[发明专利]超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧系统、方法及应用

权利要求书

1.一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧系统，其特征在于，包括：煤气化装置(2)、一次风管道(3)、一次风喷口(4)、二次风管道(5)、二次风喷口(6)、一级燃尽风喷口(7)和二级燃尽风喷口(8)；

其中，所述一次风喷口(4)、二次风喷口(6)、一级燃尽风喷口(7)和二级燃尽风喷口(8)依次分层间隔布置于锅炉炉膛(1)的水冷壁上；

所述一次风管道(3)与一次风喷口(4)连通；

所述二次风管道(5)与所述二次风喷口(6)、一级燃尽风喷口(7)和二级燃尽风喷口(8)连接；

所述炉膛(1)形成煤粉着火气化区(Ⅰ)，所述一次风喷口(4)与二次风喷口(6)之间形成主要燃烧还原区(Ⅱ)，所述二次风喷口(6)与所述一级燃尽风喷口(7)之间形成还原延展区(Ⅲ)，所述一级燃尽风喷口(7)与二级燃尽风喷口(8)之间形成一级燃尽区(Ⅳ)，所述二级燃尽风喷口(8)与炉膛(1)出口之间的区域形成二级燃尽区(V)；

所述煤气化装置(2)设于所述一次风管道(3)的末端和所述一次风喷口(4)之间；

所述一次风喷口(4)用于向所述炉膛(1)内喷射一次风粉，所述二次风喷口(6)用于向所述炉膛(1)内喷射二次风，所述一级燃尽风喷口(7)用于向所述炉膛(1)内喷射一次燃尽风，所述二级燃尽风喷口(8)用于向所述炉膛(1)内喷射二次燃尽风，从而实现煤粉的超低NOx排放燃烧。

2.根据权利要求1所述的一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧系统，其特征在于，所述一次风喷口(4)进入炉膛(1)的煤粉气流为小切圆布置，所述二次风喷口(6)进入炉膛(1)的二次风气流为大切圆布置。

3.一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧方法，其特征在于，采用如权利要求1或2任一项所述的超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧系统，具体包括如下步骤：

(1)煤粉气流进入煤粉气化装置后，在煤粉着火气化区域(Ⅰ)经历着火、燃烧和气化后，大量生成以CO为主的可燃气体；

(2)步骤(1)中煤粉气流进入主要燃烧还原区域(Ⅱ)经历深度缺氧燃烧，形成大量还原性气体，抑制NOx生成；

(3)步骤(2)中的煤粉气流进入还原延展区(Ⅲ)，NOx被进一步还原；

(4)步骤(3)中的煤粉气流进入一级燃尽区(Ⅳ)，从一级燃尽风喷口送入部分燃尽风，煤粉在欠氧条件下继续燃烧，仍产生还原性气氛，难于生成NOx；

(5)步骤(4)中的煤粉气流进入二级燃尽区(V)，再由二级燃尽风喷口送入剩余燃尽风，烟气温度已在1100℃以下，热力型NOx难以形成，同时煤粉燃烧生成的燃料型NOx极少，符合电站锅炉NOx的普通排放标准。

4.根据权利要求3所述的一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧方法，其特征在于，所述煤粉着火气化区(Ⅰ)的过剩空气系数为0.2～0.4。

5.根据权利要求3所述的一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧方法，其特征在于，所述主要燃烧还原区(Ⅱ)的过剩空气系数为0.6～0.7。

6.根据权利要求3所述的一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧方法，其特征在于，所述一级燃尽区(Ⅳ)的过剩空气系数为0.8～0.9。

7.根据权利要求3所述的一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧方法，其特征在于，所述二级燃尽区(V)的过剩空气系数为1.1～1.25。

8.根据权利要求3所述的一种超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧方法，其特征在于，步骤(2)中所述还原性气体为CO、H₂或CnHm中的一种或多种。

9.一种如权利要求1或2所述的超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧系统或如权利要求3-8中任一项所述的超低NOx排放的煤粉锅炉燃烧方法的应用，其特征在于，适用于四角切圆燃烧煤粉锅炉、前后墙对冲式燃烧煤粉锅炉或W型火焰燃烧煤粉锅炉。