[发明专利]一种实现NOx

说明书

本发明属于燃烧装置领域，并具体公开了一种实现NO_x近零排放的无焰燃烧供暖锅炉系统，其中供气装置与无焰燃烧器连接；无焰燃烧器中的第一驻涡燃烧室和第二驻涡燃烧室关于保温炉膛中心轴线对称分布，用于进行有焰燃烧从而产生富燃料烟气，空气直喷喷管的出口与保温炉膛连接，用于向保温炉膛提供携带富燃料烟气的空气；富燃料烟气和空气在保温炉膛内进行无焰燃烧，产生的烟气进入烟气换热装置，通过热量传递的方式加热用于供暖的循环水。本发明设计了无切换的无焰燃烧器，因富燃料烟气的温度高于燃料着火点，故不需预热能够直接进行无焰燃烧，同时本发明将无焰燃烧应用到供暖锅炉中，能够保证保温炉膛的温度快速达到无焰燃烧的温度条件。

技术领域

本发明属于燃烧装置领域，更具体地，涉及一种实现NO_x近零排放的无焰燃烧供暖锅炉系统。

背景技术

日益严重的大气环境污染问题迫使全国各地均在实行更加严格的污染物排放标准，因此实现清洁燃烧技术在现阶段变得尤为重要。其中无焰燃烧技术利用高速射流，使得火焰锋面消失，能够降低炉内的整体温度，同时降低炉内的氧浓度，最终减少NO_x排放。因无焰燃烧能够同时实现较低的NO_x排放和较高的热效率，是一种具极大发展前景的清洁燃烧技术。

无焰燃烧已成功地应用到钢铁和冶金行业，但目前还没有成功地应用到供暖锅炉上，这主要是因为供暖锅炉炉壁上有密布的换热水管，造成炉膛壁面温度长期处于300℃～400℃，使得炉膛温度很难上升到典型气体燃料 (如天然气、煤气)的自燃点以上，无法达到无焰燃烧的实现条件。此外，无焰燃烧的实现存在一个从有焰燃烧切换至无焰燃烧的过程，但是以实际锅炉操作工对技术的熟悉程度及安全规范角度考虑，工程应用中应尽量避免人工切换工况的操作，以实现无焰燃烧技术应用的便捷性，提高技术应用适应性与安全性。

CN101285576B公开了一种低热值燃料高温空气燃烧系统，该系统可以使得低热值燃料充分燃烧，并且可回收高温空气，提高工业炉窑的热能利用效率，但是该系统切换过程复杂，不利于实际运用的推广。CN104990078B 公开了一种可快速实现无焰燃烧的燃烧器，这款燃烧器可以以额定功率进行操作，从而大幅提高预热炉膛的效率，减少预热时间，使得切换至无焰燃烧模式的过程中，安全性能得以提升，但是在有焰燃烧向无焰燃烧的切换过程中，由于有焰燃烧的停止，高速射流的喷入，仍然存在火焰熄火的危险，并且该专利并不是针对供热锅炉设计的。CN108506929A公开了一种燃油无焰燃烧装置及其系统设备，但从实际操作来讲，在达到燃油的无焰燃烧之前，仍需要通过外热源对炉膛加热，使炉膛温度达到燃油的着火点以上，在这过程中就仍可能存在切换过程造成的熄火以及燃烧不稳定等问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种实现NO_x近零排放的无焰燃烧供暖锅炉系统，其中结合供暖锅炉自身的特征以及无焰燃烧的燃烧条件，相应设计了供气装置、无焰燃烧器、保温炉膛和烟气换热装置，并对其关键组件如无焰燃烧器和保温炉膛的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可有效解决无焰燃烧工况切换可能存在的熄火问题，同时还具备提高能量利用效率的作用，因而尤其适用于供暖锅炉的应用场合。

为实现上述目的，本发明提出了一种实现NO_x近零排放的无焰燃烧供暖锅炉系统，包括供气装置、无焰燃烧器、保温炉膛和烟气换热装置，其中：

所述供气装置与所述无焰燃烧器连接，用于向所述无焰燃烧器提供燃料和空气；