[发明专利]减少锅炉炉膛出口氮氧化物含量的布风方法以及用于煤粉燃烧的锅炉

说明书

本发明涉及锅炉低氮燃烧技术领域，公开了一种减少锅炉炉膛出口氮氧化物含量的布风方法，该布风方法通过燃尽风的引入在炉膛的还原区形成涡流，该涡流能将部分已进入到燃尽区的烟气再次卷吸回流到还原区。在还原区形成了涡流，涡流的循环流动能将部分燃尽区的烟气再次卷吸回流到还原区，从而形成炉内局部烟气循环，由于还原区是富燃料烟气，其仍然具有很强的还原性，因此烟气中的氮氧化物将会被再次还原，可强化空气分级作用，进一步降低炉膛出口氮氧化物的含量。

技术领域

本发明涉及锅炉低氮燃烧技术领域，尤其涉及锅炉的布风方法。

背景技术

随着经济的发展，对于能源构成以煤炭为主的国家，煤炭的消耗量也不断加大，因此由煤炭燃烧所造成的大气污染也日趋严重，氮氧化物(NOx)污染乃大气环境的主要污染物之一。为了降低燃烧中产生的NOx、实现清洁燃烧，现有技术中采用了低氮燃烧技术来控制燃烧过程中NOx的生成。低氮燃烧技术是通过降低燃烧反应温度，减少过量空气系数，缩短烟气在高温区的停留时间等手段达到控制NOx的目的。由于低氮燃烧技术工艺成熟，投资及运行费用相对较低，已经得到了广泛的应用。

空气分级燃烧技术是目前使用最为普遍的低氮燃烧技术，其基本原理是将燃料的燃烧过程分阶段完成。在主燃烧器区域供入少于理论空气量的空气，燃料在富燃料条件下燃烧，燃烧区温度水平降低，同时形成还原气氛降低氮氧化物的生成。在主燃烧器上方布置燃尽风喷口，燃尽风的引入可以提供足够的氧气，以燃尽来自还原区的未燃尽碳，保证燃烧效率，减小飞灰含碳量，而传统燃尽风的引入会导致还原区被迅速破坏，被还原的氮氧化物在后期燃尽区域会因未燃尽碳等燃烧再次生成。如果燃尽风设计和布置不合理，甚至会导致飞灰含碳量偏大，燃尽区水冷壁结渣，出口烟温偏差增大，同时还可能降低空气分级减排氮氧化物的作用。

发明内容

本发明的目的旨在解决传统方式燃尽风的引入导致燃尽区域后期氮氧化物再次大幅度升高的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：减少锅炉炉膛出口氮氧化物含量的布风方法，该布风方法通过燃尽风的引入在炉膛的还原区形成涡流，该涡流能将部分已进入到燃尽区的烟气再次卷吸回流到还原区。

进一步的，所述的涡流由炉膛壁上上下相邻的两层燃尽风燃烧器对向错层喷入的燃尽风形成。

上述布风方法的有益效果是：由于燃尽风的引入合理，在还原区形成了涡流，涡流的循环流动能将部分燃尽区的烟气再次卷吸回流到还原区，从而形成炉内局部烟气循环，由于还原区是富燃料烟气，其仍然具有很强的还原性，因此烟气中的氮氧化物将会被再次还原，可强化空气分级作用，进一步降低炉膛出口氮氧化物的含量，与背景技术所述的传统燃尽风布置方式相比，可视为一种主动降低氮氧化物含量的布风方式，且烟气的回流能够夹带未燃颗粒，延长颗粒停留时间，可以在降低氮氧化物含量的同时降低炉膛出口CO浓度和飞灰含碳量。

基于上述技术方案，本发明还具体提供了一种减少锅炉炉膛出口氮氧化物含量的布风方法，该锅炉主燃区的炉膛前后墙对冲布置有至少一层煤粉燃烧器，所述煤粉燃烧器之上的炉膛前后墙通过燃尽风燃烧器对向错层引入有燃尽风，该燃尽风包括由位于最下方的第一层燃尽风燃烧器引入的第一层燃尽风和由紧邻于第一层燃尽风燃烧器之上的第二层燃尽风燃烧器引入的第二层燃尽风；

其中，第一层燃尽风由炉膛的前墙或者后墙引入，第二层燃尽风由与第一层燃尽风引入侧相对的一侧引入；

第一层燃尽风喷入炉膛的速度为V1，第二层燃尽风喷入炉膛的内速度为V2，且V1＜V2；

紧邻于第一层燃尽风燃烧器之下的最顶层的煤粉燃烧器仅由与第一层燃尽风引入侧同侧的方向向炉膛喷入燃烧用风。