的引入在炉膛的还原区形成涡流，该涡流能将部分已进入到燃尽区的烟气再次卷吸回流到还原区。进一步的，所述的涡流由炉膛壁上上下相邻的两层燃尽风燃烧器对向错层喷入的燃尽风形成。上述布风方法的有益效果是：由于燃尽风的引入合理，在还原区形成了涡流，涡流的循环流动能将部分燃尽区的烟气再次卷吸回流到还原区，从而形成炉内局部烟气循环，由于还原区是富燃料烟气，其仍然具有很强的还原性，因此烟气中的氮氧化物将会被再次还原，可强化空气分级作用，进一步降低炉膛出口氮氧化物的含量，与
技术介绍
所述的传统燃尽风布置方式相比，可视为一种主动降低氮氧化物含量的布风方式，且烟气的回流能够夹带未燃颗粒，延长颗粒停留时间，可以在降低氮氧化物含量的同时降低炉膛出口CO浓度和飞灰含碳量。基于上述技术方案，本专利技术还具体提供了一种减少锅炉炉膛出口氮氧化物含量的布风方法，该锅炉主燃区的炉膛前后墙对冲布置有至少一层煤粉燃烧器，所述煤粉燃烧器之上的炉膛前后墙通过燃尽风燃烧器对向错层引入有燃尽风，该燃尽风包括由位于最下方的第一层燃尽风燃烧器引入的第一层燃尽风和由紧邻于第一层燃尽风燃烧器之上的第二层燃尽风燃烧器引入的第二层燃尽风；其中，第一层燃尽风由炉膛的前墙或者后墙引入，第二层燃尽风由与第一层燃尽风引入侧相对的一侧引入；第一层燃尽风喷入炉膛的速度为V1，第二层燃尽风喷入炉膛的内速度为V2，且V1＜V2；紧邻于第一层燃尽风燃烧器之下的最顶层的煤粉燃烧器仅由与第一层燃尽风引入侧同侧的方向向炉膛喷入燃烧用风。上述布风方法的有益效果是：由于第一层燃尽风与第二层燃尽风是对向错层引入炉膛的，因此两层燃尽风进入到炉膛后会在还原区形成涡流，该涡流与前一布风方法中的涡流的原理相同，该涡流能将部分燃尽区的烟气再次卷吸回流到还原区，由于还原区是富燃料烟气，其仍然具有很强还原性，因此可以将炉膛上部燃尽风通入后再次生成的NOX重新卷吸到还原区进行还原，相对于传统前后墙燃尽风对冲送入的方式，可大幅降低炉膛出口处的NOX含量。另一方面，由于烟气的回流能够夹带未燃颗粒，延长颗粒停留时间，因此可以在降低氮氧化物含量的同时降低出口CO浓度和飞灰含碳量，提高燃烧效率。进一步的，所述第一层燃尽风燃烧器的轴线与所述第二层燃尽风燃烧器的轴线之间的高度差为H，2.5m≤H≤5.5m；进一步的，所述的燃尽风燃烧器还包括位于第二层燃尽风燃烧器之上的第三层燃尽风燃烧器，该第三层燃尽风燃烧器同时由炉膛的前墙和后墙引入燃尽风。进一步的，所述的第一层燃尽风采用倾斜向下的方式喷入炉膛，该喷入方向与炉膛水平面的夹角为α1；所述的第二层燃尽风采用倾斜向上的方式喷入炉膛，该喷入方向与炉膛水平面的夹角为α2，且，0°≤α1≤45°，0°≤α2≤45°。进一步的，所述的α1为0°-15°，所述的α2也为0°-15°。进一步的，其中，30m/s≤V1≤60m/s，50m/s≤V2≤90m/s。进一步的，引入所述第二层燃尽风的第二层燃尽风燃烧器配置有增压风机，增压风机用于提高第二层燃尽风喷入炉膛的速度。基于上述的布风方法，本专利技术还提供了一种用于煤粉燃烧的锅炉，该锅炉的布风采用上述的布风方法。附图说明图1是实施例1的示意图；图2是实施例2的示意图；图3是实施例3的示意图；图4是实施例4的示意图；图5是实施例5中，其中一种实施方式的示意图；图6是实施例6中，其中一种实施方式的示意图；图中标记为：1-炉膛，2-煤粉燃烧器，3-第一层燃尽风燃烧器，4-第二层燃尽风燃烧器，5-第三层燃尽风燃烧器，6-增压风机，11-前墙，12-后墙。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步详细介绍，但本专利技术的实施方式不限于此。本专利技术提供了一种减少锅炉炉膛出口氮氧化物含量的布风方法，该布风方法通过燃尽风的引入在炉膛的还原区形成涡流，该涡流能将部分已进入到燃尽区的烟气再次卷吸回流到还原区。所述的涡流由炉膛壁上上下相邻的两层燃尽风燃烧器对向错层喷入的燃尽风形成。通常锅炉主燃区的炉膛1前后墙对冲布置有至少一层煤粉燃烧器2，以下以三层煤粉燃烧器2为例。依据上述的布风方法，本专利技术可以采用如下设计：所述煤粉燃烧器2之上的炉膛1前后墙通过燃尽风燃烧器对向错层引入有燃尽风，该燃尽风包括由位于最下方的第一层燃尽风燃烧器3引入的第一层燃尽风和由紧邻于第一层燃尽风燃烧器3之上的第二层燃尽风燃烧器4引入的第二层燃尽风；其中，第一层燃尽风由炉膛1的前墙或者后墙引入，第二层燃尽风由与第一层燃尽风引入侧相对的一侧引入；第一层燃尽风喷入炉膛的速度为V1，第二层燃尽风喷入炉膛的内速度为V2，且，V1＜V2；优选地，紧邻于第一层燃尽风燃烧器3之下的最顶层的煤粉燃烧器2仅由与第一层燃尽风引入侧同侧的方向向炉膛1喷入燃烧用风，该燃烧用风通常包括一次风和二次风。基于上述设计，以下列举部分实施例加以说明。当然，基于上述设计，本专利技术包括但不限于以下所举实施例。实施例1：如图1所示，本实施例中煤粉燃烧器2同时布置在炉膛1的前后墙11、12，前墙11最顶层的煤粉燃烧器2运行，而后墙12最顶层的煤粉燃烧器2停运，第一层燃尽风燃烧器3仅布置在前墙11最顶层的煤粉燃烧器2的上方，其上方相邻层燃尽风燃烧器，即第二层燃尽风燃烧器4，则仅布置在后墙12。由此，第一层燃尽风燃烧器3与第二层燃尽风燃烧器4在炉膛1高度方向上呈错层布置。该两层燃尽风燃烧器轴线之间的高度差为H，且，2.5m≤H≤5.5m。第一层燃尽风燃烧器3引入第一层燃尽风，该第一层燃尽风喷入炉膛的速度为V1，且，30m/s≤V1≤60m/s；第二层燃尽风燃烧器4引入第二层燃尽风，该第二层燃尽风喷入炉膛的内速度为V2，且，50m/s≤本文档来自技高网...

【技术保护点】
减少锅炉炉膛出口氮氧化物含量的布风方法，其特征在于：该布风方法通过燃尽风的引入在炉膛的还原区形成涡流，该涡流能将部分已进入到燃尽区的烟气再次卷吸回流到还原区。

【技术特征摘要】
1.减少锅炉炉膛出口氮氧化物含量的布风方法，其特征在于：该布风方法通过燃尽风的引入在炉膛的还原区形成涡流，该涡流能将部分已进入到燃尽区的烟气再次卷吸回流到还原区。2.根据权利要求1所述的减少锅炉炉膛出口氮氧化物含量的布风方法，其特征在于：所述的涡流由炉膛壁上上下相邻的两层燃尽风燃烧器对向错层喷入的燃尽风形成。3.减少锅炉炉膛出口氮氧化物含量的布风方法，该锅炉主燃区的炉膛前后墙对冲布置有至少一层煤粉燃烧器，其特征在于：所述煤粉燃烧器之上的炉膛前后墙通过燃尽风燃烧器对向错层引入有燃尽风，该燃尽风包括由位于最下方的第一层燃尽风燃烧器引入的第一层燃尽风和由紧邻于第一层燃尽风燃烧器之上的第二层燃尽风燃烧器引入的第二层燃尽风；其中，第一层燃尽风由炉膛的前墙或者后墙引入，第二层燃尽风由与第一层燃尽风引入侧相对的一侧引入；第一层燃尽风喷入炉膛的速度为V1，第二层燃尽风喷入炉膛的内速度为V2，且V1＜V2；紧邻于第一层燃尽风燃烧器之下的最顶层的煤粉燃烧器仅由与第一层燃尽风引入侧同侧的方向向炉膛喷入燃烧用风。4.根据权利要求3所述的减少锅炉炉膛出口氮氧化物含量的布风方法，其特征在于：所述第一层燃尽风燃烧器的轴线与所述第二层燃尽风燃烧器的轴线之间的高度差为H，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔红兵，杨章宁，张定海，谢佳，倪刚，冉燊铭，莫春鸿，何维，聂立，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51