一种锅炉烟气再循环系统及其方法技术方案

一种锅炉烟气再循环系统，包括风机、总风管、子风管和喷管组等。风机设置在总风管上，总风管起始端与除尘器出口相连；总风管末端位于锅炉炉膛下部外侧，子风管连接在总风管末端；喷管组连接在子风管末端；喷管组包括上喷管和下喷管，上喷管开口设置在锅炉炉膛的上部OFA给风口；下喷管开口设置在锅炉炉膛的一次风口。再循环烟气通过总风阀调节流量，使其再循环率为10～30％，再循环烟气通过上风阀和/或调节分配通过上喷管和通过下喷管进入炉膛的烟气量比例2:8～8:2。本发明专利技术通过烟气再循环率的调节及炉膛上下烟气流量比例调节，有效调节炉膛火焰温度和炉膛出口温度，操作灵活、简单；并降低氮氧化物排放，改善燃用高碱金属燃料的沾污。

【技术实现步骤摘要】
一种锅炉烟气再循环系统及其方法
本专利技术涉及一种锅炉烟气再循环系统及其方法，属于燃烧技术

技术介绍
氮氧化物的浓度与引起雾霾的PM2.5的生成相关性极强，中国燃煤电厂大部分完成了超低排放改造，即锅炉烟气中的氮氧化物(NOx)浓度低于50mg/Nm3，但随着国家环保力度的加强，进一步降低锅炉烟气中氮氧化物浓度难度较大。锅炉在燃烧高碱金属燃料的过程中出现严重的沾污问题，目前的沾污防控措施会大幅增加锅炉运行成本。大量实践表明，降低锅炉火焰温度有助于减少氮氧化物(NOx)的生成，且降低炉膛出口截面温度可有效改善燃用高碱金属煤造成的炉膛顶部对流受热面的沾污问题。因此，亟需一种可有效调节炉膛火焰温度和炉膛出口截面温度的方法。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种能够灵活调节烟气再循环比例锅炉烟气再循环系统及其方法。本专利技术的技术方案如下：一种锅炉烟气再循环系统，所述系统能够用于将锅炉除尘器出口烟气回送到锅炉炉膛，所述炉膛上部最末一级燃尽风口为OFA(overfireair)给风口，所述炉膛下部设置有一次风口，其特征在于：所述系统包括风机、总风管、子风管和喷管组；所述风机设置在所述总风管上，所述总风管起始端与所述除尘器出口相连；所述总风管末端位于所述锅炉炉膛下部外侧，所述子风管连接在所述总风管末端；所述喷管组连接在所述子风管末端；所述喷管组包括上喷管和下喷管，所述上喷管开口设置在所述锅炉炉膛的上部OFA给风口；所述下喷管开口设置在所述锅炉炉膛的一次风口。上述技术方案中，所述总风管上设置有总风阀，用于调节通过所述总风管回送的烟气总量；所述子风管上设置有子风阀，用于调节通过所述子风管的烟气流量；所述喷管组的上喷管上设置有上风阀和/或下风阀，用于调节通过所述上喷管和/或下喷管喷入所述炉膛的烟气量。上述技术方案中，所述子风管包括第一子风管和第二子风管，所述第一子风管和第二子风管对称设置在所述总风管末端。上述技术方案中，所述第一子风管和第二子风管呈水平布置，从锅炉后墙中心线外侧分别延伸锅炉两侧墙外侧。上述技术方案中，所述喷管组和所述子风管对应设置，所述喷管组包括与所述第一子风管相连的第一喷管组和与所述第二子风管相连的第二喷管组；所述第一喷管组与所述第二喷管组对称设置在所述炉膛相对的两个侧面外侧。上述技术方案中，所述子风阀包括设置在所述第一子风管上的第一子风阀和/或设置在所述第二子风管上的第二子风阀。上述技术方案中，所述上风阀和/或下风阀能够用于调节通过上喷管和下喷管的烟气量比例，并使通过上喷管的烟气量与通过下喷管的烟气量之比为2:8～8:2。一种锅炉烟气再循环方法，所述方法包括：将锅炉燃烧和净化后的部分烟气，从除尘器出口通过风机抽取成为再循环烟气；使再循环烟气依次进入相连的总风管和子风管，然后通过喷管组将再循环烟气分配到上喷管和下喷管，分别喷入OFA给风口和一次风口，成为上部循环烟气和下部循环烟气，在炉膛中调节燃烧温度和含氧量。上述技术方案中，再循环烟气通过总风阀调节流量，使其再循环率为10～30％，使燃烧器区域炉膛最高温度下降150℃内，以保证燃料稳定充分燃烧，且NOx的生成可以降低25％左右。再循环率为再循环烟气量与总烟气量的比值。上述技术方案中，再循环烟气通过上风阀和/或调节分配通过上喷管和通过下喷管进入炉膛的烟气量比例2:8～8:2。本专利技术具有以下优点及突出性的技术效果：①本专利技术通过将除尘器后低温烟气再循环送入炉膛，通过烟气再循环率的调节及炉膛上下烟气流量比例调节，有效调节炉膛火焰温度和炉膛出口温度，操作灵活、简单；②再循环烟气含氧量低于6％，通过调节炉膛火焰温度，可有效控制氮氧化物(NOx)生成，降低氮氧化物(NOx)排放，减少环境污染；③通过调节炉膛温度和炉膛出口温度，可有效改善燃用含高碱金属燃料时炉膛顶部对流受热面的沾污问题，增加锅炉燃料适用性。附图说明图1为本专利技术所涉及的锅炉烟气再循环系统示意图。图2为图1的A-A局部剖面示意图。图3为图1的B-B局部剖面示意图。图中：1―除尘器；2―风机；3―总风管；4―子风管；4a―第一子风管；4b―第二子风管；5―喷管组；51―上喷管；52―下喷管；52a―第一下喷管；52b―第二下喷管；6―上―风阀；6a―第一上风阀；6b―第二上风阀；7―一次风口；8―OFA给风口；9―总风阀；10-炉膛；11―屏式过热器；12―子风阀；12a―第一子风阀；12b―第二子风阀；13―下风阀；13a―第一下风阀；13b―第二下风阀。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，一种锅炉烟气再循环系统，包括风机2、总风管3、子风管4和喷管组5等。该系统能够用于将锅炉除尘器1出口烟气回送到锅炉炉膛10。炉膛10上部最末一级燃尽风口为OFA给风口8，最末一级燃尽风通常指锅炉炉膛按多级布风时，炉膛最高处的燃尽风或者二次风。炉膛10下部设置有一次风口7。当锅炉为煤粉炉时，一次风通过燃烧器给入，一次风口位于燃烧器上。而当锅炉为流化床或层燃炉时，一次风通过一次风室给入炉膛，相应的，一次风口位于一次风室。本专利技术锅炉的方向按照本领域技术人员通常的理解来定义，即如图1所示，靠近尾部烟道、除尘器的一侧为锅炉炉膛的后侧，相应的该侧炉膛壁面称为后墙；炉膛后墙相对的另一侧为锅炉炉膛的前墙，而炉膛纵深方向的两侧即为炉膛的侧墙。总风管3起始端设置在除尘器1出口烟道上，总风管3上设置有风机2。总风管3末端位于锅炉炉膛10下部外侧，通常位于炉膛10后墙的外侧下部。子风管4连接在总风管3末端，喷管组5连接在子风管4末端；喷管组5包括上喷管51和下喷管52，上喷管51开口设置在锅炉炉膛10的上部OFA给风口8；下喷管52开口设置在锅炉炉膛10的一次风口7。当烟气再循环系统的子风管4和喷管组5都只设置一组时，喷管组5能够设置在炉膛10任一面设置了OFA给风口8和一次风口的炉墙上，子风管4使得喷管组5与总风管3相连。总风管3上设置有总风阀9，用于调节通过总风管3回送的烟气总量。子风管4上可以设置有子风阀12，尤其是设置多组子风管4并联时候，可以通过相应子风阀的开度调整来控制通过其中任一组子风管的烟气流量。喷管组5的上喷管51和下喷管52通常并联连接在子风管4上，或上喷管51连接在下喷管52上且靠近子风管4一侧。喷管组5的上喷管51上设置有上风阀6，用于调节通过上喷管51喷入炉膛10的烟气量，即实现对上喷管51和下喷管52的烟气量比例调节。或者，下喷管(52)上设置有下风阀(13)，用于调节通过下喷管(52)进入炉膛10的烟气量。上风阀6和/或下风阀13能够用于调节通过上喷管51和下喷管52的烟气量比例，并使通过上喷管51的烟气量与通过下喷管52的烟气量之比为2:8～8:2。如图3所示，当烟气再循环系统的子风管4和喷管组5设置两组时，能够使烟气更均匀的回到炉膛10.此时，子风管4包括第一子风管4a和第二子风管4b，第一子风管4a和第二子风管4b对称设置在总风管3末端。第一子风管4a和第二子风管4b呈水平布置，从锅炉后墙中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锅炉烟气再循环系统，所述系统能够用于将锅炉除尘器(1)出口烟气回送到锅炉炉膛(10)，所述炉膛(10)上部最末一级燃尽风口为OFA给风口(8)，所述炉膛(10)下部设置有一次风口(7)，其特征在于：所述系统包括风机(2)、总风管(3)、子风管(4)和喷管组(5)；所述风机(2)设置在所述总风管(3)上，所述总风管(3)起始端与所述除尘器(1)出口相连；所述总风管(3)末端位于所述锅炉炉膛(10)下部外侧，所述子风管(4)连接在所述总风管(3)末端；所述喷管组(5)连接在所述子风管(4)末端；所述喷管组(5)包括上喷管(51)和下喷管(52)，所述上喷管(51)开口设置在所述锅炉炉膛(10)的上部OFA给风口(8)；所述下喷管(52)开口设置在所述锅炉炉膛(10)的一次风口(7)。

【技术特征摘要】
1.一种锅炉烟气再循环系统，所述系统能够用于将锅炉除尘器(1)出口烟气回送到锅炉炉膛(10)，所述炉膛(10)上部最末一级燃尽风口为OFA给风口(8)，所述炉膛(10)下部设置有一次风口(7)，其特征在于：所述系统包括风机(2)、总风管(3)、子风管(4)和喷管组(5)；所述风机(2)设置在所述总风管(3)上，所述总风管(3)起始端与所述除尘器(1)出口相连；所述总风管(3)末端位于所述锅炉炉膛(10)下部外侧，所述子风管(4)连接在所述总风管(3)末端；所述喷管组(5)连接在所述子风管(4)末端；所述喷管组(5)包括上喷管(51)和下喷管(52)，所述上喷管(51)开口设置在所述锅炉炉膛(10)的上部OFA给风口(8)；所述下喷管(52)开口设置在所述锅炉炉膛(10)的一次风口(7)。2.根据权利要求1所述的锅炉烟气再循环系统，其特征在于：所述总风管(3)上设置有总风阀(9)，用于调节通过所述总风管(3)回送的烟气总量；所述子风管(4)上设置有子风阀(12)，用于调节通过所述子风管(4)的烟气流量；所述喷管组(5)的上喷管(51)上设置有上风阀(6)和/或下喷管(52)上设置有下风阀(13)，用于调节通过所述上喷管(51)和/或下喷管(52)喷入所述炉膛(10)的烟气量。3.根据权利要求1或2所述的锅炉烟气再循环系统，其特征在于：所述子风管(4)包括第一子风管(4a)和第二子风管(4b)，所述第一子风管(4a)和第二子风管(4b)对称设置在所述总风管(3)末端。4.根据权利要求3所述的锅炉烟气再循环系统，其特征在于：所述第一子风管(4a)和第二子风管(4b)呈水平布置。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖寒，吴玉新，吕俊复，刘青，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11