[实用新型]一种耦合分级燃烧和烟气再循环的低NOx链条炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种链条炉，具体涉及一种耦合分级燃烧和烟气再循环的低NOx链条炉，属于工业锅炉燃烧技术领域。

背景技术

在当前我国数量众多的燃煤工业锅炉中，链条炉所占市场份额在60%以上。在燃烧组织方式上，链条炉以恒速行进炉排层燃为主，辅以炉排上部区域内细小颗粒构建的悬浮燃烧。相应地，其配风以炉排底部送入的一次风占据主导、炉排上部前后拱二次风为辅(用于供给悬浮燃烧区所需的空气和调整燃烧的需要)；鉴于炉排上煤层随炉排行进先后经历预热干燥、挥发分析出和燃烧、焦炭燃烧和燃尽几个阶段，炉排下部一次风往往采用分风室的形式给入，以便随燃烧进程的需要调整各区域给风量。从燃烧理念上看，借助于合理的一、二次风分配和一次风在炉排下部各风室之间的分配，链条炉在理论上可避免NO_x的大量生成。然而在实际运行中，为保证炉排层燃和悬浮燃烧较好燃尽(控制灰、渣可燃物含量和避免烟囱冒黑烟)，在炉排燃烧前期和主燃区以及炉排上部的高温悬浮燃烧区需送入强风，使得炉内大量燃料氮在富氧气氛下析出并氧化成NO_x，导致多数链条炉NO_x排放达到约400~500mg/m³这一较高水平。根据新的《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271–2014)，重点地区的链条炉NO_x最高允许排放浓度为200mg/m³。随着经济高速发展和日益严格的环保需求，不排除今后将此排放标准提升至100mg/m³。如何在保证燃尽的条件下大幅度降低链条炉NO_x排放，这已成为当前工业锅炉NO_x减排工作的难题。目前，炉内低氮燃烧和炉后尾部烟气脱硝(SCR或SNCR)是主流的NO_x排放控制手段。在脱硝技术改造方面，这三种手段已广泛应用于采用悬浮燃烧方式的煤粉炉，而对于层燃链条炉上的应用则鲜有报道。这主要是由于：1）目前行业内尚无适用于链条炉的高效低氮燃烧技术。链条炉的炉排底部需送入强风以保证炉渣燃尽，悬浮燃烧区燃烧份额虽较低，但其紧邻炉排上部区域而温度较高，按传统理念设计的分级送风(即炉排分段送风和拱部二次风作为分级风喷入悬浮燃烧区)本质上并未有效构建分级燃烧效果。另外，国外有文献报道，链条炉在常规配风条件下，其悬浮燃烧区燃料氮转化成NOx的转化率高达45%，相比而言，炉排燃烧区此转化率仅为15%。可见，限制炉排燃烧区和悬浮燃烧区的燃料氮转化率对NO_x减排同样重要；2）SCR一次性投资和运行成本高昂，多数链条炉业主难以承受；3）链条炉内窄的温度窗口大大削弱了SNCR脱硝效果。链条炉炉内风煤混合和燃烧强度均较煤粉炉低，为保证燃料较好着火、主燃区稳定燃烧和炉排上部区域较好，链条炉一般配置独特的双拱束腰型炉膛结构，致使炉内形成具有较高温度水平的拱下区域和低温的拱上区域，适用于SNCR的温度窗口(900~1050℃)仅存在于炉拱附近的这一较窄区域。已有文献报道，在此区域布置喷枪实施SNCR，在投入相对较高运行成本的同时其脱硝效率一般不超过30%。

基于以上分析，为大幅度降低链条炉较高的NO_x排放浓度以满足重点地区排放限值，行之有效且经济的措施应是先在炉内组织高效低氮燃烧，实现NO_x减排不低于50%的同时提升炉拱上部区域烟温(可满足SNCR的温度窗口)，尔后炉拱上部区域采用SNCR进一步降低NO_x排放。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决背景技术提及的链条炉NO_x排放高而现有技术无法实现高效低NO_x燃烧的问题，进而提供了一种耦合分级燃烧和烟气再循环的低NO_x链条炉。