[发明专利]一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法及系统

权利要求书

1.一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法，其特征在于，将参与循环的烟气按预设比例分为三路，分别通过一次风管道、二次风管道以及三次风管道将其携带的预设质量的燃料通入炉膛内进行燃烧，其中，所述一次风管道、二次风管道的出气口位于炉膛的主燃区，所述三次风管道的出气口位于炉膛的再燃区，参与循环的烟气为产生的总烟气的0.71～0.75，通过一次风管道的循环的烟气和纯氧混合形成一次风，通过二次风管道的循环的烟气和纯氧混合形成二次风，通过三次风管道的循环烟气和纯氧混合形成三次风或所述三次风中不注入氧气，通过分别控制一次风、二次风以及三次风中氧气的注入量以及质量流量，以控制主燃区和再燃区的过氧系数范围和流动特性，实现炉膛内的燃料分级富氧燃烧模式、燃料-氧双向分级富氧燃烧模式以及无焰富氧燃烧模式，其中，燃料分级富氧燃烧模式下主燃区的过氧系数范围为1.22～1.34，所述一次风的质量流率范围为0.18～0.20，二次风的质量流率范围为0.62～0.66，三次风的质量流率范围为0.16～0.18；燃料-氧双向分级富氧燃烧模式下主燃区的过氧系数范围为0.9～1.1，所述一次风的质量流率范围为0.17～0.20，二次风的质量流率范围为0.54～0.62，三次风的质量流率范围为0.19～0.25；无焰富氧燃烧模式下，再燃区纯氧的注入速度为70m/s～100m/s，所述一次风的质量流率范围为0.19～0.20，二次风的质量流率范围为0.56～0.57，三次风的质量流率范围为0.23～0.24。

2.根据权利要求1所述的一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法，其特征在于，在燃料分级富氧燃烧模式下，所述一次风中参与循环的烟气为总循环烟气的0.17～0.20，所述二次风中参与循环的烟气为总循环烟气的0.62～0.66，剩余的循环烟气均通入三次风管道；所述主燃区与再燃区的燃料质量流量的比例为9:1。

3.根据权利要求2所述的一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法，其特征在于，所述一次风在注入氧气后，一次风管道中氧气占循环烟气与氧气体积之和的21％，一次风携带燃料进入炉膛；在所述二次风注入氧气后，二次风管道中氧气占循环烟气与氧气体积之和的30％～36％，同时，取部分注入氧气后的二次风作为主燃区的中心冷却风通入炉膛中，以保护炉膛中的燃烧器。

4.根据权利要求1所述的一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法，其特征在于，在无焰燃烧模式下，其中，注入的纯氧为Ar和O₂的混合气体，O₂所占的体积分数不小于95％；主燃区过氧系数范围为0.9～1.0。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法，其特征在于，所述燃料经筛分后，筛分出的粒径为70μm～81μm的燃料在所述主燃区进行燃烧，筛分出的粒径小于10μm的燃料在所述再燃区进行燃烧，其中，主燃区的燃料占总燃料的90％。

6.一种实现权利要求1-5任一项无焰分级富氧低NOx燃烧方法的系统，其特征在于，包括锅炉(29)、烟气预处理模块、烟囱(6)、一次风管道、二次风管道以及三次风管道，其中，

所述锅炉(29)、烟气预处理模块和烟囱(6)依次连接，所述锅炉(29)出来的总烟气经烟气预处理模块预处理后分为两路，一路经烟囱(6)排出，另一路参与循环，参与循环的烟气为总烟气的0.71～0.75；

所述一次风管道、二次风管道的出气口位于炉膛的主燃区，所述三次风管道的出气口位于炉膛的再燃区，参与循环的烟气分为三路，第一路烟气通过一次风管道和注入的氧气形成一次风，第二路烟气通过二次风管道和注入的氧气形成二次风，第三路烟气通过三次风管道和注入的氧气形成三次风或所述三次风中不注入氧气，通过分别控制一次风、二次风以及三次风中氧气的注入量以及动量，以控制主燃区和再燃区的过氧系数范围和流动特性，实现炉膛内的燃料分级富氧燃烧模式、燃料-氧双向分级富氧燃烧模式以及无焰富氧燃烧模式。