[发明专利]燃煤锅炉分级燃烬风深度空气分级燃烧低NOx控制方法

说明书

一种燃煤锅炉分级燃烬风深度空气分级燃烧低NOx控制方法，通过对燃煤锅炉炉膛高度方向各个燃烧反应区域风量分配和过量空气系数进行优化控制，在炉膛下部的主燃烧器区实现深度空气分级燃烧；在主燃烧器区与燃烬区之间的低氧燃烧与还原区设置多级辅助燃烬风喷口，各辅助燃烬风喷口布置在锅炉炉膛前后墙和左右侧墙上，逐级分区送入适量的燃烧空气量；在炉膛上部的燃烬区设置多层主燃烬风喷口，有利于煤粉的燃烬和逐级降低NOx的再生成。本发明实现低氧燃烧与还原区已生成的NOx的逐级还原和焦炭氮的释放与转化，最大限度地减少燃烬区NOx的再生成和最终的NOx排放浓度，同时避免了炉膛壁面结渣、高温腐蚀和飞灰含碳量增加，能够同时实现NOx浓度和飞灰含碳量的降低。

技术领域

本发明涉及的是一种锅炉燃烧领域的技术，具体是一种燃煤锅炉分级燃烬风深度空气分级燃烧低NOx控制方法。

背景技术

目前燃煤锅炉主要采用空气分级燃烧和深度空气分级燃烧降低炉内NOx排放浓度，即在主燃烧区与燃烬区之间的NOx还原区空间，氧气浓度迅速降低到5％以下甚至接近于零的程度，形成的强还原性气氛将主燃烧区已生成的NOx还原成氮气，还原区出口的NOx浓度降低到较低的水平。但由于还原区出口仍存在大量未燃烬的还原性气相含氮中间体和未完全释放的焦炭氮，随着燃烬风的喷入，燃烧气氛从缺氧的还原性气氛过渡到富氧的氧化性气氛，这些残留的含氮化合物在燃烬区氧化性气氛下又氧化再生成NOx，使得燃烬区出口最终的NOx排放浓度大幅度地抬升。已有研究表明，燃烬区再生成的NOx浓度相对于还原区出口有100～150ppm的抬升。这是目前采用空气分级燃烧和深度空气分级燃烧时还原区出口的NOx浓度已经降得很低而炉膛出口实际排放的NOx浓度仍然较高的主要原因。对于现有的空气分级燃烧和深度空气分级燃烧的燃煤锅炉来说，如何解决燃烬区NOx再生成而引起的最终NOx排放浓度大幅度增加是控制燃煤锅炉NOx最终排放浓度的一个重要问题。

发明内容

本发明针对现有燃煤锅炉空气分级燃烧和深度空气分级燃烧存在的燃烬区NOx再生成而引起的NOx排放浓度大幅度抬升的问题，提出一种燃煤锅炉分级燃烬风深度空气分级燃烧低NOx控制方法，能够最大限度地减少燃烬区NOx的再生成和最终的NOx排放浓度，同时避免还原区锅炉水冷壁的结渣和高温腐蚀，降低因空气分级燃烧引起的飞灰含碳量，同时实现NOx排放浓度和飞灰含碳量的降低。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明通过对燃煤锅炉炉膛高度方向各个燃烧反应区域风量分配和过量空气系数进行优化控制，在炉膛下部的主燃烧器区实现深度空气分级燃烧；在主燃烧器区与燃烬区之间的低氧燃烧与还原区设置多级辅助燃烬风喷口，各辅助燃烬风喷口布置在锅炉炉膛前后墙和左右侧墙上，逐级分区送入适量的燃烧空气量；在炉膛上部的燃烬区设置多层主燃烬风喷口，有利于煤粉的燃烬和逐级降低NOx的再生成。

所述的深度空气分级燃烧是指：控制炉膛下部的主燃烧器区的过量空气系数小于1.0，进一步优选为：根据不同煤种和燃烧方式控制主燃烧器区的过量空气系数为0.60～0.85，实现主燃烧器区的深度空气分级燃烧。

所述的不同煤种和燃烧方式是指：对于燃烧高挥发分烟煤的四角切圆燃烧或墙式燃烧方式，其主燃烧器区的过量空气系数为0.70～0.85，对于燃烧低挥发分贫煤和无烟煤的四角切圆燃烧或墙式燃烧方式，其主燃烧器区的过量空气系数为0.60～0.75。