一种燃气分层燃烧锅炉、控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种燃气分层燃烧锅炉系统，包括：锅炉本体；燃烧器；助燃风管路，用于向燃烧器内输送助燃风；燃气管路，用于向燃烧器内输送燃气，包括第一燃气管路和第二燃气管路；所述助燃风管路环绕在第一燃气管路四周，第二燃气管路环绕在助燃风管路四周；循环风机，用于将来自锅炉本体的循环烟气引至燃烧器，进气口与所述锅炉本体联通，出气口分为第一循环风路和第二循环风路，第一循环风路与所述助燃风管路联通，第二循环风路与所述第二燃气管路联通。本发明专利技术还提供了一种适用于燃气分层燃烧锅炉系统的控制系统和控制方法。

A gas stratified combustion boiler, control system and method

The invention relates to a gas stratified combustion boiler system, which comprises a boiler body, a burner, a combustion supporting air pipeline for conveying combustion supporting air to the burner, a gas pipeline for conveying gas to the burner, including a first gas pipeline and a second gas pipeline, wherein the combustion supporting air pipeline is surrounded by the first gas pipeline, and the second gas pipeline is surrounded by the combustion supporting air pipeline The circulating fan is used to guide the circulating flue gas from the boiler body to the burner, the air inlet is connected with the boiler body, the air outlet is divided into the first circulating air circuit and the second circulating air circuit, the first circulating air circuit is connected with the combustion supporting air pipeline, and the second circulating air circuit is connected with the second gas pipeline. The invention also provides a control system and a control method suitable for a gas stratified combustion boiler system.

【技术实现步骤摘要】
一种燃气分层燃烧锅炉、控制系统及方法
本专利技术涉及锅炉控制领域，特别是涉及一种燃气分层燃烧锅炉、控制系统及方法。
技术介绍
以燃气为燃料的燃烧器是锅炉的重要设备，锅炉在燃烧运行过程中产生的氮氧化物废气，是燃气燃烧器产生的主要废气，它对大气环境有着较大的影响。目前，常用的降低产生氮氧化物的方法主要是引入回流烟气，在燃烧器中将燃气与助燃风、回流烟气一起混合后通入锅炉炉膛中，稀释助燃风中氧气的比例，降低燃烧温度，从而降低氮氧化物的产生。此种方法虽然在一定程度上降低了氮氧化物的产生，但这样很容易在调节助燃风流量和/或回流烟气量的同时影响通入锅炉炉膛的混合气体的燃烧状态，使得混合气体的燃烧很不稳定。因此需要提岀改进的燃气燃烧器的技术方案，使得在产生极低的氮氧化物的同时，保证锅炉内气体燃烧的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的燃气与助燃风、回流烟气混合为一股混合气体，在对助燃风流量和/或回流烟气量进行调节时容易影响混合气体燃烧状态的稳定性，本专利技术提供了一种燃气分层燃烧锅炉、控制系统及方法。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种燃气分层燃烧锅炉系统，包括：锅炉本体；燃烧器；助燃风管路，用于向燃烧器内输送助燃风；燃气管路，用于向燃烧器内输送燃气，包括第一燃气管路和第二燃气管路；所述助燃风管路环绕在第一燃气管路四周，第二燃气管路环绕在助燃风管路四周；循环风机，用于将来自锅炉本体的循环烟气引至燃烧器，进气口与所述锅炉本体联通，出气口分为第一循环风路和第二循环风路，第一循环风路与所述助燃风管路联通，第二循环风路与所述第二燃气管路联通。进一步地，所述锅炉本体包括位于中心的炉膛和设置在炉膛后端的后烟箱，炉膛与锅炉本体外壁之间设有前烟腔和盘管受热面，前烟腔与盘管受热面前部联通，盘管受热面后部与后烟箱联通；所述前烟腔环绕炉膛一周，设置在靠近锅炉进气口处；所述盘管受热面横向包括至少三层螺旋管，依次环绕在炉膛外围，相邻两层螺旋管之间形成第一回程通道，最外层螺旋管与锅炉本体外壁之间形成第二回程通道，所述第一回程通道与第二回程通道相隔离，炉膛烟气从后到前经过第一回程通道后再从前到后从第二回程通道通入后烟箱；所述循环风机将来自第一回程通道的循环烟气引至燃烧器。进一步地，所述助燃风管路的前端设置有空气预热器，用于对进入助燃风管路的助燃风进行预热。本专利技术还提供了一种燃气分层燃烧锅炉控制系统，适用于一种燃气分层燃烧锅炉，包括：主控制器，与所述循环风机电连接，通过循环风机控制输送至燃烧器的循环烟气的量；第一调节阀，安装在第一循环风路上，用于调节第一循环风路的进风量；第一执行机构，输入端与所述主控制器电连接，输出端与所述第一调节阀电连接，用于接收来自主控制器的第一控制指令，并根据所述第一控制指令调节第一调节阀的阀门开度，从而调节第一循环风路的进风量；第二调节阀，安装在第二循环风路上，用于调节第二循环风路的进风量；第二执行机构，输入端与所述主控制器电连接，输出端与所述第二调节阀电连接，用于接收来自主控制器的第二控制指令，并根据所述第二控制指令调节第二调节阀的阀门开度，从而调节第二循环风路的进风量；氮氧化物检测装置，所述后烟箱后连接有排烟口，氮氧化物检测装置安装在所述排烟口处，与所述主控制器电连接，将检测到的氮氧化物的含量传送到主控制器；所述主控制器根据接收到的氮氧化物的含量调节循环风机的运行频率，和/或向第一执行机构发送第一控制指令，和/或向第二执行机构发送第二控制指令。本专利技术还提供了一种燃气分层燃烧锅炉控制方法，适用于一种燃气分层燃烧锅炉控制系统，在助燃风管路进气量和燃气管路进气量保持恒定的条件下，检测锅炉排烟口所排放烟气中氮氧化物的含量，当所述氮氧化物的含量超过设定的阈值时，主控制器根据氮氧化物的含量调节循环风机的运行频率，从而调节循环风机的进气量；和/或，主控制器根据氮氧化物的含量调节第一循环风路的进风量；和/或，主控制器根据氮氧化物的含量调节第二循环风路的进风量。进一步地，所述主控制器通过第一执行机构控制第一循环风路上第一调节阀的开度，从而调节第一循环风路的进风量。进一步地，所述主控制器通过第二执行机构控制第二循环风路上第二调节阀的开度，从而调节第二循环风路的进风量。与现有技术相比，本专利技术的实质性效果如下：本申请在燃烧器的出气端设计多股出气通道，通过循环烟气按需分配，与燃料及助燃风混合，达到燃料及助燃风含氧浓度同步稀释，循环烟气与助燃风混合形成第一混合气体，第一混合气体包裹在燃气周围，循环烟气与燃气混合形成第二混合气体，第二混合气体包裹在第一混合气体周围，整体上形成三层气体结构，进入炉膛在三层气体充分混合之前，由于每层气体的氧含量不同，有助于抑制然气在锅炉内的燃烧速度与集中放热，延长了火程，使得燃烧气体得到充分燃烧，也降低了燃烧温度，有助于降低NOx生成量。再者，本申请采用的炉内烟气再循环方法在通过循环风机在锅炉盘管受热面中等烟气温度区域，也即第一回程通道与第二回程通道之间，吸取一部分烟气作为循环烟气，克服了炉外烟气循环要从排烟口吸取部分烟气所需管道长、阻力大的缺陷，所吸取的烟气温度也比从排烟口出来的烟气温度更低，有助于进一步降低燃烧温度。附图说明图1是本专利技术锅炉结构示意图。图2是本专利技术燃烧气体示意图。图3是本专利技术控制系统结构图。图中：100、燃烧器，110、第一进气通道，111、燃气，120、第二进气通道，121、第一混合气体，130、第三进气通道，131、第二混合气体，200、锅炉本体，210、炉膛，220、前烟腔，230、盘管受热面，231、螺旋管，240、后烟箱，250、排烟口，260、氮氧化物检测装置，310、循环风机，320、第一循环风路，321、第一调节阀，322、第一执行机构，330、第二循环风路，331、第二调节阀，332、第二执行机构，340、第一燃气管路，350、第二燃气管路，360、助燃风管路，400、主控制器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：一种锅炉，如图1所示，包括锅炉本体200、助燃风管路360、燃气管路、循环风机310以及燃烧器100。锅炉本体200包括位于中心的炉膛210和设置在炉膛210后端的后烟箱240，炉膛210与锅炉本体200外壁之间设有前烟腔220和盘管受热面230，前烟腔220与盘管受热面230前部联通，盘管受热面230后部与后烟箱240联通。前烟腔220环绕炉膛210一周，设置在靠近锅炉进气口附近。盘管受热面230横向方向包括至少三层螺旋管231，依次环绕在炉膛210外围，相邻两层螺旋管231之间形成第一回程通道，最外层螺旋管231与锅炉本体200外壁之间形成第二回程通道，相邻螺旋管231相互隔离，第一回程通道与第二回程通道相隔离，炉膛210烟气从后到前经过第一回程通道后再从前到后从第二回程通道通入后烟箱240。助燃风管路360用于向燃烧器100内输送助燃风，助燃风管路360的前端设置有空气预热器，用于对进入助燃风管路360的助本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气分层燃烧锅炉系统，其特征在于，包括：/n锅炉本体；/n燃烧器；/n助燃风管路，用于向燃烧器内输送助燃风；/n燃气管路，用于向燃烧器内输送燃气，包括第一燃气管路和第二燃气管路；/n所述助燃风管路环绕在第一燃气管路四周，第二燃气管路环绕在助燃风管路四周；/n循环风机，用于将来自锅炉本体的循环烟气引至燃烧器，进气口与所述锅炉本体联通，出气口分为第一循环风路和第二循环风路，第一循环风路与所述助燃风管路联通，第二循环风路与所述第二燃气管路联通。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃气分层燃烧锅炉系统，其特征在于，包括：
锅炉本体；
燃烧器；
助燃风管路，用于向燃烧器内输送助燃风；
燃气管路，用于向燃烧器内输送燃气，包括第一燃气管路和第二燃气管路；
所述助燃风管路环绕在第一燃气管路四周，第二燃气管路环绕在助燃风管路四周；
循环风机，用于将来自锅炉本体的循环烟气引至燃烧器，进气口与所述锅炉本体联通，出气口分为第一循环风路和第二循环风路，第一循环风路与所述助燃风管路联通，第二循环风路与所述第二燃气管路联通。


2.根据权利要求1所述一种燃气分层燃烧锅炉系统，其特征在于，所述锅炉本体包括位于中心的炉膛和设置在炉膛后端的后烟箱，炉膛与锅炉本体外壁之间设有前烟腔和盘管受热面，前烟腔与盘管受热面前部联通，盘管受热面后部与后烟箱联通；
所述前烟腔环绕炉膛一周，设置在靠近锅炉进气口处；
所述盘管受热面横向包括至少三层螺旋管，依次环绕在炉膛外围，相邻两层螺旋管之间形成第一回程通道，最外层螺旋管与锅炉本体外壁之间形成第二回程通道，所述第一回程通道与第二回程通道相隔离，炉膛烟气从后到前经过第一回程通道后再从前到后从第二回程通道通入后烟箱；
所述循环风机将来自第一回程通道的循环烟气引至燃烧器。


3.根据权利要求1所述的一种锅炉，其特征在于，所述助燃风管路的前端设置有空气预热器，用于对进入助燃风管路的助燃风进行预热。


4.一种燃气分层燃烧锅炉控制系统，适用于权利要求1或2或3所述的一种燃气分层燃烧锅炉，其特征在于，包括：
主控制器，与所述循环风机电连接，通过循环风机控制输送至燃烧器的循环烟气的量；
第一调节阀，安装在第一循环风路上，用于调节第一循环风路的进风量；
第一执...

【专利技术属性】
技术研发人员：方振明，郑向阳，陈伟，
申请(专利权)人：浙江先创能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33