一种降低W火焰锅炉燃烧产生的NOx的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种降低W火焰锅炉燃烧产生的NOx的系统和方法，结构简单，设计合理，运行安全可控，能够有效的降低燃用低挥发分煤的锅炉燃烧产生的NOx浓度。所述系统包括炉膛，设置在炉膛上的燃烧器，分别设置锅炉拱部和下炉膛位置的炉烟喷口，以及炉烟再循环系统；炉烟再循环系统按烟气流向包括依次连接高温炉烟混合入口管道、炉烟风机和高温炉烟出口总管道；高温炉烟混合入口管道的输入端分别连接炉膛尾部烟道不同位置用于抽出高温烟气，高温炉烟出口总管道的输出端连接燃烧器和炉烟喷口，用于将高温烟气循环引入炉膛。通过强化低挥发分煤种的初期着火，降低煤粉燃烧初期氧量，抑制炉膛局部高温区的形成，达到控制并降低燃烧产生的NOx的目的。

A system and method to reduce NOx produced by W-flame boiler combustion

The invention provides a system and method for reducing NOx produced by combustion of a W-flame boiler, which has simple structure, reasonable design, safe and controllable operation, and can effectively reduce NOx concentration produced by combustion of a boiler burning low volatile coal. The system comprises a furnace, a burner arranged on the furnace, a furnace flue gas nozzle arranged at the boiler arch and the lower furnace respectively, and a furnace flue gas recycling system; the furnace flue gas recycling system comprises a high-temperature furnace flue gas mixing inlet pipe, a furnace flue gas fan and a high-temperature furnace flue gas outlet main pipe in sequence according to the flue gas flow direction; the input end of the high-temperature furnace flue gas mixing inlet pipe is respectively connected with the furnace tail Different positions of the flue are used to extract high-temperature flue gas. The output end of the high-temperature furnace flue gas outlet main pipe is connected with the burner and the furnace flue gas nozzle, which is used to circulate the high-temperature flue gas into the furnace. By strengthening the initial ignition of low volatile coal, reducing the oxygen content in the initial stage of coal combustion, inhibiting the formation of local high temperature zone in the furnace, the purpose of controlling and reducing NOx generated by combustion is achieved.

【技术实现步骤摘要】
一种降低W火焰锅炉燃烧产生的NOx的系统和方法
本专利技术涉及燃煤火电机组节能减排改造
，具体为一种降低W火焰锅炉燃烧产生的NOx的系统和方法。
技术介绍
锅炉系统的燃烧设计与低挥发分煤燃烧特性的良好匹配是运行性能优劣的关键所在，以W火焰锅炉为例。W火焰锅炉是我国燃用低挥发分煤种的主要炉型。由于燃用低挥发分煤，W火焰锅炉运行氧量较高，炉膛中心温度高，导致燃烧产生的燃料型NOx和热力型NOx浓度较高。即使W火焰锅炉采用了空气分级等低氮燃烧技术，但是由于低挥发分煤种的燃烧特性及W火焰锅炉结构特征，使得其燃烧产生的NOx浓度依然远高于其他炉型锅炉，导致其即使结合尾部烟气脱硝技术，也很难达到燃煤锅炉超低排放的要求。鉴于现有的燃用低挥发分煤W火焰锅炉燃烧产生的NOx浓度较高且不易控制的现状，需开发一种降低燃用低挥发分煤锅炉燃烧产生的NOx的技术。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种降低W火焰锅炉燃烧产生的NOx的系统和方法，结构简单，设计合理，运行安全可控，能够有效的降低燃用低挥发分煤的锅炉燃烧产生的NOx浓度。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种降低W火焰锅炉燃烧产生的NOx的系统，包括炉膛，设置在炉膛上的燃烧器，分别设置锅炉拱部和下炉膛位置的炉烟喷口，以及炉烟再循环系统；所述的炉烟再循环系统按烟气流向包括依次连接高温炉烟混合入口管道、炉烟风机和高温炉烟出口总管道；高温炉烟混合入口管道的输入端分别连接炉膛尾部烟道不同位置用于抽出高温烟气，高温炉烟出口总管道的输出端连接燃烧器和炉烟喷口，用于将高温烟气循环引入炉膛。优选的，所述的燃烧器的输入端设置浓淡分离装置，浓淡分离装置的输入端经煤粉管连接制粉系统的输出端，浓淡分离装置的输出端分别经浓相喷口和乏气喷口接入炉膛；高温炉烟出口总管道的输出端通过三通控制阀，分别接入浓淡分离装置输入端的煤粉管和输出端的浓相喷口。优选的，高温炉烟混合入口管道的输入端分别经引出管道连接锅炉烟道转向室及省煤器出口烟道处，用于抽取高温烟气。进一步，引出管道上分别设置有电动调门和热工测点。优选的，高温炉烟混合入口管道上安装有流量和温度测量装置，炉烟喷口的连接管路上分别设置有调节阀。一种降低W火焰锅炉燃烧产生的NOx的方法，基于上述任意一项所述的系统，包括如下步骤，步骤1，根据进入燃烧器以及炉烟喷口的烟气温度和流量需求，通过单独引入其中一股炉烟或若干股不同温度和流量的炉烟混合来控制所需的循环烟气温度和烟气循环量；步骤2，抽取的高温炉烟经过炉烟风机后加压后循环至锅炉侧分别引入燃烧器和炉烟喷口；引入燃烧器的高温炉烟与煤粉气流混合后进入炉膛进行燃烧，提高煤粉气流温度，促使煤粉提前着火，强化燃烧初期的空气分级，抑制燃料型NOx的生成；引入炉烟喷口的高温炉烟抑制炉膛局部高温，降低火焰峰值温度，抑制热力型NOx的生成。优选的，引入燃烧器的高温炉烟与煤粉气流混合，将一次风煤粉气流温度提高到200～300℃；同时降低一次风煤粉气流中的氧浓度。优选的，步骤1中，分别经引出管道连接锅炉烟道转向室及省煤器出口烟道处抽取高温烟气，并分别检测流量和温度，根据设定值反馈调节各个引出管道的电动调门控制高温烟气的温度和烟气量。优选的，步骤2中，若浓淡分离装置的系统阻力在炉烟风机工作压力允许范围内，去往燃烧器的高温炉烟由浓淡分离装置输入端的煤粉管道引入；与制粉系统输出的均匀煤粉气流混合升温后进入炉膛，受炉内火焰辐射和烟气对流加热继而提前着火燃烧；若浓淡分离装置的系统阻力超过炉烟风机工作压力，则高温炉烟由浓淡分离装置后的浓相喷口引入，与浓淡分离装置输出的浓相煤粉气流混合升温后进入炉膛，受炉内火焰辐射和烟气对流加热继而提前着火燃烧。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术通过强化低挥发分煤种的初期着火，降低煤粉燃烧初期氧量，抑制炉膛局部高温区的形成，达到控制并降低燃烧产生的NOx的目的；适用于有进行改造需求的或新建的燃用低挥发分煤的W火焰锅炉。通过采用已有成熟工艺设备的高温炉烟系统作为炉烟再循环系统，运行安全风险小；将高温炉烟再循环技术与传统的空气分级低氮燃烧技术相结合，有效的解决了低挥发分煤锅炉燃烧产生的NOx浓度高且不易控制的问题。附图说明图1为本专利技术实例中所述降低W火焰锅炉燃烧产生的NOx的系统示意图。图中：炉膛1、燃烧器2、制粉系统3、高温炉烟混合入口管道4、高温炉烟风机5、高温炉烟出口总管道6、燃烧器炉烟接入口7、炉烟喷口8、第一抽取点9、第二抽取点10、浓淡分离装置11。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术一种降低W火焰锅炉燃烧产生的NOx的系统降低燃烧产生的NOx的方法，利用高温烟气再循环控制燃用低挥发分煤锅炉燃烧产生的NOx，通过将高温炉烟引入燃烧器中与一次风煤粉气流混合后进入炉膛循环，从而降低燃用低挥发分煤锅炉系统燃烧产生的NOx浓度。其中，从锅炉的转向室和省煤器出口烟道处设置的第一抽取点9和第二抽取点10抽取高温烟气，经高温炉烟风机5加压后循环至锅炉侧。一部分高温炉烟与燃烧器2的煤粉气流混合后进入炉膛1进行燃烧，通过提高煤粉气流温度，促使煤粉提前着火，强化燃烧初期的空气分级，抑制燃料型NOx的生成。另一部分高温炉烟经布置于锅炉拱部以及下炉膛的炉烟喷口8送入炉膛高温区，通过抑制炉膛1局部高温，降低火焰峰值温度，有效抑制热力型NOx的生成。本专利技术采用的系统和工艺成熟可靠，将高温炉烟再循环技术与低挥发分煤锅炉低氮燃烧技术相结合，有效的解决了燃用低挥发分煤锅炉燃烧产生的NOx浓度高且不易控制的问题。本专利技术一种降低W火焰锅炉燃烧产生的NOx的系统包括：用于从锅炉烟道转向室及省煤器出口烟道处抽出高温烟气引入炉膛的炉烟再循环系统，高温烟气的温度可调；设置有炉烟接入口的燃烧器2；布置于燃烧系统附近的炉烟喷口8，具体的，若干炉烟喷口8设置在锅炉拱部以及下炉膛位置。炉烟再循环系统按烟气流向由电动调门、高温炉烟混合入口管道4、炉烟风机5、高温炉烟出口总管道6及相应的热工测点等组成，取炉烟的两个位置，即第一抽取点9和第二抽取点10分别在锅炉转向室以及省煤器出口烟道处；高温炉烟混合入口管道4经两个分别设置电动调门的支路引入两股不同温度和流量的炉烟进行混合，来控制所需的循环烟气温度。为强化低挥发分煤初期着火并降低初期燃烧氧量，抽取的高温炉烟经高温炉烟风机5增压后一部分送入燃烧器2中，与一次风煤粉气流混合后送入炉膛1。燃用低挥发分煤锅炉的燃烧器2一般都设置有浓淡分离装置11，炉烟可由浓淡分离装置11前引入燃烧器2，也可从浓淡分离装置11后的煤粉气流浓相侧引入。高温炉烟引入燃烧器2后，与煤粉气流混合，将一次风煤粉气流温度由100℃左右提高到200～300℃；同时降低一次风煤粉气流中的氧浓度。综合考虑煤粉气流温度的升高与氧浓度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低W火焰锅炉燃烧产生的NOx的系统，其特征在于，包括炉膛(1)，设置在炉膛(1)上的燃烧器(2)，分别设置锅炉拱部和下炉膛位置的炉烟喷口(8)，以及炉烟再循环系统；/n所述的炉烟再循环系统按烟气流向包括依次连接高温炉烟混合入口管道(4)、炉烟风机(5)和高温炉烟出口总管道(6)；高温炉烟混合入口管道(4)的输入端分别连接炉膛(1)尾部烟道不同位置用于抽出高温烟气，高温炉烟出口总管道(6)的输出端连接燃烧器(2)和炉烟喷口(8)，用于将高温烟气循环引入炉膛(1)。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低W火焰锅炉燃烧产生的NOx的系统，其特征在于，包括炉膛(1)，设置在炉膛(1)上的燃烧器(2)，分别设置锅炉拱部和下炉膛位置的炉烟喷口(8)，以及炉烟再循环系统；
所述的炉烟再循环系统按烟气流向包括依次连接高温炉烟混合入口管道(4)、炉烟风机(5)和高温炉烟出口总管道(6)；高温炉烟混合入口管道(4)的输入端分别连接炉膛(1)尾部烟道不同位置用于抽出高温烟气，高温炉烟出口总管道(6)的输出端连接燃烧器(2)和炉烟喷口(8)，用于将高温烟气循环引入炉膛(1)。


2.根据权利要求1所述的一种降低W火焰锅炉燃烧产生的NOx的系统，其特征在于，所述的燃烧器(2)的输入端设置浓淡分离装置(11)，浓淡分离装置(11)的输入端经煤粉管连接制粉系统(3)的输出端，浓淡分离装置(11)的输出端分别经浓相喷口和乏气喷口接入炉膛(1)；高温炉烟出口总管道(6)的输出端通过三通控制阀，分别接入浓淡分离装置(11)输入端的煤粉管和输出端的浓相喷口。


3.根据权利要求1所述的一种降低W火焰锅炉燃烧产生的NOx的系统，其特征在于，高温炉烟混合入口管道(4)的输入端分别经引出管道连接锅炉烟道转向室及省煤器出口烟道处，用于抽取高温烟气。


4.根据权利要求3所述的一种降低W火焰锅炉燃烧产生的NOx的系统，其特征在于，引出管道上分别设置有电动调门和热工测点。


5.根据权利要求1所述的一种降低W火焰锅炉燃烧产生的NOx的系统，其特征在于，高温炉烟混合入口管道(4)上安装有流量和温度测量装置，炉烟喷口(8)的连接管路上分别设置有调节阀。


6.一种降低W火焰锅炉燃烧产生的NOx的方法，其特征在于，基于权利要求1-5任意一项所述的系统，包括如下步骤，
步骤1，根据进入燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈峰，李晓峰，郭志清，张伟，房凡，白鹏，严万军，陈煜，周虹光，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，中国华能集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61