[实用新型]一种水煤浆低氮燃烧注汽锅炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水煤浆低氮燃烧注汽锅炉。

背景技术

我国新疆油田稠油开采采用常规燃气注汽锅炉，随着天然气用量受限及价格上调两大不利因素的影响，将现有常规燃气注汽锅炉再制造升级为水煤浆过热油田注汽锅炉是以煤代气实现燃料转型的选择之一。我国煤炭储量丰富，煤种齐全，发展和应用水煤浆技术符合国家以煤代油能源政策，是推广洁净煤技术的一项重要内容。水煤浆作为一种石油燃料的替代品具有价格便宜、低污染、技术成熟等优点，但是相比于燃气锅炉，水煤浆注汽锅炉在燃烧过程中产生的NOx排放及灰渣污染问题急需引起重视。由于水煤浆注汽锅炉是由燃气注汽锅炉改造而成，其自身结构的缺陷，导致水煤浆注汽锅炉NOx排放普遍较高。

水煤浆因含有30％～35％的水份而着火困难，高速喷雾又使炉膛着火推迟。水煤浆水份蒸发着火后燃烬过程又与煤粉相近，但由于水份的存在，使理论燃烧温度下降。与天然气相比，水煤浆燃烧会产生大量的NOx排放及灰渣污染。水煤浆燃烧过程中产生的NOx主要是燃料型NOx，维持低氧燃烧环境可以有效抑制燃料型NOx的生成，但如果氧量供应不足，将影响燃烧效率，造成能源浪费。这些特点要求对水煤浆在注汽锅炉中的燃烧结构、布置、燃烧方式及稳燃特性等进行专门设计。

实用新型内容

本实用新型提供一种水煤浆低氮燃烧注汽锅炉，目的是克服现有技术中的不足，降低水煤浆燃烧过程中的NOx排放。

一种水煤浆低氮燃烧注汽锅炉，其特征在于：锅炉本体上部为炉体周围不安装水冷壁而安装绝热层的绝热区，锅炉本体下部为炉体周围安装水冷壁的受热区；锅炉的炉膛顶部安装燃烧器，燃烧器中心为水煤浆喷口的水煤浆枪，点火器和点火用天然气枪安装在水煤浆枪旁边，水煤浆枪的外围安装一次风喷口，一次风喷口外安装二次风喷口；炉膛从上至下分为着火预燃区、稳燃区和燃尽区；稳燃区安装有稳燃区二次风喷口，燃尽区安装有SOFA风喷口；燃尽区下方连接渣斗，燃尽区侧方连接烟气出口。

所述一次风喷口、二次风喷口、稳燃区二次风喷口、SOFA风喷口分别设置用于控制风的流量的风门或风量调节装置。

所述SOFA风喷口设置摆动机构，摆动机构可使SOFA风喷口上下、左右摆动，上下摆动调节范围±30°，左右方向摆动调节范围±15°。

所述SOFA风喷口具有两个，两个SOFA风喷口对冲布置安装。

本实用新型的有益效果在于：

(1)在注汽锅炉中燃用水煤浆时，通过燃烧器的结构设计和布置，以及燃烧过程中进行合理配风和低氮燃烧方式，有效控制燃烧过程中的氧量，实现NOx排放的控制。

(2)对于现有注汽锅炉，只需对现有锅炉和燃烧器进行局部改造，无需对锅炉本体进行大的改动。

(3)低氮燃烧方式通过燃烧过程中温度和氧量的控制来抑制燃料型NOx的生成，无需任何脱硝药剂和催化剂，无需任何额外投入。

附图说明

图1是本实用新型采用低氮燃烧方式的水煤浆注汽锅炉结构示意图。

图中标号：1：水煤浆喷口；2：一次风喷口；3：二次风喷口；4：绝热区；5：水冷壁管；6：稳燃区二次风喷口；7：SOFA风喷口；8：渣斗；9：着火预燃区；10：稳燃区；11：燃尽区；12：烟气出口。

具体实施方式

下面结合附图1，对本实用新型的具体实施方式加以阐述。

水煤浆注汽锅炉低氮燃烧方式，包括燃水煤浆低氮燃烧器、适度低氧燃烧技术、空气分级配风技术等。

水煤浆的着火和稳燃需要一定的绝热区域以提高区域内的环境温度，改造后的水煤浆注汽锅炉上半部分为安装绝热层4的绝热区，不布置水冷壁，有利于水煤浆的着火，下半部分为炉体周围安装水冷壁管5的受热区。炉膛从上至下依次分为着火预燃区9、稳燃区10和燃尽区11，确保了水煤浆的点火、稳燃和低氮燃烧。各风门配备电动执行机构以便于风门开度的调节。其中，着火预燃区9的风量、稳燃区10的风量以及燃尽区11的风量分别占总风量的40％、40％和20％。燃烧产生的烟气自炉膛底部侧面的烟气出口12排出，灰渣自炉膛底部的排渣口排出至渣斗8。