技术领域
[0001] 本实用新型涉及燃煤
发电机组，是一种燃煤发电机组超低氮燃烧系统。
背景技术
[0002] 煤炭资源仍为当今世界的主体
能源，燃煤发电机组以其可控、稳定、安全等优势，在未来相当长的一段时间仍将占据发电系统的主体地位。燃煤发电机组带来的主要问题是燃烧过程污染物的排放，其主要污染物为NOx。燃煤发电机组NOx的
排放量很大程度取决于
锅炉的燃烧系统，因此，燃煤发电机组急需实现超低氮燃烧。
[0003] 目前，大部分燃煤发电机组低氮燃烧系统很难实现低NOx排放，同时，对于锅炉燃烧煤种、燃烧过程控制、燃烧负荷等提出更高的要求，此外，部分低氮燃烧系统相对复杂，难以实现工程应用。
发明内容
[0004] 本实用新型的目的是，针对现有燃煤发电机组直接燃烧产物排放超标的问题，考虑燃烧过程的安全性、可控性、经济性等影响因素，提供一种结构简单，成本低，安全可靠，能够大幅度降低锅炉燃烧过程NOx排放量，降低燃煤发电机组对环境的污染，实现煤炭的清洁高效利用的燃煤发电机组超低氮燃烧系统。
[0005] 实现本实用新型目的所采用的技术方案是：一种燃煤发电机组超低氮燃烧系统，包括锅炉，其特征在于，在锅炉
炉膛7上设置锅炉二次
风上风口8、锅炉二次风下风口9、锅炉燃尽风口41、气相喷口43、气固喷口44，锅炉炉膛7从下至上分成锅炉炉膛主燃区11、锅炉炉膛还原区12和锅炉炉膛燃尽区42。在锅炉外设置
煤粉可控高温预
热解装置23。所述煤粉可控高温预热解装置23的结构包括：
燃料燃烧本体2、点火器1、喷
水减温器3、给煤粉装置22、风箱21、风机20、热解风粉气固分离装置4、
空气预热器14，所述燃料燃烧本体2的下部出口与热解风粉气固分离装置4的进口连通，热解风粉气固分离装置4的出口通
过热解风粉气固分离装置浓相输送管道5与锅炉的气固喷口44和锅炉炉膛主燃区11依次连通；热解风粉气固分离装置4的出口通过热解风粉气固分离装置稀相输送管道6与锅炉的气相喷口43和锅炉炉膛还原区12依次连通；所述燃料燃烧本体2 的上部进口与给煤粉装置22的出粉口连通，在所述燃料燃烧本体2的进口处设置点火器1、喷水减温器3，所述风箱21的下端与风机20连接，所述风箱21通过风箱出口管道19与给煤粉装置进风口40连通，所述风箱21通过烟气引
流管道16与空气预热器14的出口15连通；所述锅炉炉膛7的烟气出口与空气预热器14的进口13连通。
[0006] 在位于所述给煤粉装置进风口40前端的风箱出口管道19上设置挡风板18。
[0007] 在所述烟气引流管道16上设置尾部引流烟气挡风板17。
[0008] 所述燃料燃烧本体2按照高度平均分为高区域、中区域和低区域，在高区域的四周均匀安装有第一
热电偶24、第二热电偶25、第三热电偶26和第四热电偶27；在中区域的四周均匀安装有第五热电偶28、第六热电偶29、第七热电偶30和第八热电偶31；在低区域的四周均匀安装有第九热电偶32、第十热电偶33、第十一热电偶34和第十二热电偶35。
[0009] 本实用新型的燃煤发电机组超低氮燃烧系统的优点体现在：
[0010] 1 本系统结构简单、成本低，无需额外加装昂贵的scr脱硝设备就能达到有效的超低NOx的排放技术指标；
[0011] 2）本系统对锅炉、煤粉无特殊要求，系统简单，安全可靠，与现有燃煤发电机组结合较为容易，可行性高；
[0012] 3）本系统无需增加额外工质（
氨、水等），无附加运行
费用，安全、经济；
[0013] 4）本系统不存在加装传统scr脱硝设备导致的结焦停机问题，在实现超低NOx的排放技术指标的
基础上，有效减少停机时间，提高机组经济效益。
附图说明
[0014] 图1 为一种燃煤发电机组超低氮燃烧系统结构示意图；
[0015] 图2为图1中可控高温预热解装置热电偶布置结构图；
[0016] 图3为图1中可控高温预热解装置
温度控制系统结构图。
[0017] 图中：1点火器，2燃料燃烧本体，3喷水减温器，4热解风粉气固分离装置，5热解风粉气固分离装置浓相输送管道，6热解风粉气固分离装置稀相输送管道，7锅炉炉膛，8锅炉二次上风口，9锅炉二次下风口，10锅炉炉膛底部，11锅炉炉膛主燃区，12锅炉炉膛还原区，13空气预热器进口，14空气预热器，15空气预热器出口，16烟气引流管道，17尾部引流烟气挡风板，18挡风板，19风箱出口管道，20风机，21风箱，22给煤粉装置，23煤粉可控预热解装置，24第一热电偶，25第二热电偶，26第三热电偶，27第四热电偶，28第五热电偶，29第六热电偶，30第七热电偶，31第八热电偶，32第九热电偶，33第十热电偶，34第十一热电偶，35第十二热电偶，36第一比例积分
控制器，37第二比例积分控制器，38第三比例微分控制器， 40给煤粉装置进风口，41锅炉燃尽风口，42锅炉炉膛燃尽区，p1煤粉可控高温预热解装置触发喷水减温
阀开启的温度设定值，p2煤粉可控高温预热解装置运行温度设定值，p3可控高温预热解装置尾部烟气引流烟气流量，p4煤粉可控高温预热解装置减温喷水流量，p5煤粉可控高温预热解装置内部燃料平均温度，p6-p9分别为煤粉可控高温预热解装置燃料燃烧本体按高度均匀划分的高区域第一热电偶24、第二热电偶25、第三热电偶26、第四热电偶27对应的输出温度，p10-p13分别为煤粉可控高温预热解装置燃料燃烧本体按高度均匀划分的中区域第五热电偶28、第六热电偶29、第七热电偶30、第八热电偶31对应的输出温度，p14-p17分别为煤粉可控高温预热解装置燃料燃烧本体按高度均匀划分的低区域第九热电偶
32、第十热电偶33、第十一热电偶34、第十二热电偶35对应的输出温度。
具体实施方式
[0018] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0019] 参照图1和图2，本实用新型的一种燃煤发电机组超低氮燃烧系统，包括锅炉，在锅炉炉膛7上设置锅炉二次风上风口8、锅炉二次风下风口9、锅炉燃尽风口41、气相喷口43、气固喷口44，锅炉炉膛7从下至上分成锅炉炉膛主燃区11、锅炉炉膛还原区12和锅炉炉膛燃尽区42。在锅炉外设置煤粉可控高温预热解装置23。所述煤粉可控高温预热解装置23的结构包括：燃料燃烧本体2、点火器1、喷水减温器3、给煤粉装置22、风箱21、风机20、热解风粉气固分离装置4、空气预热器14，所述燃料燃烧本体2的下部出口与热解风粉气固分离装置4的进口连通，热解风粉气固分离装置4的出口通过热解风粉气固分离装置浓相输送管道5与锅炉的气固喷口44和锅炉炉膛主燃区11依次连通；热解风粉气固分离装置4的出口通过热解风粉气固分离装置稀相输送管道6与锅炉的气相喷口43和锅炉炉膛还原区12依次连通；所述燃料燃烧本体2 的上部进口与给煤粉装置22的出粉口连通，在所述燃料燃烧本体2的进口处设置点火器1、喷水减温器3，所述风箱21的下端与风机20连接，所述风箱21通过风箱出口管道19与给煤粉装置进风口40连通，所述风箱21通过烟气引流管道16与空气预热器14的出口15连通；所述锅炉炉膛7的烟气出口与空气预热器14的进口13连通。在位于所述给煤粉装置进风口40前端的风箱出口管道19上设置挡风板18。在所述烟气引流管道16上设置尾部引流烟气挡风板17。所述燃料燃烧本体2按照高度平均分为高区域、中区域和低区域，在高区域的四周均匀安装有第一热电偶24、第二热电偶25、第三热电偶26和第四热电偶27；在中区域的四周均匀安装有第五热电偶28、第六热电偶29、第七热电偶30和第八热电偶31；在低区域的四周均匀安装有第九热电偶32、第十热电偶33、第十一热电偶34和第十二热电偶35。
[0020] 参照图3，第一热电偶24的输出温度p6、第二热电偶25的输出温度p7、第三热电偶26的输出温度p8、第四热电偶27的输出温度p9，第五热电偶28的输出温度p10、第六热电偶
29的输出温度p11、第七热电偶30的输出温度p12、第八热电偶31的输出温度p13、第九热电偶32的输出温度p14、第十热电偶33的输出温度p15、第十一热电偶34的输出温度p16和第十二热电偶35的输出温度p17，分别与第三比例微分控制器38连接，第三比例微分控制器38的输出温度p5以及可控高温预热解装置温度设定值p1与第一比例积分控制器36连接，第一比例积分控制器36与尾部引流烟气挡风板17连接，第三比例微分控制器38的输出温度p5以及喷水减温阀开启的温度设定值p2与第二比例积分控制器37连接，第二比例积分控制器37与喷水减温器3连接，烟气流量p3、减温水流量p4与可控高温预热解装置23连接。
[0021] 本
实施例的一种燃煤发电机组超低氮燃烧系统具体工作过程为：
[0022] 参照图1-图3，在锅炉炉膛7外部安装煤粉可控高温预热解装置23，煤粉与风机20产生的一次风进入煤粉可控高温预热解装置23，在煤粉可控高温预热解装置23与锅炉炉膛7之间设置热解风粉气固分离装置4，将部分气相物质通过热解风粉气固分离器稀相输送管道6引入锅炉炉膛的还原反应区12，其它气固两相流通过热解风粉气固分离装置浓相输送管道5全部喷入锅炉炉膛的主燃区11，通过锅炉二次风上风口8以及锅炉二次风下风口9合理配置二次风进行主燃烧过程，通过锅炉燃尽风口41合理配置燃尽风，使未燃尽的CO完全燃烧。高温烟气经空气预热器14，空气预热器出口15的部分烟气通过烟气引流管道16引流至风箱21，其间设置尾部引流烟气挡风板17调节烟气流量。引流烟气与一次风通过风箱出口管道19经挡风板18吹入给粉装置22。将煤粉可控高温预热解装置按照高度平均分为高区域、中区域和低区域，在高区域四周均匀安装4台热电偶，即：第一热电偶24、第二热电偶25、第三热电偶26和第四热电偶27；中区域安装4台热电偶，即：第五热电偶28、第六热电偶29、第七热电偶30和第八热电偶31；低区域安装4台热电偶，即第九热电偶32、第十热电偶33、第十一热电偶34和第十二热电偶35。p6-p9分别为高区域四个热电偶对应的输出温度，p10-p13分别为中区域四个热电偶对应的输出温度，p14-p17分别为低区域四个热电偶对应的输出温度，计算可控高温预热解装置的平均温度p5，与可控高温预热解装置温度设定值p1相比较得到的差值作为第一比例积分控制器36的输入，通过调节尾部引流烟气挡风板17的开度调节煤粉可控高温预热解装置尾部烟气引流烟气流量p3。煤粉可控高温预热解装置不同区域热电偶测得的平均温度p5与煤粉可控高温预热解装置触发喷水减温阀开启的温度设定值p2作差值，经过第二比例积分控制器37后经
过喷水减温器3，调节减温水流量p4。P3、p4输入可控高温预热解装置23。
[0023] 本实用新型的一种燃煤发电机组超低氮燃烧系统所用机械、
电子设备和元器件均为市售产品，容易实施。
[0024] 本实用新型的一种燃煤发电机组超低氮燃烧系统将煤粉燃烧过程设计为点火燃烧--高温热解--气固分离--主燃烧--还原燃烧--燃尽燃烧过程。主燃烧--还原燃烧--燃尽燃烧三个阶段是在炉膛内完成。实现了煤粉燃烧产生NOx的二次还原，在进入炉膛之前，通过可控高温预热解装置实现了NOx排放大幅降低。突破了现存燃煤锅炉NOx无法大幅度降低的技术
瓶颈。在一定程度上有效降低了煤炭燃烧污染物的排放，提高了煤炭清洁利用效率。
