CN102313281A - 一种降低燃煤锅炉三次风燃烧生成的氮氧化物的方法 - Google Patents

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刘茂省
杨雪峰
刘建忠
谢斌飞
周志军
杨卫娟
王智化
岑可法
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Abstract

本发明涉及煤炭燃烧技术，旨在提供一种降低燃煤锅炉三次风燃烧生成的氮氧化物的方法。是在燃煤锅炉燃烧器的三次风喷口前端装设浓淡分离装置，将含有细煤粉的三次风进行分离。经过浓淡分离装置后，三次风被分为浓淡的2股，一股为富含煤粉流，另一股为稀煤粉流，中间由隔板隔开。富含煤粉流在其燃烧区域形成局部欠氧燃烧，降低三次风燃烧生成的氮氧化物。另一股稀煤粉流燃烧温度较低，NOx生成同样得到抑制。本发明不需要改造锅炉制粉***和三次风风道；基本不增加三次风***阻力；设备简单，对锅炉燃烧设备改动小；投资少，运行和维护费用低；可降低三次风的氮氧化物生成量。

Description

一种降低燃煤锅炉三次风燃烧生成的氮氧化物的方法
技术领域
本发明涉及煤炭燃烧技术，特别是一种降低燃煤锅炉三次风燃烧生成的氮氧化物的方法。
背景技术
目前我国燃煤电厂中间仓储式煤粉锅炉比较多，这种锅炉一般将“乏气”(由锅炉制粉***的细粉分离器出来的含有约10％～20％的煤粉气流)作为三次风由三次风喷口送入锅炉中燃烧。为响应国家环保政策《火电厂大气污染物排放标准》和《锅炉大气污染物排放标准》要求，这类锅炉一般需要进行脱硝改造，其中《火电厂氮氧化物防治技术政策》推荐的首选技术为低氮燃烧技术。目前，主流的低氮燃烧技术包括空气分级燃烧、煤粉再燃等技术，极少涉及到三次风的改造。而根据某项目的工程经验，对于设有三次风的燃烧***，经过主流的低氮燃烧技术对燃烧器进行改造以后脱硝效果约为50％，可以将氮氧化物(NOx)的排放从初始排放的650mg/Nm3～950mg/Nm3降至350mg/Nm3左右。在停磨的工况下，即无三次风进入炉膛的情况，则可以降至200mg/Nm3以下，可见三次风的存在大大加大了NOx的生成量，设法控制三次风燃烧生产的NOx将进一步降低NOx生成。
针对三次风进行改造以降低NOx排放的方法和装置，目前主要有3种。
池作和等提出了《利用三次风浓缩再燃降低NOx排放装置》(申请号：02216516.9，参见图1)和《利用三次风中细煤粉收集再燃降低NOx排放方法及***》(申请号：200410052977.4，参见图2)，这两种技术均是采用某种方法浓缩三次风，将浓缩的三次风粉作为再燃燃料，通过再燃的方案降低NOx生成，是一种再燃降低NOx生成的方法。其三次风浓缩装置结构复杂，维护成本高，占用空间大。
吕俊复等提出了《仓储式煤粉锅炉制粉***送粉乏气的分离装置》(申请号：200410009997.3，参见图3)，该发明在三次风道的排粉风机后将三次风分离成浓淡两股，浓相并入一次风管，稀相并入二次风管，从而解决三次风投入导致燃烧效率低的问题，同时有一定NOx控制效果，该技术***复杂，不适合现有机组的改造；而且该技术将三次风与一次风和二次风混合，在磨煤机投运时有一次风和二次风倒灌入制粉***的风险。
以上三种方法，结构相对复杂，投资成本高，由于新增阻力设备或增加了气流流动阻力，所以也增加了运行和维护费用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足和缺陷，提出一种简单可行、结构简单、投资成本低、运行费用低、可实现降低燃煤锅炉三次风燃烧生成的氮氧化物的方法。
为解决技术问题，本发明的解决方案如下：
提供一种降低燃煤锅炉三次风燃烧生成的氮氧化物的方法。在燃煤锅炉燃烧器的三次风喷口(1)前端装设浓淡分离装置(2)，将含有细煤粉的三次风进行分离；经过浓淡分离装置后，三次风被分为浓淡的2股，一股为富含煤粉流(3)，另一股为稀煤粉流(4)，中间由隔板(5)隔开；富含煤粉流在其燃烧区域(6)形成局部欠氧燃烧，降低三次风燃烧生成的氮氧化物；另一股稀煤粉流(4)燃烧温度较低，NOx生成同样得到抑制。
浓淡分离装置是煤炭燃烧技术中常见的一种设备，通常用于一次风稳燃。但是，本发明创造性地将其用于三次风的分流，并在完成分流之后以风道中加装的隔板，使三次风在进入三次风喷口时仍保持分流状态。经浓淡分离装置分离后的三次风进行分离，分为浓淡的2股，一股为富含煤粉流(3)，另一股为稀煤粉流(4)；其中，富含煤粉流(3)中的细煤粉含量一般占80％～90％，稀煤粉流(4)中的细煤粉含量一般占10％～20％。该比例关系随浓淡分离装置选型不同而有所变化。
富含煤粉流在其燃烧区域(6)，由于煤粉多，空气少，形成了局部欠氧燃烧，可大幅降低三次风燃烧生成的氮氧化物。而同时，稀煤粉流，由于燃料较少，相对的燃烧温度较低，NOx生成同样得到抑制。
在本发明提出之前，对三次风的处理主要着眼于再燃技术，在浓缩基础上改变其燃烧位置。从没有能够在调整燃烧成分以改变局部的燃烧环境上进行过探讨。因此，相对于现有技术，本发明并不只是仅仅增加了一两个小部件；更重要的是，本发明提出了一种全新的技术理念。
本发明的有益效果在于：
本发明不需要改造锅炉制粉***和三次风风道；基本不增加三次风***阻力；设备简单，对锅炉燃烧设备改动小；投资少，运行和维护费用低；可降低三次风的氮氧化物生成量。基于上述技术效果，相对于现有技术而言，本发明的综合效益是非常可观的。
附图说明
图1、2、3分别为现有技术中的结构示意图。
图4为本发明提供的一种降低燃煤锅炉三次风燃烧生成的氮氧化物的方法示意图。
图中附图标记：1三次风喷口；2浓淡分离装置；3富含煤粉流；4稀煤粉流；5隔板；6三次风燃烧区域。
具体实施方式
下面结合附图4，对本发明的具体实施方式加以阐述。
本发明中，用于降低燃煤锅炉三次风燃烧生成的氮氧化物方法的***，包括燃煤锅炉及安装于其上的三次风风道。在三次风喷口1前的三次风风道上装有浓淡分离装置2，在浓淡分离装置2之后的风道中加装有隔板5。
对于浓淡分离装置2本发明不作限定，可以是简易撞击式、连续可调式、或者百叶窗式等。此外浓淡分离装置2的分离位置也不作限定，可以是水平浓淡，也可以是垂直浓淡。
在通过浓淡分离装置2后，由于重力作用和惯性作用，三次风中的含煤粉气流浓度分布不再均匀，发生了分离。含有细煤粉的三次风被分离为两股：分别为富含煤粉流3与稀煤粉流4，并由隔板5保持分流的状态，从三次风喷口1进入锅炉燃烧。
富含煤粉流3进入炉膛后在三次风燃烧区域6燃烧，由于该区域形成局部欠氧燃烧，所以可以大大降低三次风燃烧生成的氮氧化物。另一股稀煤粉流4因燃烧温度较低，NOx生成同样得到抑制。

Claims (1)

1.一种降低燃煤锅炉三次风燃烧生成的氮氧化物的方法，其特征在于：保持锅炉制粉***和三次风风道及三次风喷口位置不变，仅在三次风喷口(1)前端装设浓淡分离装置(2)，将含有细煤粉的三次风进行分离，分为浓淡的2股，一股为富含煤粉流(3)，另一股为稀煤粉流(4)；在富含煤粉流的燃烧区域形成局部欠氧燃烧，降低三次风燃烧生成的氮氧化物。
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