[实用新型]基于流态重构控制氮氧化物的循环流化床锅炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及循环流化床锅炉设备，具体地说是一种基于流态重构的控制氮氧化物（NO_X）的循环流化床锅炉。

背景技术

随着国家《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）颁布实施，要求燃煤锅炉的烟尘、二氧化硫、氮氧化物、汞及其化合物排放均要达到限定值。目前，循环流化床锅炉的烟尘、二氧化硫、汞及其化合物的排放，通过尾部电布除尘、炉内喷钙和尾部增设脱硫装置等措施，均能达到限定值。而对于氮氧化物（NO_X）超低排放，其与锅炉燃烧密切相关，目前在控制氮氧化物（NO_X）排放指标方面，尚无针对的整体锅炉燃烧结构设计。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基于流态重构控制氮氧化物的循环流化床锅炉，解决目前尚无超低排放氮氧化物（NO_X）的循环流化床锅炉的技术问题。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于流态重构的控制氮氧化物排放的循环流化床锅炉，定态理论指出，CFB的下部为鼓泡床，上部为快速床，不同煤种对应着不同的最佳鼓泡床及最佳快速床状态，其实质就是要确定最优的快速床和鼓泡床状态。其中，最佳细颗粒量的确定应从物料的传热、颗粒聚团概率、气体扩散混合作用以及二次风的穿透效果来综合考虑，并且最佳细颗粒的床存量是根据《循环流化床流态设计图谱》进行优化确定。

而最佳粗颗粒量的确定应从床温、燃料中大颗粒的燃烬程度、受热面的磨损情况，以及风机的能耗和二次风的穿透扩散能力来进行考虑，同时，最佳粗颗粒床存量是根据《多粒度物料平衡模型》和《不同粒度燃料燃烬时间曲线》进行优化确定。流态重构后，构成鼓泡床的粗颗粒量大大减少，而构成快速床的细颗粒量略有增加，总的床存量大大减少且细颗粒比例大幅度提升，基于流态重构超低排放循环流化床锅炉炉膛物料变化可满足最佳物料平衡要求。锅炉配套一次风机主要作用是保持循环流化床锅炉底料的正常流化和进入炉膛的燃料及时引燃，锅炉配套二次风机主要作用是在适宜时段和区域及时补入燃料燃烧所需的氧气，既保证燃料的完全燃尽，又要控制烟气中尽量少产生CO、SO_X和NO_X。基于流态重构超低排放循环流化床锅炉，因构成鼓泡床的粗颗粒量大大减少而使得锅炉配套一次风机功率可大大降低，合理的二次风的穿透扩散能力设计使得锅炉配套二次风机功率可适当降低，对整体锅炉配套辅机电耗有很大补益。

一种基于流态重构控制氮氧化物的循环流化床锅炉，包括：循环流化床锅炉炉膛、与炉膛烟气出口连通的分离器、与分离器料腿和炉膛连通的返料器、从一次风道引入炉膛的风室、布置在风室布风板上的风帽、分布在炉膛前后墙上的二次风管，分离器入口区域与SNCR烟气脱硝系统相接，其特征在于：所述分离器是一种并列布置在炉膛烟气出口区域、进口烟道下倾、中心筒偏心的绝热旋风分离器；所述返料器的返料风采用高压冷风，由小风帽送入，入口风管上装设流量计、压力计和风量调节阀门；所述风室与炉膛被布风板相隔，均匀布置在布风板上的风帽是一种钟罩式风帽。

进一步，所述绝热旋风分离器由外壳和三层结构的耐火材料里衬组成，三层耐火材料分别为高强度耐磨浇注料、轻质浇注料、轻质保温砖；所述绝热旋风分离器设有工作温度控制系统。

进一步，所述返料器由外壳和三层结构的耐火材料里衬组成，三层耐火材料分别为高强度耐磨浇注料、轻质浇注料、轻质保温砖；所述返料器设有工作温度控制系统。

进一步，所述布风板上设有磷酸盐耐火混凝土。

进一步，所述二次风管的喷嘴设置在炉膛下部物料需要助燃的高度。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

循环流化床锅炉实现流态重构所需要具备的两个核心条件是：首先应预先了解有关燃料煤的成灰磨耗特性，即通过将煤进行热静态燃烧和冷态振筛磨耗方式进行分析，解决国际上通行的必须在热态下进行测试的弊端。其次是保证循环系统具有高效的分离效率，保证锅炉循环系统中循环粒子浓度（热量搬运工）及粒径分布，使得分离器下物料取样分析：d50在10～12um，d99在100um以内，整个循环回路物料循环量满足运行状态2.5～3.0Kg/Nm³要求。