[发明专利]一种采用二次风技术的π型燃气锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉燃烧技术领域，特别是一种采用二次风技术的π型燃气锅炉。

背景技术

尽可能降低燃气锅炉排放气体对空气环境的污染是目前业界共同关心的课题，为了确保环境空气的质量，有关职能部门都在积极探索、采取有效措施，并制定了相应的制约性环保标准，而且随着措施的落实和技术效果的逐步提高，不断相应提高标准，目前北京地区正在执行的是NOx排放30mg/Nm³最新标准。空气分级技术是目前业界公认的一种比较有效的低氮燃烧方式，采取在燃气燃烧器机头处将空气分为多股通入的形式向燃烧器送助燃空气，对降低NOx的排放有一定成效。但在实践中发现其降氮效果有限，难以达到30mg/Nm³的排放标准。为此，业界又探索出了一种在整个燃气锅炉中运用空气分级送气的整体浓淡燃烧技术，又称二次风技术。其要点是将二次风布置在距燃烧器一定距离的合适位置处，使之能确保证燃料的充分燃烧,并且锅炉炉膛出口的烟气温度与增加二次风前相比较不会升高太多，且还能起到一定的的降氮效果，有一定实效。但在实践中发现，虽然它有一定的降氮效果，但适用面有限，特别不适宜用于锅炉炉膛截面积较大、最上层燃烧器布置的标高距炉膛出口较近的π型锅炉上。然而π型锅炉是目前电站系统中应用最广泛的一种炉型，所以，如何把既具有良好降氮效果，又能确保锅炉达到排放标准的二次风技术引用到π型锅炉上，具有十分重要的积极意义。

发明内容

本发明的目的是要克服现有整体浓淡燃烧的二次风技术不适用于锅炉炉膛截面积较大、最上层燃烧器布置的标高距炉膛出口较近的π型锅炉上的不足，提供一种结构新颖、布局合理，有利于进一步降低NOx的初始排放和达到NOx低于30mg/Nm³的超低氮排放标准的采用二次风技术的π型燃气锅炉。

本发明的采用二次风技术的π型燃气锅炉，主体包含有锅炉炉膛和数个燃气燃烧器，特征在于所述的锅炉炉膛包含有前墙、左右侧墙、后墙和内设有主燃区、再燃区、燃烬区和二次风作用区的炉腔，所述的燃气燃烧器层列设置在前墙上，其喉口直径为d，包含有最上层燃烧器和若干下层燃烧器，其中：

所述的二次风作用区由设置在前墙上的前墙二次风布设区和设置在左右侧墙上的侧墙二次风布设区之间的炉膛空间构成；

所述的前墙二次风布设区布设在最上层燃烧器的中心标高和距最上层燃烧器的中心标高之上10d之间区域内的前墙上；

所述的侧墙二次风布设区布设在与前墙距离为d之后，并且高度上距最上层燃烧器的中心标高为10d之下的左右侧墙上；

所述的前墙二次风布设区和侧墙二次风布设区上分别有规则或无规则地按一层或多层、每层数个的构式设置有若干二次风喷口；

所述的主燃区包含有由前墙与距离前墙为d之内的左右侧墙的限定空间，和与所述的下层燃烧器相对应的炉膛下部空间；

所述的再燃区由位于二次风作用区中下部和与主燃区相邻的交接空间构成；

所述的燃烬区由位于二次风作用区17上部与炉膛出口间的炉膛上部空间构成；

此外，所述的侧墙二次风布设区对称设置在左右侧墙上；

工作时，燃气锅炉所需的助燃空气分成两级送入炉膛，其一是70%-95%的助燃空气通过燃气燃烧器进入主燃区，使主燃区内的过量空气系数在0.7- 1之间，因而使燃料处于缺氧环境中燃烧，导致燃烧速度缓慢、燃烧温度不高，同时，由于燃料在缺氧的还原性氛围中燃烧，使大量的含氮基团与NOx反应，提高了NOx向N₂的转化率，从而抑制了NOx的生成，有利于降低NOx在主燃区内的生成量；其二是其余5%-30%的助燃空气通过设置于锅炉前墙和左右侧墙上的二次风喷口送入炉膛，在炉膛内形成二次风作用区，使原先在主燃区内未充分燃烧的燃料先在位于二次风作用区中下部附近的再燃区内继续燃烧，并使原先在主燃区内生成的NOx进一步还原，然后再进入位于二次风作用区上部至炉膛出口区之间的燃烬区内继续燃烧、直至燃尽；虽然燃烬区接近炉膛出口，内部空气量充足，使燃料能得到充分燃尽，但火焰温度较低，所以最终NOx生成量不大，且由于之前未燃烧的燃料能得到充分燃尽，故CO的产生量几乎为零，能确保炉膛排出的烟气质量及温升处于标准允许范围。