一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法及系统.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CN111006206A(43)申请公布日2020.04.14(21)申请号201911283349.X(22)申请日2019.12.13(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人张泰郭腾郭军军李鹏飞柳朝晖(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人李智孔娜(51)Int.Cl.F23C7/00(2006.01)F23J15/02(2006.01)B02C17/00(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图4页(54)发明名称一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法及系统(57)摘要本发明属于煤粉燃烧与排放性能控制领域，并具体公开了一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法及系统。所述方法为：将参与循环的烟气分为三路，分别通过一次风管道、二次风管道和三次风管道将其携带的预设质量的燃料通入炉膛内燃烧，一次风管道、二次风管道的出气口位于主燃烧区，三次风管道的出气口位于再燃烧区，控制各次风中氧气的注入量以及质量流量，以控制主燃烧区和再燃烧区的过氧系数范围和流动特性，实现燃料分级富氧燃烧模式、燃料-氧双向分级富氧燃烧模式和无焰富氧燃烧模式。所述系统包括锅炉、烟气预处理模块、烟囱、一次风管道、二次风管道和三次风管道。本发明可达到稳定高效的低NOx排放，并能改善煤粉的着火特性，促进煤粉再燃。CN111006206ACN111006206A权利要求书1/2页1.一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法，其特征在于，将参与循环的烟气按预设比例分为三路，分别通过一次风管道、二次风管道以及三次风管道将其携带的预设质量的燃料通入炉膛内进行燃烧，其中，所述一次风管道、二次风管道的出气口位于炉膛的主燃烧区，所述三次风管道的出气口位于炉膛的再燃烧区，参与循环的烟气为产生的总烟气的0.71～0.75，通过一次风管道的循环的烟气和纯氧混合形成一次风，通过二次风管道的循环的烟气和纯氧混合形成二次风，通过三次风管道的循环的烟气和纯氧混合形成三次风，通过分别控制一次风、二次风以及三次风中氧气的注入量以及质量流量，以控制主燃烧区和再燃烧区的过氧系数范围和流动特性，实现炉膛内的燃料分级富氧燃烧模式、燃料-氧双向分级富氧燃烧模式以及无焰富氧燃烧模式。2.根据权利要求1所述的一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法，其特征在于，在燃料分级富氧燃烧模式下，所述一次风中参与循环的烟气为总循环烟气的0.17～0.20，所述二次风中参与循环的烟气为总循环烟气的0.62～0.66，剩余的循环烟气均通入三次风管道；所述主燃区与再燃区的燃料质量流量的比例为9:1。3.根据权利要求2所述的一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法，其特征在于，所述一次风在注入氧气后，一次风管道中氧气占一次风与氧气体积之和的21％，一次风携带燃料进入炉膛；在所述二次风注入氧气后，二次风管道中氧气占二次风与氧气体积之和的30％～36％，三次风管道中不注入氧气，同时，取部分注入氧气后的二次风作为主燃烧区的中心冷却风通入炉膛中，以保护炉膛中的燃烧器；所述主燃区过氧系数范围为1.22～1.34；所述一次风的质量流率范围为0.18～0.20，二次风的质量流率范围为0.62～0.66，三次风的质量流率范围为0.16～0.18。4.根据权利要求1所述的一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法，其特征在于，在燃料-氧双向分级富氧燃烧模式下，所述一次风中参与循环的烟气为总循环烟气的0.18～0.22，所述二次风中参与循环的烟气为总循环烟气的0.55～0.62，剩余的循环烟气均通入三次风管道；所述主燃区与再燃区的燃料质量流量的比例为9:1。5.根据权利要求4所述的一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法，其特征在于，所述一次风在注入氧气后，一次风管道中氧气等于一次风与氧气体积之和的21％，并携带燃料进入炉膛；在所述二次风注入氧气后，二次风管道中氧气占二次风与氧气体积之和的26％～34％，所述三次风在携带燃料进入炉膛之前需要注入氧气，其以预混方式进行注入，由于其需携带燃料，故预混注氧之后的氧气体积分数不超过21％；所述主燃区过氧系数范围为0.9～1.1；所述一次风的质量流率范围为0.17～0.20，二次风的质量流率范围为0.54～0.62，三次风的质量流率范围为0.19～0.25。6.根据权利要求1所述的一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法，其特征在于，在无焰燃烧模式下，再燃区纯氧的注入速度为70m/s～100m/s，其中，注入的纯氧为Ar和O2的混合气体，O2所占的体积分数不小于95％；主燃区过氧系数范围为0.9～1.0；所述一次风的质量流率范围为0.19～0.20，二次风的质量流率范围为0.56～0.57，三次风的质量流率范围为0.23～0.24。