超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧系统、方法及应用.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CN107355776A(43)申请公布日2017.11.17(21)申请号201710571854.9(22)申请日2017.07.13(71)申请人武汉华喻燃能工程技术有限公司地址430074湖北省武汉市武汉东湖新技术开发区光谷大道3号未来之光2-1104申请人华中科技大学(72)发明人于洁陈涛郭永浩孙路石(74)专利代理机构武汉东喻专利代理事务所(普通合伙)42224代理人李佑宏(51)Int.Cl.F23C7/00(2006.01)F23L1/00(2006.01)F23L9/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧系统、方法及应用(57)摘要本发明公开了一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧系统，包括煤气化装置(2)、一次风管道(3)、一次风喷口(4)、二次风管道(5)、二次风喷口(6)、一级燃尽风喷口(7)和二级燃尽风喷口(8)；所述一次风喷口(4)、二次风喷口(6)、一级燃尽风喷口(7)和二级燃尽风喷口(8)依次分层间隔布置于锅炉炉膛(1)的水冷壁上；所述二次风管道(5)与所述二次风喷口(6)、一级燃尽风喷口(7)和二级燃尽风喷口(8)连接。本发明还公开了一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧方法。本发明还公开了一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧系统及方法的应用。本发明的燃烧系统可实现80mg/Nm3～120mg/Nm3的超低NOx排放，直接达到电站锅炉NOx的普通排放标准。CN107355776ACN107355776A权利要求书1/2页1.一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧系统，其特征在于，包括：煤气化装置(2)、一次风管道(3)、一次风喷口(4)、二次风管道(5)、二次风喷口(6)、一级燃尽风喷口(7)和二级燃尽风喷口(8)；其中，所述一次风喷口(4)、二次风喷口(6)、一级燃尽风喷口(7)和二级燃尽风喷口(8)依次分层间隔布置于锅炉炉膛(1)的水冷壁上；所述一次风管道(3)与一次风喷口(4)连接；所述二次风管道(5)与所述二次风喷口(6)、一级燃尽风喷口(7)和二级燃尽风喷口(8)连接；所述煤气化装置(2)设于所述一次风管道(3)的末端和所述一次风喷口(4)之间；所述一次风喷口(4)用于向所述炉膛(1)内喷射一次风粉，所述二次风喷口(6)用于向所述炉膛(1)内喷射二次风，所述一级燃尽风喷口(7)用于向所述炉膛(1)内喷射一次燃尽风，所述二级燃尽风喷口(8)用于向所述炉膛(1)内喷射二次燃尽风，从而实现煤粉的超低NOx排放燃烧。2.根据权利要求1所述的一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧系统，其特征在于，所述炉膛(1)形成煤粉着火气化区(Ⅰ)，所述一次风喷口(4)与二次风喷口(6)之间形成主要燃烧还原区(Ⅱ)，所述二次风喷口(6)与所述一级燃尽风喷口(7)之间形成还原延展区(Ⅲ)，所述一级燃尽风喷口(7)与二级燃尽风喷口(8)之间形成一级燃尽区(Ⅳ)，所述二级燃尽风喷口(8)与炉膛(1)之间形成二级燃尽区(V)。3.根据权利要求1所述的一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧系统，其特征在于，所述一次风喷口(4)进入炉膛(1)的煤粉气流为小切圆布置，所述二次风喷口(6)进入炉膛(1)的二次风气流为大切圆布置。4.一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧方法，其特征在于，采用如权利要求1-3中任一项所述的超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧系统，具体包括如下步骤：(1)煤粉气流进入煤粉气化装置后，在煤粉着火气化区域Ⅰ经历着火、燃烧和气化后，大量生成以CO为主的可燃气体；(2)步骤(1)中煤粉气流进入主要燃烧还原区域Ⅱ经历深度缺氧燃烧，形成大量还原性气体，抑制NOx生成；(3)步骤(2)中的煤粉气流进入还原延展区Ⅲ，NOx被进一步还原；(4)步骤(3)中的煤粉气流进入一级燃尽区Ⅳ，从一级燃尽风喷口送入部分燃尽风，煤粉在欠氧条件下继续燃烧，仍产生还原性气氛，难于生成NOx；(5)步骤(4)中的煤粉气流进入二级燃尽区Ⅴ，再由二级燃尽风喷口送入剩余燃尽风，烟气温度已在1100℃以下，热力型NOx难以形成，同时煤粉燃烧生成的燃料型NOx极少，符合电站锅炉NOx的普通排放标准。5.根据权利要求4所述的一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧方法，其特征在于，所述煤粉着火气化区(Ⅰ)的过剩空气系数为0.2～0.4。6.根据权利要求4或5所述的一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧方法，其特征在于，所述主要燃烧还原区(Ⅱ)的过剩空气系数为0.6～0.7。7.根据权利要求4-6中任一项所述的一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧方法，其特征在于，所述一级燃尽区(Ⅳ)的过剩空气系数为0.8～0.9。2CN107355776A权利要求书2/2页8.根据权利要求4-