[发明专利]一种燃煤发电机组超低氮燃烧方法

摘要

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NOx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。

主权项

1.一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大量的氢、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、在区域4四周均匀安装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；③将空气预热器出口部分烟气引流至送风风箱，并在引流管道设置烟气挡板。比例积分控制的输出经过速率限制环节和阈值限制环节后，作为烟气挡板开度指令，通过调节引入煤粉可控高温预热解装置尾部烟气流量，实现煤粉可控高温预热解装置内部温度的调节；④在煤粉可控高温预热解装置顶部安装喷水减温器，引入凝结水作为减温水源，比例积分控制的输出，作为减温水流量的指令，当煤粉可控高温预热解装置内部温度超出阈值时，通过开启、调节减温水，降低煤粉可控高温预热解装置内部温度，防止温度过高；4)设置燃煤锅炉超低氮燃烧控制系统：燃煤锅炉超低氮燃烧控制系统基于煤粉在炉膛内部主燃区、还原区、燃尽区NO_x生成和还原机理，合理配置二次风和燃尽风，实现煤粉燃烧过程NO_x的二次降低，达到超低NO_x排放①通过煤粉可控高温预热解装置的风粉气固两相流通过气固分离器后，部分气相成分分离出来引入锅炉炉膛内的还原区，大量高温未完全燃烧的物质引入炉膛的主燃烧区；②在通过二次配风进行主燃烧过程，此时过量空气系数小于1，由于煤粉中挥发分燃烧时生成的NO_x在预热解过程中被全部还原为N₂，在主燃烧过程中，由于煤粉所生成的NO_x再经过还原区进一步深度还原，能够使NO_x的浓度深度降低；③引入燃尽风使未燃尽的CO完全燃烧，从而通过这种燃烧过程设计来实现NO_x的超低排放和高效燃烧的正向耦合，实现降低NO_x排放浓度，同时降低CO浓度的目标。