[发明专利]低氮低硫低尘大容量层燃锅炉及燃烧方法

说明书

技术领域

本发明属于燃烧锅炉技术领域，涉及一种大型燃煤锅炉制造技术的改进。

背景技术

目前，国内外的大容量机烧层燃锅炉普遍采用传统的前后拱结构模式。锅炉煤种适应能力较差,着火延迟现象时有发生,燃烧状况不够理想,炉渣含碳量较高,锅炉燃烧效率较低。炉内消烟除尘效果差,对流受热面常积粘结灰且很难清除，氮氧化物的生成和排放无法得到有效控制，炉内喷钙固硫也因传统层燃锅炉没有适合喷钙固硫的空间和温度条件而未能取得成功,致使我国燃煤工业锅炉能耗高，成了大气环境的主要污染源之一。

为了控制层燃锅炉大气污染物排放，曾有“燃烧中控制大气污染物排放的高效燃烧层燃炉”(ZL2010 2 0194452.5)实用新型专利，其基本构思具有开创性，适用于中小容量(＜40t/h)层燃锅炉的技术开发,但其涉及的炉拱结构特征的工艺性和配风技术的有效性,与大容量机烧层燃锅炉不能匹配，且没有涉及炉内喷钙固硫的原理和方法。

发明内容

本发明的目的是：提供一种低氮低硫低尘大容量层燃锅炉及燃烧方法，它从根本上克服了传统的前后拱结构模式层燃炉的诸多弊端和炉拱结构特征和配风技术的局限性，实现燃煤的移动床气化和燃料分级、空气分级燃烧、低过剩空气系数运行,有效降低炉渣含碳量，强化炉内消烟降尘效果，消除对流受热面粘结灰的可能性，并在炉内喷钙固硫。并且实现高效燃烧、全面改善层燃锅炉的综合技术性能,达到烟尘、二氧化硫、氮氧化物超低浓度排放、高效节能清洁燃烧的综合技术效果。

本发明的技术方案是：

本发明的结构是：在大容量型层燃锅炉(链条炉或往复炉)移动火床头部构筑回焰式高温旋风燃烧区A，高温旋风燃烧区A的直立炉拱,将移动火床和锅炉燃烧室分隔为移动火床头部的旋风燃烧区A,后部的主燃区B、燃尽区C。旋风燃烧区A的双侧炉墙上有圆形出口通往双侧燃尽室，主燃区B和燃尽区C则经直立炉拱的上沿与导流拱之间、导流拱与锅炉前墙之间分别形成的两个切向通道通往旋风燃烧区A。在旋风燃烧区A、主燃区B和燃尽区C范围的移动火床内设有数个炉排送风室，在旋风燃烧区A的圆形出口中心线的燃尽室外侧墙上设置二次风旋流器及碳酸钙粉喷口。在锅炉后拱水平段的后端紧靠后墙处设有数个烟气短路调节阀门。

本发明的燃烧方法是：燃料煤(原煤、固硫工业型煤)从炉前煤斗经煤斗闸门进入炉内后，在高温旋风燃烧区A内1000～1300℃的温度条件下被快速加热升温，移动火床上的煤层在高温旋风燃烧区(即A区)移动火床内的风室不供风或供微风的高温、低氧、富燃料的还原气氛中快速气化和干熘、煤层内和煤层表面附近形成强还原气氛,燃料在该区段可停留8-12分钟,燃料中氮氧化物有足够的时间完成热解过程,在还原性气氛中热解产生的挥发份氮直接还原成分子氮,还原气氛有效地抑制了燃料型NOx的生成，气化产物(自制二级气体燃料)一旦离开煤层就被卷入旋转气流中，并将来自主燃烧区B的已生成的NOx部分还原成分子氮。已着火的焦化煤层进入主燃烧区B后，继续气化和燃烧，气化产生的可燃气体和高温燃烧产物，切向进入旋风燃烧区后完全燃烧,为燃料的加热升温、气化和干熘及氮氧化物热解提供热源。高温旋转气流从旋风燃烧区进入双侧燃尽室。高温旋风燃烧区(即A区)移动火床内的风室不供风，极大的降低了烟气中飞灰浓度。在双侧燃尽室的1000～800℃最适合炉内固硫的的部位和温度条件下喷钙固硫，覆盖燃尽区C的后拱水平段(或水冷炉墙后拱后水平段)末端的烟气短路调节闸门适度开启。

本发明的有益效果是：

以独特的锅炉燃烧室炉拱结构和科学的配风技术相结合，超越传统模式重新组织锅炉燃烧过程，实现了燃料的移动床气化和燃料分级、空气分级燃烧，低过剩空气系数运行,有效地控制了氮氧化物的生成和排放,实现了燃料的对流与辐射引燃的叠加效果,锅炉煤种适应能力强，炉渣含碳量低，强化了炉内烟气混合作用、炉内消烟除尘效果好,消除了对流受热面粘结灰的可能，并在最适合炉内固硫的最佳温度条件下喷钙固硫，达到了烟尘、二氧化硫、氮氧化物超低浓度排放、高效节能清洁燃烧的综合技术效果。

附图说明：

图1是本发明用于大容量层燃锅炉炉膛结构剖视图；

图2是本发明用于大容量层燃锅炉A-A侧剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述：

实施例1