[实用新型]一种燃料空气烟气三分级低氮燃烧的层燃锅炉及其系统

说明书

本实用新型一种燃料空气烟气三分级低氮燃烧的层燃锅炉及其系统，所述的锅炉包括前拱和与之对应的后拱，前拱和后拱从下到上依次形成的炉膛、喉口和燃烧室，以及炉膛下方的传送带，能确保挥发分的完全燃尽；所述的系统中，除挥发分风仓之外的其他风仓送入的一次风中掺混来自排烟引风机出口的部分再循环烟气和蒸汽发生器产生的一定量的水蒸气，再循环烟气可降低通入炉排的一次风的含氧量，水蒸气在炉排上和炽热的焦炭发生水煤气反应生成CO和H₂，将部分气固反应转化成气相反应，另一方面CO可以增大煤层上方的还原层厚度，有效还原煤层燃烧生成的NO_x；在不增设大型辅机设备的条件下，能主动降低NO_x的生成，实现节能和减排的双重目标。

技术领域

本实用新型涉及层燃锅炉控制氮氧化物排放技术领域，具体为一种燃料空气烟气三分级低氮燃烧的层燃锅炉及其系统。

背景技术

我国燃煤工业锅炉保有量约为40万台，每年消耗标准煤达4亿吨标准煤以上，占全国年燃煤消耗总量的20％。截至2016年底，我国北方地区城乡建筑取暖总面积约206亿平方米，其中，燃煤是我国北方取暖用能的主要方式，我国北方燃煤取暖面积约占总取暖面积的83％，天然气、电能、地热能、生物质能、太阳能、工业余热等合计约占17％。燃煤工业锅炉的能源消耗和污染物排放总量巨大，是造成空气质量恶化和雾霾天气频发的主要污染源之一。为了加快转变经济发展方式，大力推进社会主义生态文明建设，“十二五”期间，国家出台了有关控制燃煤锅炉大气污染物排放的最新标准，部分省市和地区还结合自身情况制订了地方性法律法规，对燃煤锅炉氮氧化物的排放水平作出了更加严格的限制。在环保标准日趋严格的今天，对高能耗，高污染，高排放的燃煤工业锅炉进行脱硝改造已经迫在眉睫。在我国的燃煤工业锅炉中，层燃链条锅炉占到了总数的60％以上。因此，发展层燃链条锅炉的NO_x减排技术对减轻大气污染，改善空气质量尤为重要。

近年来，我国科研人员已经开展了层燃炉的低氮燃烧改造技术的相关研究，取得了很多成果，但现有技术仍然停留在一次风、二次风分级燃烧和烟气再循环组合技术降低氮氧化物的初级水平上，其方法一般是把再循环烟气全部作为一次风送入鼓风机或炉排风仓下，这样就无法依靠再循环烟气调整燃烧的还原区，而将前、后炉拱二次风布置在前、后炉拱的喉口又缩小了炉膛烟气的还原区，同时二次风还会强化燃烧从而增加NO_x的原始生成，因此这种技术仅能将层燃炉的原始NO_x排放从400mg/m³降低到200mg/m³左右，剩余的NO_x仍需要采用SNCR或SCR才能降低到50mg/m³以下。传统的炉拱结构虽可有效提高锅炉的燃烧效率，但它过于强调新煤引燃与强化燃烧的重要性，而忽视了从源头上抑制燃烧过程中NO_x的产生。若采用炉内SCR/SNCR等烟气脱硝处理技术又存在脱除效率不理想，存在二次污染风险、运行成本高昂等一系列问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种燃料空气烟气三分级低氮燃烧的层燃锅炉及其系统，在不增设大型辅机设备的条件下，通过分割炉膛对燃料进行分级燃烧，能够主动降低NO_x的生成，实现节能和减排的双重目标。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种燃料空气烟气三分级低氮燃烧的层燃锅炉，包括前拱和与之对应的后拱，前拱和后拱从下到上依次形成的炉膛、喉口和燃烧室，以及炉膛下方的传送带；

所述的炉膛内设置有将其一分为二的分割耐火墙，分割耐火墙与前拱形成预燃室作为挥发分热解燃烧区，分割耐火墙与后拱形成焦炭燃烧区；分割耐火墙下端与传送带上的煤层之间形成缝隙，用于透过炉膛内焦炭燃烧区中的烟气和辐射热，使得预燃室中的挥发分燃烧且焦炭不发生燃烧；

所述预燃室的上部设有位于分割耐火墙的前拱再循环烟气引射器，前拱再循环烟气引射器用于将预燃室中的上行烟气和未燃尽挥发分是引射至喉口；