[发明专利]充分减少氮氧化物产生的燃油锅炉

说明书

充分减少氮氧化物产生的燃油锅炉，包括锅炉本体，锅炉本体内部右侧为炉膛，锅炉本体前部安装有伸入到炉膛内的锅炉燃烧器，炉膛四周的水冷膜式壁内侧均匀设置有若干根螺旋鳍片管，水冷膜式壁和螺旋鳍片管在炉膛内形成复合水冷炉膛，螺旋鳍片管的上端和下端分别伸入到上锅筒和下锅筒内；锅炉出烟口与锅炉燃烧器之间通过烟气处理混合系统连接；烟气处理混合系统包括空预器、烟气静压箱、空气静压箱、除硫装置、生石灰干燥器、烟氧一次混合器、鼓风机和烟氧二次混合器。本发明通过降低炉膛温度和控制燃烧供氧量两种措施，使锅炉在燃油时的氮氧化物的排放，在不采用专门的脱硝装置的情况下，也能达到国家要求的排放值。

技术领域

本发明属于锅炉技术领域，尤其涉及一种充分减少氮氧化物产生的燃油锅炉。

背景技术

长期以来，我国一直以煤作为主要能源，燃煤锅炉大量使用，形成了煤烟型大气污染，尤其是近年来多地发生的雾霾天气，进一步促使我国的能源政策和能源结构尽快转型。目前我国的燃煤工业及生活用锅炉的使用量巨大，是我国雾霾天气重要的污染源，因此我国的一些大、中城市近期制定了把工业或生活燃煤锅炉改为燃油或燃天然气的锅炉政策，这样不仅可以解决锅炉燃煤和环境之间的突出矛盾，而且在国家铺设各种石油进口管线的背景下，政策上也是可操作的，目前及相当一段时间内锅炉 “煤改油”或“煤改气”的政策会保持延续性。

目前在燃油锅炉中，工业及生活锅炉使用的SZS燃油锅炉数量巨大，主要是因为其结构简单，自动化程度高，生产和安装的周期短，尤其是中小型锅炉的适应性强，因此深得用户的青睐，市场上的占有率越来越大。随着国家及地方政府对燃烧煤的锅炉限制范围及吨位越来越大，SZS型锅炉迎来了大发展期，这种锅炉的典型结构主要包括两个部分，锅炉一侧是偏置的炉膛，炉膛端部布置燃烧器，炉膛作为提供燃料燃烧的空间，炉膛四周布置水冷膜式壁受热面，这些受热面起到吸热和密封的作用，由于这些受热面主要吸收火焰的辐射热，因此称为辐射受热面；另一侧布置过热器及对流管束或只有对流管束，这些受热面用来吸收烟气流动放出的热量，统称为对流受热面，这两个部分的四周全部用水冷膜式壁进行了密封，这样可以作为整体在锅炉制造单位组装好后出厂，到现场后便于安装，缩短安装时间，方便用户使用。在这种锅炉的设计和使用过程中，由于结构和运输的限制，锅炉的炉膛一般设计的比较小，这样燃料在炉膛内部燃烧时放出的热量不能被四周的单层膜式水冷壁及时吸收，造成了炉膛内部的温度很高，有时可以达到1400°C左右，这样出现两个主要问题：一是由于温度在1200度以上，锅炉热力型氮氧化合物大量产生，和当前的环保政策相悖，为了减少氮氧化合物的产生，燃烧只有尽可能的减少氧气的供给，造成燃料燃烧不完全，产生了大量的CO，不仅浪费了燃料，而且锅炉操作人员也不安全；二是锅炉的炉膛出口及以后的对流受热面布置较困难，主要表现在两个方面：其一由于炉膛出口烟气温度过高，在炉膛出口处不能布置过热器，避免过热器的烧坏，这和过热器需要布置在烟温最高处的理念相悖，并且在过热器安装时如果布置在炉膛出口，可以在过热器两面定位，易于安装和检查，目前必须采取在过热器前面即炉膛出口处布置保护过热器的一部分对流管束，过热器安装时只能观察面向锅炉外部的过热器的情况，因为另一面是紧靠炉膛膜式壁的，没有办法进行定位和检查；其二，由于炉膛出口烟气温度过高（有的达到1400°C左右），为了降低锅炉出口的烟气温度，不得不多布置对流受热面，这和需要设计出紧凑的锅炉体积便于运输和安装的理念相悖，结果是把一部分受热面移到锅炉外面，增加锅炉节能受热面，无论增加那部分受热面，由于对流受热面的传热强度比辐射传热若很多，在同样的排烟温度情况下，吸收同样的热量，对流受热面的钢耗量都大的多，不利于锅炉的节能降耗，综合以上两点可以看出。对于SZS型燃油锅炉由于结构和运输的限制，传统炉膛四周布置的单层水冷膜式壁吸热能力有限，导致锅炉炉膛内的温度过高和炉膛出口烟气温度过高，炉膛内温度过高增加了氮氧化合物的产生，虽然采用低供给氧量的办法可以降低氮氧化合物的产生，但是却导致了燃料燃烧不完全，炉膛出口烟气温度过高使受热面布置困难，增加了锅炉的整体钢耗量及安装困难，不利于锅炉的节能降耗。