燃煤锅炉分级燃烬风深度空气分级燃烧低NOx控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111306533A(43)申请公布日2020.06.19(21)申请号201910353406.0(22)申请日2019.04.29(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号申请人华能沁北发电有限责任公司(72)发明人周月桂王兴俊王勇强程世军靳轲张廷尧(74)专利代理机构上海交达专利事务所31201代理人王毓理王锡麟(51)Int.Cl.F23C7/00(2006.01)F23N3/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称燃煤锅炉分级燃烬风深度空气分级燃烧低NOx控制方法(57)摘要一种燃煤锅炉分级燃烬风深度空气分级燃烧低NOx控制方法，通过对燃煤锅炉炉膛高度方向各个燃烧反应区域风量分配和过量空气系数进行优化控制，在炉膛下部的主燃烧器区实现深度空气分级燃烧；在主燃烧器区与燃烬区之间的低氧燃烧与还原区设置多级辅助燃烬风喷口，各辅助燃烬风喷口布置在锅炉炉膛前后墙和左右侧墙上，逐级分区送入适量的燃烧空气量；在炉膛上部的燃烬区设置多层主燃烬风喷口，有利于煤粉的燃烬和逐级降低NOx的再生成。本发明实现低氧燃烧与还原区已生成的NOx的逐级还原和焦炭氮的释放与转化，最大限度地减少燃烬区NOx的再生成和最终的NOx排放浓度，同时避免了炉膛壁面结渣、高温腐蚀和飞灰含碳量增加，能够同时实现NOx浓度和飞灰含碳量的降低。CN111306533ACN111306533A权利要求书1/2页1.一种燃煤锅炉分级燃烬风深度空气分级燃烧低NOx控制方法，其特征在于，通过对燃煤锅炉炉膛高度方向各个燃烧反应区域风量分配和过量空气系数进行优化控制，在炉膛下部的主燃烧器区实现深度空气分级燃烧；在主燃烧器区与燃烬区之间的低氧燃烧与还原区设置多级辅助燃烬风喷口，各辅助燃烬风喷口布置在锅炉炉膛前后墙和左右侧墙上，逐级分区送入适量的燃烧空气量，强化已生成的NOx的逐级还原和焦炭氮的释放与转化；在炉膛上部的燃烬区设置多层主燃烬风喷口，有利于煤粉的燃烬和逐级降低NOx的再生成。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的深度空气分级燃烧是指：控制炉膛下部的主燃烧器区的过量空气系数小于1.0。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述的深度空气分级燃烧是指：根据不同煤种和燃烧方式控制主燃烧器区的过量空气系数为0.60～0.85，实现主燃烧器区的深度空气分级燃烧，对于燃烧高挥发分烟煤的四角切圆燃烧或墙式燃烧方式，其主燃烧器区的过量空气系数为0.70～0.85，对于燃烧低挥发分贫煤和无烟煤的四角切圆燃烧或墙式燃烧方式，其主燃烧器区的过量空气系数为0.60～0.75。4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的多级辅助燃烬风喷口，通过以下方式实现：在主燃烧器区与燃烬区之间的低氧燃烧与还原区，沿炉膛高度烟气流动方向设置多层辅助燃烬风喷口；在各层辅助燃烬风喷口中逐级送入适量的燃烧空气量，在低氧燃烧与还原区维持较低的氧气浓度，强化已生成的NOx的逐级还原和焦炭氮的释放与转化。5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征是，所述的多级辅助燃烬风喷口，相邻两层辅助燃烬风喷口之间的距离、最下层辅助燃烬风喷口与主燃烧器最上层喷口之间的距离以及最上层辅助燃烬风喷口与主燃烬风最下层喷口之间的距离控制在主燃烧器最上层喷口与主燃烬风最下层喷口之间距离的0.1～0.6倍。6.根据权利要求1或4所述的方法，其特征是，所述的适量的燃烧空气量是指：辅助燃烬风喷口喷入的总空气量为锅炉煤粉燃烧总空气量的10％～20％，喷入的空气量按相同的质量流量均匀配风或按逐级递减的塔型配风；各辅助燃烬风喷口喷入炉膛的空气流速为20～60m/s，保证射流足够强的穿透深度以及与炉膛内上升气流的均匀混合；所述的维持较低的氧气浓度是指：低氧燃烧与还原区烟气中平均氧气浓度为1％～3％，并与主燃烧器区过量空气系数配合使用。7.根据权利要求1或4所述的方法，其特征是，每层辅助燃烬风喷口布置在同一高度的炉膛横截面上，在锅炉炉膛前后墙上至少布置一个辅助燃烬风喷口，同时在锅炉炉膛左右侧墙上至少布置一个辅助燃烬风喷口：每个辅助燃烬风喷口射流方向与锅炉炉墙垂直或成不超过10°的射流角度，在炉膛内形成对冲射流或较小切圆直径的旋转射流，强化辅助燃烬风与炉膛内上升烟气流的强烈均匀混合；左右侧墙布置的辅助燃烬风还补充锅炉左右侧墙水冷壁附近区域一定的空气量，解决了低氧燃烧与还原区炉膛水冷壁附近氧气浓度低和一氧化碳浓度高而造成的结渣和高温腐蚀问题。8.根据权利要求1或4或7所述的方法，其特征是，所述的辅助燃烬风喷口包括：位于中心的直流射流喷口和位于直流射流喷口周围的旋流的二次风喷口和/或三次风喷口，其中：中心的直流射流辅助燃烬风