[实用新型]深度空气分级燃烧锅炉及其气氛监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及深度空气分级燃烧技术领域，具体地涉及一种用于深度空气分级燃烧锅炉的炉膛贴壁气氛监测装置。此外，本实用新型还涉及一种设置该气氛监测装置的深度空气分级燃烧锅炉。

背景技术

目前，随着国家对环境保护的日益重视以及号称全球最严的大气污染物排放标准《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)的实施，国内燃煤锅炉电厂遭遇前所未有的改造压力，《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)中规定，除广西壮族自治区、重庆市、四川省和贵州省的火力发电锅炉外，其余省份的火力发电锅炉NOx排放量要求小于100mg/Nm³,而目前的NOx排放量大多在350mg/Nm³以上，因此排放前均需要进行脱NOx处理。目前多数电厂需安装烟气脱硝装置(SCR)或类似装置以保证达到上述排放量要求。通过该装置可满足排放标准。

然而，这类脱硝装置属于燃烧后烟气脱硝，其运行和维护费用非常高。因此，国内大量的锅炉采用燃烧过程中脱硝和燃烧后脱硝相结合的方式来降低运营成本，燃烧中脱硝基本都采用空气分级低NOx燃烧技术。此种改造技术采用的是主燃区低氧燃烧，主燃烧区上方设置主还原区，在主还原区上部安装燃尽区，其中主燃区和主还原区的过量空气系数均为0.8左右，而燃尽区的过量空气系数均为1.2左右。因此在主燃烧器区域的富燃料区以及主还原区附近均为富CO氛围，烟气中的S^2-极易与水冷壁面金属反应腐蚀水冷壁。炉膛贴壁区域的H₂S浓度成为表征水冷壁发生高温腐蚀风险的重要指标，当炉膛内的H₂S的含量超过500ppm时，炉膛内部水冷壁易发生高温腐蚀现象，造成水冷壁泄漏导致整个电厂停机。因此对于空气分级低NOx燃烧的燃煤锅炉，如何有效监控炉膛贴壁烟气中H₂S、CO、O₂含量，将会对炉膛的保护和预警起到至关重要的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了避免现有技术存在的空气分级低NOx燃烧工况下，炉膛内部水冷壁易发生高温腐蚀的风险，造成水冷壁泄漏导致整个电厂停机问题，提供深度空气分级燃烧锅炉及其气氛监测装置，通过在煤粉浓度集中的监测主燃区和/或强还原性氛围的主还原区设置烟气监测组件获得相应的监测区域的烟气成分的数据，起到监测/监控作用；同时可根据烟气监测组件所获得的数据对烟气成分进行分析，以修正深度空气分级燃烧锅炉内的燃烧状态以保证锅炉的安全稳定运行。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种用于深度空气分级燃烧锅炉的气氛监测装置，该气氛监测装置包括烟气监测组件，所述烟气监测组件包括烟气取样构件、烟气输送构件和烟气监测单元；所述烟气取样构件的进气口对应设置在所述深度空气分级燃烧锅炉的主燃区和/或主还原区，所述烟气输送构件能够将所述烟气取样构件采集的烟气样本输送至所述烟气监测单元。

优选地，所述深度空气分级燃烧锅炉包括水冷壁，该水冷壁包括由鳍片连接的多根水冷壁管，所述烟气取样构件穿过所述鳍片延伸。

优选地，所述鳍片上设置有通孔，所述烟气取样构件穿过该通孔延伸并在该通孔的两端焊接密封。

优选的，所述烟气取样构件的进气口与所述水冷壁管在所述深度空气分级燃烧锅炉的炉膛内的弧顶部相平齐，并且/或者，所述水冷壁外包覆有保温棉，所述烟气取样构件在所述炉膛外部的自由端与该保温棉的外侧面之间的距离为400mm～600mm。

优选地，所述烟气监测单元设置为检测H₂S、CO和O₂的含量。

优选地，所述烟气输送构件可拆卸地连接至所述烟气取样构件与所述烟气监测单元之间并设置有动力单元和烟气过滤器。

优选地，所述烟气取样构件包括至少两个均布在炉壁中心线的两侧的第一烟气取样构件和布置在所述炉壁中心线上的第二烟气取样构件，第一烟气取样构件和第二烟气取样构件位于炉膛主燃烧器区域和深度还原区，以保证测试结果的有效性。

优选地，所述第二烟气取样构件的进气口高度高于所述第一烟气取样构件的进气口高度。

本实用新型第二方面提供一种深度分级燃烧锅炉炉膛贴壁气氛监测取样构件布置方式，该深度分级燃烧锅炉具有主燃区和主还原区，所述主燃区和/或所述主还原区并设置有上述气氛监测装置及布置方式。

优选地，所述深度分级燃烧锅炉的主燃区和主还原区分别设置有至少两组所述气氛监测装置，且全部所述气氛监测装置沿炉壁中心线分布。