[发明专利]燃料再燃低氮氧化物燃烧的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃煤锅炉清洁燃烧方法，特别是一种燃料再燃低氮氧化物燃烧的方法。

背景技术

火力发电站煤粉燃烧是目前氮氧化物生成的主要来源，目前发达国家主要应用选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）来脱除氮氧化物。国内研究的重点在炉内通过组织燃烧进行脱除，包括低氮燃烧器、燃料浓淡分离、空气分级、燃料分级及再燃技术、烟气再循环等。但是再燃技术实际脱硝效率大大低于实验室效率，实验台上再燃脱硝效率可以达到70%以上，而大型锅炉实际运行证实只能达到40%左右。造成实际效率远低于实验室效率的主要原因：一方面是再燃燃料输送介质为空气，含氧量高、着火快、生成的还原物质少；另一方面是再燃燃料与炉内烟气混合不均，脱硝效率低。利用烟气作为制粉干燥介质曾被应用在高水分褐煤制粉系统上防止制粉系统爆炸，也有利用烟气再循环作为降低氮氧化物和调节再热器温度的手段。当烟气再循环被用来作为降低氮氧化物和调温手段时，烟气一般从炉底送入或从二次风口位置送入炉内，也有从炉膛出口位置送入炉内的案例。中国专利CN1240965C使用烟气输送从给粉机来的超细粉到炉内主燃区之后的再燃区进行再燃脱硝，人为的将主燃区和再燃区隔离，再燃区离炉膛出口太近造成烟气飞灰含碳量增加，不同给粉方式协调运行的调整及管理难度大，影响了该技术应用的通用性。中国专利CN10189474A实际上是富氧燃烧技术，利用烟气均等输送煤粉降低燃烧温度从而实现脱硫脱硝和二氧化碳捕集，目前实用性欠佳。

按照燃烧器布置方式煤粉炉主要可分为角式布置和墙式布置两种。除“W”火焰炉外，燃烧器大都沿炉膛垂直方向分为多层水平布置，层间垂直距离接近于均布。现有再燃脱硝技术的再燃燃料通常从主燃烧器区域上面的再燃区喷入炉内，煤粉作为再燃燃料时需要特别磨制的细粉或超细粉，送粉介质为一定温度的空气。这种方法存在的问题是：需要特别磨制的超细粉，煤粉来源困难；空气为送粉介质的含氧高、着火快，生成的还原物质少，且再燃燃料高位喷入使烟气中氮氧化物与还原物质的混合空间小、时间少，混合不充分，脱硝效率低。

发明内容

本发明的目的是要提供一种燃料再燃低氮氧化物燃烧的方法，解决再燃需要特别磨制的超细煤粉，超细煤粉来源困难；空气为送粉介质的含氧高、着火快，生成的还原物质少，且再燃燃料高位喷入使烟气中氮氧化物与还原物质的混合空间小、时间少，混合不充分，脱硝效率低的问题。

本发明的目的是这样实现的：

二介质风作为锅炉主燃区上层燃烧器的送粉介质，向炉内输送煤粉作为再燃燃料，二介质风作为燃烧器配风，上层燃烧器的二次风相应减少，同时再燃区配风也相应减少，形成低过量空气燃烧，炉膛不足配风最后通过燃尽风补足所需空气；具体步骤为：

1）、从锅炉尾部除尘器后取一股低含灰、低温烟气经烟气一次风机增压后掺入部分锅炉热一次空气后形成二介质风。

2）、二介质风送粉是将未带粉的二介质风送入磨煤机中参与制粉后形成二介质一次风，二介质一次风向炉内输送煤粉作为再燃燃料，再燃燃料使用的是常规煤粉，这部分煤粉占入炉总燃料量的10%-30%。

3）、二介质一次风经原上层燃烧器及其附属的煤粉管路送入炉内，同时上层燃烧器的二次风适量减少，在缺氧条件下与炉内热烟气混合加热，析出挥发份和还原介质，将炉内已形成的氮氧化物还原为氮气。

4）、将上层燃烧器减少的二次风引出作为燃尽风，通过炉膛上部的燃尽风喷口喷入炉内，使未燃尽燃料完全燃烧。

所述的二介质风为二种介质的风，一种介质风为烟气，取自锅炉尾部除尘器后的低含灰低温烟气，另一种介质风为锅炉热一次风。

所述的二介质风送粉有四种实现形式：①原一次风送粉形式不变，二介质风或烟气作为再燃燃料喷口的周界风、贴壁风、夹心风、圆形燃烧器的内二次风等形式送入炉膛；②烟气和空气混合后形成二介质风作为一次风携带给粉机的来粉后通过再燃燃料喷口送入炉膛；③烟气和热一次空气混合形成二介质风作为磨煤机干燥介质携带煤粉后通过再燃燃料喷口送入炉膛；④上述三种形式的组合形式。

所述的再燃燃料为本炉磨煤机所磨制的煤粉，其量占总入炉燃料量的10%—30%；再燃燃料由主燃区上层燃烧器送入炉膛，相对于现有再燃脱硝技术再燃燃料的送入位置为低位送入，相对于使用细粉和超细粉的再燃技术再燃燃料为常规细度的煤粉；当上两层燃烧器均有二介质风系统时，上起第二层可以作为二介质风系统备用层，正常运行时备用层可采取原一次风系统运行模式。