[发明专利]一种用于燃气锅炉炉膛内可抑制NOx生成的冷却火焰锋面装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种可抑制NOx生成的冷却火焰锋面装置，属于锅炉燃烧技术领域。

背景技术

天然气的成分是CH4，而天然气在通入真空锅炉内进行燃烧会因热力型产生NOx，依据捷里道维奇的燃烧机理，当燃烧火焰锋面温度高于1500℃，就开始生成NOx；火焰锋面温度每升高100℃，NOx的合成速度就增加6—7倍，控制火焰锋面温度是控制NOx合成的关键因素。目前普遍采用富氧燃烧，贫、富燃料分级燃烧，烟气回流相结合的燃烧方式来抑制NOx的生成，这也带来众多负面效果，例如锅炉效率下降（空燃比变大），燃烧状况变坏（燃烧时的氧气比例下降），结构庞大、复杂，而且当变负荷时，控制变得更为复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构简单、紧凑，使用控制方便，能有效抑制NOx的生成，燃烧效率提高，燃烧条件变好的可抑制NOx生成的冷却火焰锋面装置。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种用于燃气锅炉炉膛内可抑制NOx生成的冷却火焰锋面装置，它主要包括上管板和下管板、以及安装在上管板和下管板之间的两组通以冷却水的冷却水管，所述的两组冷却水管各沿火焰燃烧方向相邻排列成前后两排，且两排中的冷却水管交错布置。

作为优选：所述的锅炉炉膛内的燃气火焰呈水平方向，而前后两排冷却水管垂直于水平火焰方向呈前后布置，且所述冷却水管的冷却水水流方向从下往上流动，且流动的冷却水流量、速度的控制以火焰锋面温度在1450—1550℃为标准。

本发明具有结构简单、紧凑，使用控制方便，能有效抑制NOx的生成，燃烧效率提高，燃烧条件变好等特点。

附图说明

图1是本发明的侧视结构示意图。

图2是本发明的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1、2所示，本发明所述的一种用于燃气锅炉炉膛内可抑制NOx生成的冷却火焰锋面装置，它主要包括上管板1和下管板2、以及安装在上管板1和下管板2之间的两组通以冷却水的冷却水管3，所述的两组冷却水管3各沿火焰4燃烧方向相邻排列成前后两排，且两排中的冷却水管交错布置。

图中所示，本发明所述的锅炉炉膛内的燃气火焰4呈水平方向，而前后两排冷却水管3垂直于水平火焰4方向呈前后布置，且所述冷却水管3的冷却水水流方向从下往上流动，且流动的冷却水流量、速度的控制以火焰锋面温度在1450—1550℃为标准。

本发明所述的冷却水流量随火焰强度的变化而调整，小负荷工况下，冷却水流速低，火焰锋面温度不会过低导致熄火；满负荷时，冷却水流速高，火焰锋面温度维持在1500℃左右。

本发明通过合理的布置和参数设计，既保证燃烧的安全，又在火焰锋面加以冷却，控制火焰锋面的温度，有效地抑制了NOx的生成；通过控制流速和燃烧速度，获得平衡的燃烧程度、均匀的燃烧温度，火焰短，燃烧强度大，可以用较小的炉膛就能获得足够的换热要求。本发明改变了目前欧美技术为了火焰锋面温度低较为普遍采用的富氧燃烧，贫富燃料燃烧或者烟气回流带来的负面效应（效率下降、燃烧状况变坏），使得结构简单、紧凑，燃烧条件变好，燃烧效率提高；烟气不采用后处理的条件下，在空燃比1.15时，也能达到NOx排放低于10mg/m3，甚至烟气中没有NOx。