CN211739067U

CN211739067U - 一种瓦斯气低氮燃烧***

Info

Publication number: CN211739067U
Application number: CN201922033648.XU
Authority: CN
Inventors: 杨占春; 王高月; 高峰; 侯建昆; 宋少鹏
Original assignee: Beijing Longtao Environment Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Longtao Environment Technology Co ltd
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2020-10-23
Anticipated expiration: 2029-11-22

Abstract

本实用新型涉及一种瓦斯气低氮燃烧***，其包括瓦斯气调节阀、空气调节阀、烟气调节阀、锅炉、烟气在线监测仪器和燃烧控制模块。本实用新型采用烟气在线监测仪器对烟气中NOx、CO和O₂浓度进行实时监测，并将信号传递给燃烧控制模块，燃烧控制模块对浓度信号反馈，通过控制调节阀的开度实现全负荷达标。

Description

一种瓦斯气低氮燃烧***

技术领域

本实用新型涉及燃烧***，具体来说，本实用新型涉及一种瓦斯气低氮燃烧***。

背景技术

《北京市打赢蓝天保卫战三年行动计划》提出，到2020年，北京市环境空气质量改善目标在“十三五”规划目标基础上进一步提高，氮氧化物、挥发性有机物比2015年减排30％以上；重污染天数比率比2015年下降25％以上。为了实现以上目标，北京及全国各地均筹备锅炉低氮改造，要求已有锅炉进行低氮改造和新建锅炉采用低氮燃烧技术，确保氮氧化物排放在 30mg/m³以下。

中国专利申请CN107883374A公开了一种天然气锅炉低氮燃烧***及工艺，其采用的技术方案是：从天然气锅炉的出口后到烟囟前的排烟风道上开口取部分烟气，经循环风机加压后送入助燃风道内，经烟气混合装置实现与助燃风的均匀混合，再一起经燃烧器喷嘴送入炉内。由于烟气的氧含量低于空气，混入再烟气后的混合助燃气体氧含量亦有降低，实现在不减小助燃风量和不改变炉内气体流场与燃料的混合、流化的工况下，降低局部燃烧区域的氧含量，同步降低了局部燃烧温度。这种天然气锅炉低氮燃烧***只是调节一部分出口烟气，将这部分烟气返回助燃风道，在降低混合助燃气体氧含量的同时，势必会影响到锅炉的燃烧效率。

在煤矿较多的地区，多采用瓦斯气作为燃料，因此，对瓦斯气低氮燃烧的研究对降低燃气锅炉氮氧化物排放意义重大。

实用新型内容

就降低锅炉的氮氧化物排放而言，与天然气作为燃料相比，采用瓦斯气作为燃气存在的现有技术问题是：瓦斯气因浓度变化较大，采用传统的燃烧控制***难以保证瓦斯气锅炉在全负荷下均能达标，或者氮氧化物达标时烟气含氧量过高，锅炉能耗高、效率低。目前，还没有现有技术公开这种用瓦斯气作燃烧气体的低氮燃烧***。因此，本实用新型提出一种瓦斯气低氮燃烧***，在瓦斯气浓度变化范围内实现全负荷达标。

针对现有技术的不足和目前市场的需要，本实用新型提供一种污染物排放低、全负荷达标、能耗低、效率高的瓦斯气低氮燃烧***。

具体来说，本实用新型提供一种瓦斯气低氮燃烧***，其包括烟气调节阀6和锅炉7，其特征是，该瓦斯气低氮燃烧***还包括：其包括瓦斯气调节阀4、空气调节阀5、烟气在线监测仪器8和燃烧控制模块9；其中，燃烧控制模块9与调节阀4、空气调节阀5和烟气调节阀6连接，用于控制瓦斯气调节阀4、空气调节阀5和烟气调节阀6的开度，调节瓦斯气、空气和烟气的流量；

其中，烟气在线监测仪器8与锅炉7的烟气出口连接，用于实时监测烟气中的NOx、CO和氧气浓度；

其中，瓦斯气调节阀4和空气调节阀5设置在锅炉7的前端，分别用于控制通入锅炉的瓦斯气和空气流量；

其中，烟气调节阀6设置在锅炉7和烟气在线监测仪器8之间的返送通道上，用于控制返回锅炉的烟气流量。

优选地，根据上述瓦斯气低氮燃烧***，其中，烟气在线监测仪器8和燃烧控制模块9电连接，用于实时将NOx、CO和氧气浓度信号传递给燃烧控制模块9。

优选地，根据上述瓦斯气低氮燃烧***，其还包括压力表2，用于检测瓦斯气的压力变化。

优选地，根据上述瓦斯气低氮燃烧***，其还包括加压气泵1，用于当瓦斯气压力较低时提高瓦斯气压力。

优选地，根据上述瓦斯气低氮燃烧***，其还包括储气罐3，用于储存加压后的瓦斯气。

采用本实用新型的瓦斯气低氮燃烧***，可以取得如下有益效果：

1、本***采用烟气再循环技术，再循环烟气的加入降低燃烧区域氧分压，降低燃烧温度，抑制NOx的生成；

2、本***采用烟气在线监测仪器和燃烧控制模块联用，可实现对瓦斯气、空气和烟气流量的自动调节，降低能耗、提高锅炉效率；

3、本***可根据瓦斯气浓度变化，自动控制瓦斯气、空气和烟气调节阀，实现全负荷污染物排放达标。

附图说明

图1为本实用新型优选实施方案的瓦斯气低氮燃烧***的示意图。

其中：1-加压气泵、2-压力表、3-储气罐、4-瓦斯气调节阀、5-空气调节阀、6-烟气调节阀、7-锅炉、8-烟气在线监测仪器、9-燃烧控制模块。

具体实施方式

本实用新型提供一种全新的瓦斯气低氮燃烧***，适用于煤矿较多的地区。

在煤矿较多的地区，多伴生有瓦斯气体，与天然气相比，用瓦斯气体作为燃烧气体有诸多不便之处，主要问题是瓦斯气体压力不稳定，浓度不稳定，各地区的瓦斯气体可燃成分变化较大，因此，为了适应国家环保的需要，目前需要一种符合国家环保政策、能够控制燃烧温度、抑制氮氧化物生成的瓦斯气低氮燃烧***。

本实用新型的***的出发点是采用烟气再循环技术控制燃烧温度，抑制氮氧化物的生成，同时针对浓度波动较大的瓦斯气，采用自动调节装置实现对瓦斯气、空气及烟气流量的自动调节。

下面结合附图详细说明本实用新型的瓦斯气低氮燃烧***。

在本实用新型的瓦斯气低氮燃烧***中，设置有瓦斯气调节阀4、空气调节阀5、烟气调节阀6、锅炉7、烟气在线监测仪器8和燃烧控制模块9。

瓦斯气与空气分别由瓦斯气管道和空气管道进入锅炉，瓦斯气流量由瓦斯气调节阀4调节，空气流量由空气调节阀5调节。优选在瓦斯气管道上安装有压力表2，通过压力表2来监测瓦斯气的压力。

为实现瓦斯气低氮燃烧，在锅炉7尾端抽取部分烟气送入炉膛燃烧区域，加入的烟气氧浓度较低，能够降低燃烧区域氧分压，进而降低燃烧温度，抑制NOx的生成，然而烟气量对燃烧的稳定性有很大的影响，因此，在烟气返送管道上设置烟气调节阀6用于调节烟气流量。

锅炉7尾端分别依次有烟气在线监测仪器8和燃烧控制模块9。烟气在线监测仪器8实时监测烟气中的NOx、CO和O₂浓度，并将浓度信号传递给燃烧控制模块9。燃烧控制模块9中预先设定了NOx、CO、O₂浓度值及该浓度值对应的瓦斯气调节阀4、空气调节阀5、烟气调节阀6的开度范围，当烟气在线监测仪器8监测的NOx、CO和O₂任一浓度超过预先设定浓度值时，燃烧控制模块9立即对浓度信号作出反馈，分别对瓦斯气调节阀4、空气调节阀5、烟气调节阀6的开度进行控制调节，进而调节瓦斯气、空气和烟气的流量，使烟气中NOx、CO和O₂浓度恢复至预先设定值。

在本实用新型的优选实施方案中，瓦斯气低氮燃烧***还安装有加压气泵1，加压气泵1的启停取决于压力表2的示数。瓦斯气压力波动较大，为了防止压力过低，燃烧过程无法进行，采用加压气泵1对瓦斯气进行加压。当压力表2的示数不低于燃烧稳定运行所需的压力时，加压气泵1暂停，当压力表2的示数低于燃烧稳定运行所需的压力时，加压气泵1启动。

在本实用新型的优选实施方案中，瓦斯气低氮燃烧***还安装有储气罐 3。储气罐3一方面用于储存加压后的瓦斯气，可以先将瓦斯气加压到一定气压，并在储气罐储存，当瓦斯气压力降至一定程度，加压气泵1再启动，可以满足用气设备突然用气量加大的需求，确保更稳定地用气；另一方面起到节能的作用，加压气泵1的频繁启动和停止，会让电机的电流量消耗非常的大，储气罐3可以保障加压气泵1的自动关停，当储气罐3装满瓦斯气后，加压气泵1就会自动停机，不至于让加压气泵1一直运行而浪费电能。

实施例：

采用本实用新型的瓦斯气低氮燃烧***具体进行燃烧控制的一个具体实施方案如下：

其中，所采用瓦斯气低氮燃烧***设置有瓦斯气调节阀4、空气调节阀5、烟气调节阀6、锅炉7、烟气在线监测仪器8和燃烧控制模块9，其中，在瓦斯气浓度为38％时，通过调节燃烧控制***获得不同负荷稳定运行的烟气成分及空气调节阀、烟气调节阀和瓦斯气调节阀的开度，具体数据如下表1所示：

表1

1：“负荷”是指锅炉出力，通过调节瓦斯气量来实现。如锅炉额定出力为2蒸吨，50％负荷即锅炉出力为1蒸吨。

将上表中空气调节阀、烟气调节阀及瓦斯气调节阀开度的数据设定在燃烧控制模块中，并允许开度在各负荷下可上下浮动20％。设定烟气在线检测仪器NOx≤30mg/m³、CO≤20mg/m³、氧含量＝3％-4.5％，烟气在线监测仪器将信号实时传递给燃烧控制模块，燃烧控制模块对浓度信号反馈，当任一数值超出设定范围时，燃烧控制模块自动调节空气调节阀、烟气调节阀及瓦斯气调节阀的开度，直至在线监测仪器中NOx浓度、CO浓度及氧含量恢复至设定范围内。

当瓦斯气浓度在30％-45％之间波动时，锅炉在75％负荷下运行一段时间后，监测的数据如下表2所示：

表2

由监测的数据可看出，本***具有自动调节功能，即使瓦斯气浓度波动，锅炉仍可以实现超低氮排放，实现氮氧化物排放量不超过30mg/Nm³。

与现有的低氮燃烧***相比，本实用新型的瓦斯气低氮燃烧***将烟气在线监测仪器与燃烧控制模块联用，其优势在于：现有的低氮燃烧***适用于NOx、CO、O₂浓度变化不大的天然气锅炉，对于瓦斯气锅炉，瓦斯气浓度变化范围较大，导致烟气中NOx、CO、O₂浓度变化较大，采用现有的低氮燃烧***无法满足污染物排放指标，将烟气在线监测仪器与燃烧控制模块联用，可通过信号传递和反馈根据烟气中NOx、CO、O₂浓度变化情况对瓦斯气调节阀、空气调节阀、烟气调节阀的开度进行自动控制调节，使污染物排放达标。

本实用新型的瓦斯气低氮燃烧***采用烟气再循环技术控制燃烧温度，抑制氮氧化物的生成，同时针对浓度波动较大的瓦斯气，采用烟气在线监测仪器对烟气中NOx、CO和O₂浓度进行实时监测，并将信号传递给燃烧控制模块，燃烧控制模块对浓度信号反馈，通过控制调节阀的开度实现全负荷达标。本实用新型的瓦斯气低氮燃烧***具有污染物排放低、能耗低、锅炉效率高等优势。

以上优选实施方案仅用以说明本实用新型，而非限制本实用新型，尽管通过上述优选实施方案已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，在不背离本实用新型的原理和精神的基础上，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，这些改变均在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种瓦斯气低氮燃烧***，其包括烟气调节阀(6)和锅炉(7)，其特征是，该瓦斯气低氮燃烧***还包括瓦斯气调节阀(4)、空气调节阀(5)、烟气在线监测仪器(8)和燃烧控制模块(9)；其中，燃烧控制模块(9)与瓦斯气调节阀(4)、空气调节阀(5)和烟气调节阀(6)连接，用于控制瓦斯气调节阀(4)、空气调节阀(5)和烟气调节阀(6)的开度，调节瓦斯气、空气和烟气的流量；

其中，烟气在线监测仪器(8)与锅炉(7)的烟气出口连接，用于实时监测烟气中的NOx、CO和氧气浓度；

瓦斯气调节阀(4)和空气调节阀(5)设置在锅炉(7)的前端，分别用于控制通入锅炉的瓦斯气和空气流量；

烟气调节阀(6)设置在锅炉(7)和烟气在线监测仪器(8)之间的返送通道上，用于控制返回锅炉的烟气流量。

2.根据权利要求1所述的瓦斯气低氮燃烧***，其特征是，烟气在线监测仪器(8)和燃烧控制模块(9)电连接，用于实时将NOx、CO和氧气浓度信号传递给燃烧控制模块(9)。

3.根据权利要求1所述的瓦斯气低氮燃烧***，其特征是，其还包括压力表(2)，用于检测瓦斯气的压力变化。

4.根据权利要求2所述的瓦斯气低氮燃烧***，其特征是，其还包括压力表(2)，用于检测瓦斯气的压力变化。

5.根据权利要求1-4任一项所述的瓦斯气低氮燃烧***，其特征是，其还包括加压气泵(1)，用于当瓦斯气压力较低时提高瓦斯气压力。

6.根据权利要求1-4任一项所述的瓦斯气低氮燃烧***，其特征是，其还包括储气罐(3)，用于储存加压后的瓦斯气。

7.根据权利要求5所述的瓦斯气低氮燃烧***，其特征是，其还包括储气罐(3)，用于储存加压后的瓦斯气。