基于火下风和燃尽风的低NOx煤粉燃烧方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102003701A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102003701A(43)申请公布日2011.04.06(21)申请号201010558131.3(22)申请日2010.11.23(71)申请人浙江大学地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号(72)发明人周俊虎周志军岑可法杨卫娟刘建忠王智化黄镇宇程军张彦威(74)专利代理机构杭州中成专利事务所有限公司33212代理人金祺(51)Int.Cl.F23C5/08(2006.01)F23C7/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称基于火下风和燃尽风的低NOx煤粉燃烧方法和装置(57)摘要本发明涉及燃煤工业锅炉的燃烧改进技术，旨在提供一种基于火下风和燃尽风的低NOx煤粉燃烧方法和装置。该方法包括将部分燃烧所需空气分两股自锅炉冷灰斗喷入炉膛，与斜向下喷入的主燃料射流强烈混合，充分利用冷灰斗的空间延长烟气停留时间，燃料在低温氧化区燃烧，抑制挥发分向氮氧化物的转化。上层燃料斜向上喷入形成还原区，将以生成的氮氧化物还原为N2，降低氮氧化物排放量。本发明还提供了实现该方法的锅炉装置。本发明可在基本不影响锅炉原来燃烧状况的条件下，有效地降低氮氧化物的排放，且易于对现有锅炉进行改造。ACN10237CCNN110200370102003713A权利要求书1/1页1.基于火下风和燃尽风的低NOx煤粉燃烧方法，其特征在于：锅炉炉膛中从下往上依次为低温氧化区、着火初期的还原区、后期还原区和燃尽区；将作为燃料的煤粉按占全部燃料发热量比例，分为占70％～80％的主燃料和占20％～30％的上层燃料；其中，主燃料斜向下喷入着火初期的还原区，上层燃料斜向上喷入后期还原区；后期还原区中过量空气系数小于1，二次风进入燃尽区；将燃料燃烧所需空气量按占风量分为占20％～40％的火下风和20％～30％的燃尽风，余量为二次风及输送煤粉的一次风；其中火下风分为两股，分别自锅炉的冷灰斗斜坡和冷灰斗上部喷入炉膛，在低温氧化区形成两个垂直对称旋涡，该区域中过量空气系数为1.0～1.1；燃尽风在上层燃料喷出位置的上端喷入，促使煤粉燃烧后的剩余焦炭燃尽。2.根据权利要求1所述基于火下风和燃尽风的低NOx煤粉燃烧方法，其特征在于：所述上层燃料喷入炉内时，其喷口处的温度在1200～1600℃范围内。3.根据权利要求1所述基于火下风和燃尽风的低NOx煤粉燃烧方法，其特征在于：所述后期还原区内的过量空气系数α为0.8～1.0，停留时间不少于0.4s。4.根据权利要求1所述基于火下风和燃尽风的低NOx煤粉燃烧方法，其特征在于：所述燃尽区的过量空气系数α为1.15～1.25，停留时间不少于1s。5.一种用于实现权利要求1所述方法的装置，包括锅炉炉体和安装在炉体内的冷灰斗、燃烧器，其特征在于：根据燃料的燃烧情况将炉膛从下往上依次分为低温氧化区、着火初期的还原区、后期还原区和燃尽区四个区域；所述燃烧器包括从下至上依次分层布置的各喷口：1～2个火下风喷口、2～3个主燃料喷口、1～2个上层燃料喷口、3～4个二次风喷口和1～2个燃尽风喷口；其中，火下风喷口的安装角度为上倾0～30°，主燃料喷口的安装角度为下倾0～30°，上层燃料喷口的安装角度为上倾0～30°，燃尽风喷口的安装角度为下倾0°～30°；所述安装角度上倾或下倾均指喷口的中心线与水平线之间的夹角。2CCNN110200370102003713A说明书1/3页基于火下风和燃尽风的低NOx煤粉燃烧方法和装置技术领域[0001]本发明涉及燃煤工业锅炉的燃烧改进技术，尤其涉及一种基于火下风和燃尽风的低NOx煤粉燃烧方法，及其实现该方法的装置。背景技术[0002]氮氧化物NOx(NO、NO2、N2O)是造成大气污染的主要污染源之一。NO可破坏人体血红蛋白造成缺氧，还具有致癌作用，它与平流层中的臭氧发生反应破坏臭氧层，也可被氧气缓慢氧化为NO2；NO、NO2是酸性污染物，除引起酸雨酸雾外，还能与碳氢化合物在近地大气层在光的作用下产生对人体和环境危害更大的光化学烟雾。化石燃料的燃烧是氮氧化物的重要来源之一。我国的能源结构组成中70％为煤炭，煤炭的燃烧将产生大量的NOx。日益严格的环保法规要求研究开发先进NOx减排技术控制NOx排放源尤其是燃煤工业锅炉的NOx排放量。[0003]现行的低NOx排放控制技术主要可分为两类：低NOx燃烧技术和烟气脱硝技术。低NOx燃烧技术的原理基本相同：都是通过燃料或者空气的分级实现NOx的控制。目前国内采用的分级燃烧一般会使燃烧火焰拉长，导致飞灰含碳量超标，使锅炉经济性下降，甚至造成电厂飞灰资源化利用困难而带来飞灰的堆放问题。对于新建电厂，可以在设计时增大炉膛高度，延长煤粉颗粒在炉内的停