一种烟气再循环燃烧系统技术方案

一种烟气再循环燃烧系统，涉及一种链条锅炉低氮氧化物生成的炉膛分区装置协同半焦回送及辅助烟气再循环燃尽技术。解决了现有链条锅炉低氮燃烧技术中，燃料分级燃烧技术和烟气再循环技术无法同时兼顾实现控制NOx排放与锅炉稳定运行的问题。本发明专利技术包括链条锅炉、除尘器、烟气管路和引风机，煤粉在链条锅炉内燃烧后，排出的带粉尘的烟气经除尘器除尘后，通过引风机将除尘后的烟气排到空气中，除尘器和引风机之间通过烟气管路连通；还包括设置在链条锅炉外的1号烟气再循环支路；1号烟气再循环支路将烟气管路中的部分烟气回送至链条锅炉的炉排上燃尽区和部分主燃区所对应的风室内。本发明专利技术主要进行低氮燃烧。

【技术实现步骤摘要】
一种烟气再循环燃烧系统
本专利技术涉及一种链条锅炉低氮氧化物生成的炉膛分区装置协同半焦回送及辅助烟气再循环燃尽方式。
技术介绍
在我国燃煤工业锅炉中，链条锅炉占工业锅炉总数的60％以上。由于链条锅炉燃烧工况稳定、良好的负荷适应性，以及不断提高的能效指标，促进其不断向大型化发展，成为城市集中供热热源的重要部分。近年来，我国的环保要求逐年提高，使得工业锅炉的NOx排放问题越发凸显。特别是NOx在城市空气环境中对PM2.5的二次源贡献率受到关注。2017年12月20日制定了《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021年)》，规划中的总体目标明确了：“到2021年，北方地区清洁取暖率达到70％，替代散烧煤(含低效小锅炉用煤)1.5亿吨。力争用5年左右时间，基本实现雾霾严重城市化地区的散煤供暖清洁化，形成公平开放、多元经营、服务水平较高的清洁供暖市场”。在清洁燃煤集中供暖中“重点提高环保水平，城市城区的燃煤锅炉必须达到超低排放(即在基准氧含量6％条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米)”。作为烟气脱硝前置技术的低氮燃烧技术，能够有效降低链条锅炉的初始NOx排放，保障后续烟气脱硝工艺可靠实现超低排放指标，并提高整体脱硝过程技术经济性。链条锅炉低氮燃烧技术实现的前提在于燃烧过程的良好实现，现有链条锅炉低氮燃烧技术：①燃料分级燃烧技术，依靠煤层着火区段煤层热解析出挥发分还原主燃区段煤层燃烧生成的NOx，以实现控制总体NOx排放。但是，这一技术在实施过程中通常难以保证着火区段煤层热解热源的供给，进而影响链条锅炉稳定运行和煤层的总体燃烧进程，使这一技术难以实施。②烟气再循环技术，依靠循环烟气的混入降低穿过煤层气流的氧浓度，抑制了燃料氮与氧的反应；现有涉及烟气再循环降低NOx的燃烧技术专利都依据上述理论。该技术的再循环烟气会分风室或统一混入一次风送入层燃锅炉风室，实际降低NOx不超过20％。不过，这一技术在应用过程中会出现煤层结焦、跑火、锅炉效率降低等问题，影响锅炉的稳定运行。因此，燃料分级燃烧技术和烟气再循环技术无法同时兼顾并实现控制NOx排放和锅炉稳定运行的问题，以上问题亟需解决。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有链条锅炉低氮燃烧技术中，燃料分级燃烧技术和烟气再循环技术无法同时兼顾控制NOx排放与锅炉稳定运行的问题，本专利技术提供了一种烟气再循环燃烧系统及燃烧方法。一种烟气再循环燃烧系统，包括链条锅炉、除尘器、烟气管路和引风机，煤在链条锅炉内燃烧后，生成的带粉尘的烟气经除尘器除尘后，通过引风机将除尘后的烟气排到空气中，除尘器和引风机之间通过烟气管路连通；还包括设置在链条锅炉外的1号烟气再循环支路；1号烟气再循环支路将烟气管路中的部分烟气回送至链条锅炉的炉排上燃尽区和部分主燃区所对应的风室内；沿炉排的运动方向，炉排上的煤依次经过着火区、主燃区和燃尽区。优选的是，所述的一种烟气再循环燃烧系统，还包括设置在链条锅炉外的2号烟气再循环支路和引射器，链条锅炉的炉壁上开设有半焦回送喷口；2号烟气再循环支路，用于将烟气管路中的部分烟气回送至引射器；链条锅炉炉膛内的半焦分离收集区收集的半焦颗粒落入引射器内；半焦颗粒和烟气在引射器内混合后，通过半焦回送喷口回送至链条锅炉的炉膛内。优选的是，所述的一种烟气再循环燃烧系统，还包括设置在链条锅炉的炉膛喉口处的分隔屏，分隔屏将炉膛喉口划分为前、后两半部分，分隔屏下部向后弯曲10°至20°；分隔屏内的循环水采用锅炉一次网回水管路中的回水。优选的是，分隔屏将炉膛喉口划分为前、后两半部分后，前、后两半部分的流通面积比例不超过2：1，分隔屏底面距炉排表面的垂直距离距离不小于700mm。优选的是，一种烟气再循环燃烧系统，还包括分隔屏回水再循环支路，用于将锅炉一次网回水管路中的回水提供给分隔屏。优选的是，分隔屏回水再循环支路包括分隔屏取水管路、分隔屏回水管路和循环泵；循环泵将锅炉一次网回水管路中的回水通过分隔屏取水管路泵入到分隔屏的进水口，分隔屏的出水口通过分隔屏回水管路与锅炉一次网回水管路连通；分隔屏取水管路上设有压力表P、温度计T和流量计Q；分隔屏回水管路上设有温度计T。优选的是，1号烟气再循环支路包括1号再循环取烟气管路、1号再循环风机和1号再循环烟气调节阀；通过1号再循环取烟气管路将烟气管路与链条锅炉的炉排上燃尽区和部分主燃区所对应的风室连通；1号再循环风机和再循环烟气调节阀均设置在1号再循环取烟气管路上，1号再循环风机用于将烟气管路中的烟气泵入到炉排上燃尽区和部分主燃区所对应的风室内。优选的是，2号烟气再循环支路包括2号再循环取烟气管路、2号再循环风机和2号再循环烟气调节阀；通过2号再循环取烟气管路将烟气管路与引射器连通，2号再循环风机和2号再循环烟气调节阀均设置在2号再循环取烟气管路上，2号再循环风机用于将烟气管路中的部分烟气泵入到引射器内。优选的是，所述1号再循环取烟气管路上设有压力表P、温度计T和流量计Q。优选的是，所述2号再循环取烟气管路上设有压力表P、温度计T和流量计Q。优选的是，分隔屏下部向后弯曲15°。本专利技术合理利用燃料分级技术，协同烟气再循环技术，并有效结合链条锅炉的区段燃烧特性，在保证燃烧的前提下，实现链条锅炉低氮燃烧。有效降低链条锅炉初始NOx排放水平，保障后续烟气脱硝工艺可靠实现超低排放指标，并提高整体脱硝过程技术经济性。本专利技术带来的有益效果是：1、本专利技术依据链条锅炉分区段燃烧特性，利用分隔屏将炉膛燃烧空间分区。分隔屏可以阻止燃尽区高氧浓度烟气前冲，强化炉内着火与主燃烧区段气氛的混合，进而控制分隔屏前部区域的还原性气氛。由于前部区域对应挥发分析出区段和大部分主燃烧区段，燃料氮在这一区域析出大部分份额，因此分隔屏前部区域的强化还原性气氛能够有效降低NOx排放。同时，分隔屏也可以屏蔽燃尽区的相对低温度的烟气，不会影响前拱处煤层的着火及燃烧。2、本专利技术半焦分离收集区可以分离链条锅炉烟气中的飞灰。飞灰含碳量较高，一般在20％左右，其中大颗粒半焦的含碳量更高。这部分未燃尽半焦回送到分隔屏后部的高氧浓度区域，会与该区域烟气中的NO发生异相还原反应，实现NO的还原；这种异相还原反应可以在有氧条件下实现。另外，分隔屏仅对锅炉喉口以下区域进行分区，出喉口后，分隔屏前、后的烟气会充分混合，确保烟气中未燃尽组分及回送半焦中的碳充分燃尽，提高锅炉效率。3、本专利技术再循环烟气作为链条锅炉燃尽区段燃尽风的补充，强化火床一次风穿透性，在辅助燃尽同时，减少送入炉膛的氧量，消减该区域焦炭氮向NO的转化。4、本专利技术能够实现NOx排放量降低25％～35％。附图说明图1为本专利技术所述一种烟气再循环燃烧系统的主剖视简图；图2为分隔屏的结构示意图；图3为链条锅炉内烟气的走向图。具体实施方式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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。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的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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟气再循环燃烧系统，包括链条锅炉(1)、除尘器(2)、烟气管路(3)和引风机(4)，煤在链条锅炉(1)内燃烧后，生成的带粉尘的烟气经除尘器(2)除尘后，通过引风机(4)将除尘后的烟气排到空气中，除尘器(2)和引风机(4)之间通过烟气管路(3)连通；其特征在于，还包括设置在链条锅炉(1)外的1号烟气再循环支路；1号烟气再循环支路将烟气管路(3)中的部分烟气回送至链条锅炉的炉排(1‑1)上燃尽区和部分主燃区所对应的风室(1‑2)内；沿炉排(1‑1)的运动方向，炉排(1‑1)上的煤依次经过着火区、主燃区和燃尽区。

【技术特征摘要】
1.一种烟气再循环燃烧系统，包括链条锅炉(1)、除尘器(2)、烟气管路(3)和引风机(4)，煤在链条锅炉(1)内燃烧后，生成的带粉尘的烟气经除尘器(2)除尘后，通过引风机(4)将除尘后的烟气排到空气中，除尘器(2)和引风机(4)之间通过烟气管路(3)连通；其特征在于，还包括设置在链条锅炉(1)外的1号烟气再循环支路；1号烟气再循环支路将烟气管路(3)中的部分烟气回送至链条锅炉的炉排(1-1)上燃尽区和部分主燃区所对应的风室(1-2)内；沿炉排(1-1)的运动方向，炉排(1-1)上的煤依次经过着火区、主燃区和燃尽区。2.根据权利要求1所述的一种烟气再循环燃烧系统，其特征在于，还包括设置在链条锅炉(1)外的2号烟气再循环支路和引射器(5)，链条锅炉(1)的炉壁上开设有半焦回送喷口(1-3)；2号烟气再循环支路，用于将烟气管路(3)中的部分烟气回送至引射器(5)；链条锅炉(1)炉膛内的半焦分离收集区(1-4)收集的半焦颗粒落入引射器(5)内；半焦颗粒和烟气在引射器(5)内混合后，通过半焦回送喷口(1-3)回送至链条锅炉(1)的炉膛内。3.根据权利要求1或2所述的一种烟气再循环燃烧系统，其特征在于，还包括设置在链条锅炉(1)的炉膛喉口(1-5)处的分隔屏(6)，分隔屏(6)将炉膛喉口(1-5)划分为前、后两半部分，分隔屏(6)下部向后弯曲10°至20°；分隔屏(6)内的循环水采用锅炉一次网回水管路(11)中的回水。4.根据权利要求3所述的一种烟气再循环燃烧系统，其特征在于，分隔屏(6)将炉膛喉口(1-5)划分为前、后两半部分后，前、后两半部分的流通面积比例不超过2：1，分隔屏(6)底面距炉排(1-1)表面的垂直距离距离不小于700mm。5.根据权利要求3所述的一种烟气再循环燃烧系统，其特征在于，还包括分隔屏回水再循环支路(7)，用于将锅炉一次网回水管路(11)中的回水提供给分隔屏(6)。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷浩，高建民，栾积毅，杜谦，边忠福，胡鹏龙，徐力，吴少华，秦裕琨，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，国惠环保新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23