[发明专利]一种燃煤发电机组超低氮燃烧方法

说明书

本发明是一种燃煤发电机组超低氮燃烧方法，其特点是，包括：设置燃煤锅炉煤粉可控高温预热解装置；设置热解风粉气固分离装置：设置燃煤锅炉煤粉可控高温预热解温度控制系统和设置燃煤锅炉超低氮燃烧控制系统等内容：突破了现有燃煤锅炉NO_x排放无法大幅度降低的技术瓶颈，能够满足不同煤种、不同出力、不同工况下稳定、可靠、安全工作，其方法科学合理，适用性强，效果佳，能够降低燃煤发电机组对环境的污染，实现煤炭的清洁高效利用。

技术领域

本发明涉及燃煤发电机组，是一种燃煤发电机组超低氮燃烧方法。

背景技术

煤炭资源仍为当今世界的主体能源，燃煤发电机组以其可控、稳定、安全等优势，在未来相当长的一段时间仍将占据发电系统的主体地位。燃煤发电机组带来的主要问题是燃烧过程污染物的排放，其主要污染物为NO_x。燃煤发电机组NO_x的排放量很大程度取决于锅炉的燃烧方法，因此，燃煤发电机组急需实现超低氮燃烧。

目前，大部分燃煤发电机组低氮燃烧方法很难实现低NO_x排放，同时，对于锅炉燃烧煤种、燃烧过程控制、燃烧负荷等提出更高的要求，此外，部分低氮燃烧方法相对复杂，难以实现工程应用。针对燃煤发电机组超低氮燃烧，还没有一套完整、有效、通用的方法。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术存在的问题，结合锅炉原理、燃烧学、传热学、热工自动控制等多学科知识，深入剖析煤粉燃烧NO_x生成机理，考虑燃烧过程安全性、可控性、经济性等影响因素，提供一种科学合理，适用性强，效果佳，能够大幅度降低锅炉燃烧过程NO_x排放量，降低燃煤发电机组对环境的污染，实现煤炭的清洁高效利用的燃煤发电机组超低氮燃烧方法。

为实现本发明目的采用的技术方案是：一种燃煤发电机组超低氮燃烧方法，其特征是，

1)设置燃煤锅炉煤粉可控高温预热解装置：

在锅炉炉膛外部设置煤粉高温可控预热解装置，煤粉与一次风进入煤粉可控高温预热解装置，而后通过热解风粉气固分离装置进入炉膛；煤粉可控高温预热解装置内设有耐火层和保温隔热层；煤粉可控高温预热解装置启动运行时，由点火器点燃煤粉，部分一次风粉的燃烧所产生的热量用以热解煤粉和维持煤粉可控高温预热解装置内的高温热力平衡。其次，携带煤粉的一次风中的氧与部分煤粉进行燃烧反应，产生的热量将进入煤粉可控高温预热解装置的全部风粉混合物加热至900℃-1000℃，在缺氧含水情况下，高温热解煤粉会产生大量的氢、一氧化碳、甲烷，煤粉燃烧会将挥发份燃烧时生成的NO_x全部还原为N₂，最后，实现燃煤锅炉NO_x排放量的首次降低；

2)设置热解风粉气固分离装置：

在可控高温预热解装置与锅炉之间设置热解风粉气固分离装置，热解风粉气固分离装置利用重力分离的原理，将煤粉可控高温预热解装置高温预热解过程产生的含有氢、一氧化碳、甲烷气相物质分离一部分引入锅炉炉膛的还原反应区，气固两相流全部喷入锅炉炉膛的主燃区继续燃烧；

3)设置燃煤锅炉煤粉可控高温预热解温度控制系统：

煤粉可控高温预热解装置内部风粉的温度需要实现相对平稳的控制，需要将风粉混合物加热至900℃-1000℃，以实现预热解过程产生氢、一氧化碳、甲烷，采用结构分层优化控制方法，形成煤粉可控高温预热解温度的控制；

①按照煤粉可控高温预热解装置结构高度，安装多台热电偶，将煤粉可控高温预热解装置按照高度平均分为三个区域，在区域1四周均匀安装4台热电偶、在区域2四周均匀安装4台热电偶、在区域3四周均匀安装4台热电偶；

②计算煤粉可控高温预热解装置不同区域热电偶测得的平均温度，与设定值相比较得到的差值作为比例积分控制器的输入；