[发明专利]煤粉火焰预热再燃系统

说明书

技术领域

本发明属于热能与动力工程技术领域的炉内燃烧脱销技术领域，具体涉及一种用于降低煤粉炉内NO_x排放的煤粉火焰预热再燃系统。

背景技术

NO_x是形成光化学烟雾和酸雨的主要元凶，也是近年来造成我国大规模雾霾的罪魁祸首之一。随着空气污染等环境问题的日益严峻，迫使国家制定越来越严格的污染物排放标准。最新的《火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011》要求燃煤锅炉NO_x排放小于100mg/m³。因此火电企业必须控制NO_x排放，以达到国家强制要求。火电脱销技术分为炉内燃烧脱销和炉外烟气脱销，炉外脱销和投资和运行费用昂贵。目前比较经济的方式是，尽可能的利用炉内燃烧脱销技术降低NO_x排放，以减少炉外脱销处理量和运行、投资成本。

再燃技术也称为燃料分级技术，是非常有效的炉内燃烧脱销方法。其原理是未完全燃烧的产物CH_i、CO、H₂、C和C_nH_m等与燃烧中已生产的NO_x发生还原反应，将NO_x还原成N₂，炉膛在高度方向将分为主燃区、再燃区和燃尽区。

传统再燃技术的再燃燃料一般为天然气等高品质气体燃料，近年来也有采取超细煤粉做为再燃燃料的。再燃燃料量一般占总热量输入的15～20%，如果采用高品质气体燃料做为再燃燃料，则运行成本会急剧上升，我国是以煤炭为主要能源的国家，全以气体为再燃燃料也不可行。由于超细煤粉制备困难，运行和投资成本也相对较大，目前该技术并没有得到广泛推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够降低煤粉炉内NO_x排放、降低飞灰含碳量，提高锅炉效率的煤粉火焰预热再燃系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括锅炉主燃烧器以及开设在锅炉主燃烧器主燃区域的一次风、二次风进口，设置在锅炉主燃烧器再燃区与其相连通的再燃装置，设置在锅炉主燃烧器燃尽区的燃气风装置；

所述的再燃装置包括燃气燃烧器预热室和与其连通的再燃装置预热室；

所述的再燃装置预热室前端位于燃气燃烧器预热室的外侧设置有与再燃装置预热室相连通的若干组一次风管、后端设置有与锅炉主燃烧器1再燃区相连通的喷入口；

所述的每组一次风管均包括内一次风管和套装在内一次风管外的外一次风管，内、外一次风管均通过内一次风喷口、外一次风环形喷口与再燃装置预热室相连通，内一次风管的入口还与给粉装置相连通；

所述的燃气燃烧器预热室入口安装有点火、检测电极和燃气烧器助燃风管道，燃气燃烧器预热室内设置有带有燃气燃烧器燃气喷头的燃气管道。

所述的再燃装置预热室上还开设有带有阀门的排渣通道。

所述的再燃装置预热室为锥形结构。

所述的一次风管沿周向均匀设置，数量≥6。

所述的燃气管道上位于燃气燃烧器燃气喷头后的管道上套装有燃气燃烧器旋流盘。

所述的燃气燃烧器旋流盘的直径与燃气燃烧器预热室的内径相等，且燃气燃烧器旋流盘上均匀开设有旋转斜槽，斜槽数量≥8，斜槽与轴线夹角在30°～45°之间。

所述的燃气燃烧器预热室的出口为锥形结构且通过燃气燃烧器喷口与再燃装置预热室入口相连通。

所述的再燃装置预燃室采用高铝耐火浇注料制作。

本发明采用火焰预热再燃系统，所需燃气量很少，约占锅炉总热量输入的0.3～0.5%，可以极大的降低燃料成本。燃气在再燃装置预燃室内燃烧，形成的明火主要用于提供稳定的点火源，再燃装置燃预燃室的热量主要由煤粉热解产生的挥发份即给粉装置提供。同时输送煤粉一次风中的O₂会被完全消耗掉，煤粉受热热解产生的含氮化合物，在此强还原性气氛下能被有效还原成N₂。由于输送煤粉一次风中的O₂在再燃预燃室内被完全消耗，预热后的高温混合物，高速喷人炉膛，能在炉膛有效形成还原区，将主燃区形成的NO_x还原成N₂，降低整个锅炉系统的NO_x排放。采用火焰预热技术后，参与再燃的煤粉被预热到较高温度，利于煤粉在炉膛内燃尽，降低飞灰含碳量，提高锅炉效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；