一種實現低氮氧化物排放的鍋爐制造技術

本實用新型專利技術公開了一種實現低氮氧化物排放的鍋爐，其包括一個爐膛，該爐膛的側壁上設置有至少一組貫通口組合體，每組貫通口組合體具有多個貫通口，且每組貫通口組合體縱向分布在該爐膛的側壁上，在每組貫通口組合體中至少有二個貫通口安裝了煤粉燃燒器，每個煤粉燃燒器均設有點火裝置；該裝置還包括至少一組二次風口組合體，所述二次風口組合體與貫通口組合體的數量相同，且位置相對應。該實現低氮氧化物排放的鍋爐通過使煤粉在煤粉燃燒器內和爐膛內的燃燒初期處于缺氧燃燒狀態，在燃燒后期對其燃燒進行補風的方式，使氮氧化物的生成量大大降低，且不會增加ＣＯ濃度，不會引起飛灰含碳量的增加，符合許多區域的氮氧化物的排放標準。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術是關于一種實現低氮氧化物排放的鍋爐。
技術介紹
煤粉是大多數工業和電站鍋爐的燃料，如圖1所示，相關的煤粉燃燒裝置包括一個爐膛r ，在該爐膛r的側壁上縱向連通有多組平行設置的貫通口組合體2'和二次風口組合體5'，貫通口組合體2'和二次風口組合體5'的數量相同，且位置相對應。每組貫通口組合體2'具有多個貫通口2r ，并縱向 分布在爐膛r的側壁上，每組二次風口組合體5'具有多個二次風口 5r ，在相互對應的貫通口組合體2'和二次風口組合體5'中，每上下相鄰的兩個貫 通口 21，之間設有一個二次風口 51，，每上下相鄰的兩個二次風口 51，之間 設有一個貫通口21'，如圖2所示，此時上方的二次風口 51，與下方的二次風 口的總面積相等。對于每組貫通口組合體2'而言，除最下方的貫通口21'之外的其它貫通 口中均連接煤粉輸送管道3'，煤粉輸送管道3'只用于將一次風粉輸送到爐 膛；在最下方的貫通口21'中安裝了煤粉燃燒器4'，該煤粉燃燒器4'中設 置了點火裝置，該點火裝置將煤粉燃燒器4'內的煤粉氣流點燃后噴入爐膛r ，進而將爐膛r內的煤粉氣流點燃，二次風通過二次風口5r輸送到爐膛 內，以補充爐膛內的含氧量。煤粉在燃燒過程中會產生相當量的氮氧化物，包括一氧化氮(N0)、 二氧化 氮(N02)和氧化二氮(N20)，還有NxOy。在氮氧化物中，NO占有90%以上，二 氧化氮占5%-10%，產生機理一般分為如下三種(a).熱力型。燃燒時，空氣中氮在高溫下氧化產生，其中的生成過程是一 個不分支連鎖反應。其生成機理可用捷里多維奇(Zeldovich)反應式表示。隨著反應溫度T的升高，其反應速率按指數規律增加；當T〈150(TC時，氮氧化物的 生成量很少，而當T〉1500。C時，溫度T每增加100。C，氮氧化物反應速率增大 6-7倍。(b) .快速型。碳氫化合物燃料在燃燒過程中，當燃料過濃時，在反應區附 近會快速生成氮氧化物。由于燃料揮發物中碳氫化合物高溫分解生成的CH自由 基可以和空氣中氮氣反應生成HCN和N，再進一步與氧氣作用以極快的速度生 成氮氧化物，其形成時間只需要60ms，所生成的與爐膛壓力0.5次方成正比， 與溫度的關系不大。上述兩種氮氧化物形成方式都不是燃燒過程中生成氮氧化物的主要來源， 主要是燃料型氮氧化物。(c) .燃料型氮氧化物，其由燃料中氮化合物在燃燒中氧化而成，且主要是 在煤粉的著火階段生成的。由于燃料中氮的熱分解溫度低于煤粉燃燒溫度，在 600—80(TC時就會生成燃料型氮氧化物，它在煤粉燃燒氮氧化物產物中占60 — 80%。在生成燃料型氮氧化物過程中，首先是含有氮的有機化合物熱裂解產生 N， CN， HCN和等中間產物基團，然后再氧化成氮氧化物。由于煤的燃燒過程 由揮發份燃燒和焦炭燃燒兩個階段組成，故燃料型的形成也由氣相氮的氧化(揮 發份)和焦炭中剩余氮的氧化(焦炭)兩部分組成。而上述煤粉燃燒裝置在燃燒過程中，由于每組貫通口組合體2'的最下方 一個貫通口21，才安裝了煤粉燃燒器，每上下相鄰兩個貫通口 21'之間均只設 置一個二次風口 51'，且每個二次風口 51'的面積相等，使得上方的二次風口 51'的總面積與下方的二次風口的總面積相等，當煤粉氣流從煤粉燃燒器中噴 入爐膛內時，由于下方的二次風口51'的面積較大，導致在爐膛l'燃燒初期 的二次風輸送量較大，即提高了煤粉在爐膛內燃燒初期的含氧量，大大增加了 煤粉點燃時的含氧量，因此很容易大幅增加燃料型氮氧化物；另外，煤粉點燃 時的含氧量的增加也使爐膛內的溫度很容易達到150(TC以上，從而大大增加熱 力型氮氧化物的形成。這些氮氧化物對環境和人體將產生巨大的危害，表現在(1)參與形成光化學煙霧，形成酸雨，造成環境污染；(2)深入人體肺部，誘 發呼吸道疾??；(3)對人的中樞神經系統、心血管系統等產生危害；(4)氧化 二氮是一種溫室氣體，會破壞臭氧層。為了減少氮氧化物的排放量，現在各國均有制定了各燃燒裝置的氮氧化物 的排放量標準，為了符合排放量標準，上述煤粉燃燒裝置必須在尾部安裝脫硝 裝置。現豐脫硝市場上應用最廣泛的是煙氣催化劑脫硝系統(SCR)和低氮燃燒 器。選擇性催化劑法能夠達到80% 90%的氮氧化物的降低率，但系統龐大，初 投資大，催化劑容易中毒或受污染，運行中需要不斷地往煙氣中噴入氨氣， 運行成本很高；以一臺300MW機組鍋爐為例，SCR系統初投資為3000萬元，同 時運行費用極高，不斷地消耗氨氣， 一年運行費用高達2000萬元，另外還存在 催化劑中毒或受污染的問題，需要定期更換。低氮燃燒器主要通過設計特殊的 燃燒器結構、改變燃燒器的風煤比例，在煤粉的著火階段遏制燃料型氮氧化物 生成。其特點是初投資低，運行成本少，維護量小。但是氮氧化物的降低率一 般在50%左右，很難滿足日益嚴格的氮氧化物排放標準的要求。因此，有必要提供一種新型的實現低氮氧化物排放的鍋爐，以克服上述缺陷。
技術實現思路
本技術的目的是，提供一種實現低氮氧化物排放的鍋爐，以降低氮氧 化物的排放量。為實現上述目的，本技術提出了一種實現低氮氧化物排放的鍋爐，其 包括一個爐膛，該爐膛的側壁上設置有至少一組貫通口組合體，每組貫通口組 合體具有多個貫通口，且每組貫通口組合體縱向分布在該爐膛的側壁上，在每 組貫通口組合體中至少有二個貫通口安裝了煤粉燃燒器，每個煤粉燃燒器均設 有點火裝置；該裝置還包括至少一組二次風口組合體，所述二次風口組合體與 貫通口組合體的數量相同，且位置相對應。以上所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，二次風口組合體設置在爐膛的側 壁上，且每組二次風口組合體具有多個二次風口，各組二次風口組合體的二次 風口與相對應的貫通口組合體的貫通口上下間隔設置。以上所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，每上下相鄰的兩個貫通口之間設 有一個二次風口 ，每上下相鄰的兩個二次風口之間設有一個貫通口 。以上所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，在每組二次風口組合體中，上方 的二次風口的總面積大于下方的二次風口的總面積。以上所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，在至少一組二次風口組合體中， 至少有兩個二次風口插設在上下相鄰的兩個貫通口之間。以上所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，相鄰二次風口之間的距離大于相 鄰的二次風口與貫通口之間的距離。以上所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，每組二次風口組合體具有多個二 次風口，每個二次風口分別設置在每個煤粉燃燒器的靠近頭部的燃燒室中。以上所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，每個二次風口具有內、外雙層補 風口。以上所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，該內、外雙層補風口中均設有調 節葉片，其用于調節二次風的進風量。以上所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，上述煤粉燃燒器為等離子直流燃 燒器。以上所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，上述煤粉燃燒器為墻式旋流燃燒器°以上所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，上述煤粉燃燒器包括復數級燃燒室。以上所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，上述二次風口組合體還包括燃盡 風口，該燃盡風口設置在該爐膛的上方，且位于上述貫通口組合體的上方。以上所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，在該爐膛的尾部安裝脫硝裝置。在優選的實施方式中，在每個貫通口中均安裝了煤粉燃燒器。 本實用新本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種實現低氮氧化物排放的鍋爐，其包括一個爐膛，該爐膛的側壁上設置有至少一組貫通口組合體，每組貫通口組合體具有多個貫通口，且每組貫通口組合體縱向分布在該爐膛的側壁上，其特征在于：在每組貫通口組合體中至少有二個貫通口安裝了煤粉燃燒器，每個煤粉燃燒器均設有點火裝置；該裝置還包括至少一組二次風口組合體，所述二次風口組合體與貫通口組合體的數量相同，且位置相對應。

【技術特征摘要】
1、一種實現低氮氧化物排放的鍋爐，其包括一個爐膛，該爐膛的側壁上設置有至少一組貫通口組合體，每組貫通口組合體具有多個貫通口，且每組貫通口組合體縱向分布在該爐膛的側壁上，其特征在于在每組貫通口組合體中至少有二個貫通口安裝了煤粉燃燒器，每個煤粉燃燒器均設有點火裝置；該裝置還包括至少一組二次風口組合體，所述二次風口組合體與貫通口組合體的數量相同，且位置相對應。2、 如權利要求l所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，其特征在于在每個 貫通口中均安裝了煤粉燃燒器。3、 如權利要求2所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，其特征在于上述二 次風口組合體設置在爐膛的側壁上，且每組二次風口組合體具有多個二次風口 ， 各組二次風口組合體的二次風口與相對應的貫通口組合體的貫通口上下間隔設 置。4、 如權利要求3所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，其特征在于每上下 相鄰的兩個貫通口之間設有一個二次風口，每上下相鄰的兩個二次風口之間設 有一個貫通口。5、 如權利要求3所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，其特征在于在每組 二次風口組合體中，上方的二次風口的總面積大于下方的二次風口的總面積。6、 如權利要求5所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，其特征在于在至少 一組二次風口組合體中，至少有兩個二次風口插設在上下相鄰的兩個貫通口之 間。7、 如權利要求6所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，其特征在于相鄰二次風口之間的距離大于相鄰的二次風口與貫通口之間的距離。8、 如權利要求2所述的實現低氮氧化物排放的鍋爐，其特征在于每組二次風口組合體具有多個二次風口 ，每個二次風口分別設置在每個煤...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙虎軍，李濱，張照軍，
申請(專利權)人：北京光耀電力設備股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：11[中國|北京]