[发明专利]一种新型煤粉锅炉低氮燃烧系统

说明书

本发明公开了一种新型煤粉锅炉低氮燃烧系统，包括细煤粉磨煤机、带有贴壁风的高效低氮燃烧装置、带有催化喷涂层的受热面、具有CO催化氧化作用的催化剂、在线O₂测量装置、在线CO测量装置、在线NOx测量装置和工控机等。本发明结合空气/燃料深度分级燃烧的低温、低氧、长停留时间和全炉膛大空间低热负荷断面均衡燃烧的煤粉低氮燃烧理论为基础，通过大炉膛选型设计、带有贴壁风的低氮燃烧系统、经济煤粉细度及制粉系统协同、风烟系统配合等多项新技术装备，并结合超细煤粉、风粉输送的精确控制、深度空气分级低氧燃烧过程优化调控技术和炉膛出口CO催化氧化技术，实现煤粉燃烧的系统性、全过程低氮燃烧的目的，最终实现锅炉高效且超低NOx排放目标。

技术领域

本发明属于燃煤发电技术领域，具体涉及一种新型煤粉锅炉低氮燃烧系统。

背景技术

传统低NOx燃烧技术研究和应用相继开发和应用了第一代、第二代、第三代低NOx燃烧技术还存在诸多不足，难以满足当前严苛的电站锅炉空气污染物排放要求。具体而言，第一代燃烧技术燃烧设备运行方式调整或改进；第二代低氮燃烧技术是空气分级燃烧技术为主，包括炉膛内整体空气分级的OFA措施及其变形、各类低NOx燃烧器等，存在锅炉整体系统性不强、技术单一、锅炉挖潜不够和牺牲锅炉效率、水冷壁高温腐蚀等负面影响等限制；第三代：再燃烧技术，燃料输送系统变得复杂，同时由于获得再燃燃料(天然气或超细粉)的成本较高，限制了再燃烧技术的使用。故前三项低氮燃烧技术都局限于较为单一的低氮燃烧措施，降低NOx排放的幅度有限，且副作用较多。

第四代低NOx煤粉燃烧技术是一个创新性的技术，将低NOx燃烧控制范围扩展，即将“炉膛选型设计—煤粉环保经济细度控制—带贴壁风的低氮燃烧装置-燃烧精确控制—多重空气分级—先进燃料分级—低氧燃烧控制—烟道CO催化氧化”一体化作为深度降低锅炉NOx排放的综合措施。第四代低NOx煤粉燃烧技术及系统十分有助于我国实现极低NOx控制目标、降低电站锅炉环保运行成本具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述前三代低氮燃烧技术问题，提供了一种新型煤粉锅炉低氮燃烧系统，从炉膛选型设计入手，形成包括煤粉环保经济细度控制、带贴壁风的低氮燃烧装置、燃烧精确控制、多重空气分级、先进燃料分级、低氧燃烧控制和烟道CO催化氧化等技术措施在内的锅炉全系统降氮措施，从而大幅提高降氮效率。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：

一种新型煤粉锅炉低氮燃烧系统，包括超细煤粉磨煤机、高效分离器、带有贴壁风的高效低氮燃烧装置、燃尽风喷口、在线O2测量装置、在线CO测量装置、在线NOx测量装置、烟道中还布置有具有CO催化氧化作用的催化剂和工控机；其中，

炉膛上自下而上依次布置有带有贴壁风的高效低氮燃烧装置、二次风喷口及燃尽风喷口；

超细煤粉磨煤机的出口和高效分离器的入口相连，高效分离器的出口通过风粉在线装置和带有贴壁风的高效低氮燃烧装置入口相连，用于形成超细煤粉的低氮燃烧；二次风分为两路，一路通过二次风道依次连接二次风测量装置后送入二次风喷口的入口，另一路通过燃尽风风道依次连接燃尽风测量装置后送入燃尽风喷口入口，用于形成和组织炉内空气深度分级燃烧，并有效控制水冷壁高温腐蚀；

在炉膛的出口的尾部烟道中布置有带有催化喷涂层的受热面，在其后的烟道中还布置有具有CO催化氧化作用的催化剂，后部的烟道中还依次布置有在线O₂测量装置、在线CO测量装置和在线NOx测量装置，用于对炉膛低氧燃烧形成的尾部CO进行充分氧化和排烟成分的监测；

风粉在线装置、二次风测量装置、燃尽风测量装置、在线O₂测量装置、在线CO测量装置、在线NOx测量装置的信号分别引入工控机中，用于煤粉燃烧过程的精确控制。