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一种全负荷低NOX排放燃 煤 锅炉装置

阅读：852发布：2023-12-03

专利汇可以提供一种全负荷低NOX排放燃煤锅炉装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种全负荷低NOX排放燃煤锅炉装置，包括炉膛装置(2)，还包括再燃式燃烧器 (1)，所述再燃式燃烧器(1)设于所述炉膛装置(2)的侧壁上，旋风分离器(3)，所述旋风分离器(3)的顶端与所述炉膛装置(2)固定连接设置，其底部设有返料装置，并通过返料腿与所述炉膛装置(2)连通，以及烟气脱硝技术装置(5)，所述烟气脱硝技术装置(5)设于所述旋风分离器(3)的入口通道或其出口中心筒上。本实用新型的锅炉装置，使得选择性非催化还原 SNCR和选择性催化还原 SCR在最佳的反应温度进行脱氮，保证烟气NOX的净化技术具备良好脱硝效率，满足燃煤机组的全负荷低NOX排放水平要求。，下面是一种全负荷低NOX排放燃煤锅炉装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种全负荷低NOX排放燃煤锅炉装置，包括炉膛装置(2)和尾部竖井(4)，所述尾部竖井(4)为倒U型结构，其特征在于，所述锅炉装置还包括：
再燃式燃烧器(1)，所述再燃式燃烧器(1)一端伸入炉膛装置(2)内部，实现与所述炉膛装置(2)的连接；
旋风分离器(3)，所述旋风分离器(3)的顶端与所述炉膛装置(2)固定连接设置，其底部设有返料装置，并通过返料腿与所述炉膛装置(2)连通；以及
烟气脱硝技术装置(5)，所述烟气脱硝技术装置(5)设于所述旋风分离器(3)的入口通道或其出口中心筒上，以此结构实现燃煤烟气的低NOX排放。
2.根据权利要求1所述的一种全负荷低NOX排放燃煤锅炉装置，其特征在于，所述再燃式燃烧器(1)的热负荷根据燃煤机组负荷工况、运行状况及脱硝工艺要求确定。
3.根据权利要求1所述的一种全负荷低NOX排放燃煤锅炉装置，其特征在于，所述烟气脱硝技术装置(5)为选择性非催化还原装置或选择性催化还原装置。
4.根据权利要求3所述的一种全负荷低NOX排放燃煤锅炉装置，其特征在于，所述选择性非催化还原装置设于所述旋风分离器(3)的入口处，其要求反应温度为830℃～1000℃。
5.根据权利要求3或4所述的一种全负荷低NOX排放燃煤锅炉装置，其特征在于，所述选择性催化还原装置设于所述尾部竖井(4)合适的温度区域，且要求反应温度为300℃～450℃。

说明书全文

一种全负荷低NOX排放燃煤 锅炉装置

技术领域

[0001] 本实用新型属于锅炉制造与改造技术领域，更具体地，涉及一种全负荷低NOX排放燃煤锅炉装置。

背景技术

[0002] 流化床燃烧技术是一种燃烧化石燃料、固体废物和生物质燃料的先进清洁燃烧技术，通过直接将石灰石添加到炉膛实现燃烧过程中脱硫(SOX)的目的。

[0003] 尽管流化床锅炉具有低NOX排放特性，但是随着国家对环保的重视，燃煤锅炉烟气排放的标准越来越严格。国家发展和改革委员会、环境保护部、国家能源局联合发布的关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020)》的通知指出：我国东部地区新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限制(即在基准氧含量6％条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米)，中部地区新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值，鼓励西部地区新建机组接近或达到燃气轮机组排放限值。目前烟气NOX的净化技术主要有选择性非催化还原(SNCR)和选择性催化还原(SCR)等脱硝技术，但是由于燃煤锅炉在低负荷燃烧过程中，难以满足SNCR的最佳反应脱硝温度区间(850℃～1100℃)和SCR的最佳反应脱硝温度区间(300℃～450℃)，导致实际工程氨/尿素耗量偏高、烟气中氨逃逸严重超标，空气预热器入口烟气飞灰中硫酸氢氨含量严重偏高，空气预热器设备严重堵灰，甚至出现NOX排放难以达到50mg/m3这一最高上限。

[0004] 研究数据表明，在炉膛换热过程中传热量的大小与炉膛受热面、进入炉膛的燃料量密切相关。在锅炉负荷发生变化时，炉膛出口烟温随负荷的大小而升降。烟气NOX的净化技术(如选择性非催化还原SNCR和选择性催化还原SCR)都有最佳工况(如反应温度和反应时间)，在燃煤机组低负荷运行过程中，炉膛出口烟温往往降低到烟气NOX的净化技术最佳反应温度区间外。此时，为了降低低负荷工况下烟气中NOX排放水平，需要大幅度增加氨/尿素喷入量，造成氨/尿素耗量和氨逃逸急剧上升。同时由于烟气飞灰中NH4HSO4的含量升高，增大锅炉尾部受热面的堵灰风险，严重影响到燃煤机组的稳定运行。实用新型内容

[0005] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种全负荷低NOX排放燃煤锅炉装置，其目的在于，结合燃煤机组运行状况，适时调节选择性非催化还原(SNCR)或者选择性催化还原(SCR)等脱硝技术的反应温度，进而提高燃煤锅炉全负荷过程的脱硝效率，保证燃煤运行过程具有良好的稳定、安全和环保性能。

[0006] 为了实现上述目的，本实用新型提供一种全负荷低NOX排放燃煤锅炉装置，包括炉膛装置和尾部竖井，所述尾部竖井为倒U型结构，其特征在于，所述锅炉装置还包括：

[0007] 再燃式燃烧器，所述再燃式燃烧器一端伸入炉膛装置内部，实现与所述炉膛装置的连接；

[0008] 旋风分离器，所述旋风分离器的顶端与所述炉膛装置固定连接设置，其底部设有返料装置，并通过返料腿与所述炉膛装置连通；以及

[0009] 烟气脱硝技术装置，所述烟气脱硝技术装置设于所述旋风分离器的入口通道或其出口中心筒上，以此结构实现燃煤烟气的低NOX排放。

[0010] 进一步地，所述再燃式燃烧器的热负荷根据燃煤机组负荷工况、运行状况及脱硝工艺要求确定。

[0011] 进一步地，所述烟气脱硝技术装置为选择性非催化还原装置或选择性催化还原装置。

[0012] 进一步地，所述选择性非催化还原装置设于所述旋风分离器的入口处，其要求反应温度为830℃～1000℃。

[0013] 进一步地，所述选择性催化还原装置设于所述尾部竖井合适的温度区域，且要求反应温度为300℃～450℃。

[0014] 总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

[0015] (1)本实用新型的全负荷低NOX排放燃煤锅炉装置，在炉膛出口合理区域布置一定数量的“再燃式燃烧器”，在低负荷工况炉膛出口烟气温度下降时，启动“再燃式燃烧器”提高炉膛出口位置烟气温度，使得选择性非催化还原SNCR和选择性催化还原SCR在最佳的反应温度进行脱氮，保证烟气NOX的净化技术具备良好脱硝效率，满足燃煤机组的全负荷低NOX排放水平要求。

[0016] (2)本实用新型的全负荷低NOX排放燃煤锅炉装置，“再燃式燃烧器”结构装置燃烧器可以采用包括轻质柴油、天然气、液化石油气、人工燃气和矿井气等在内的多种燃料，便于使用。附图说明

[0017] 图1为本实用新型实施例一种全负荷低NOX排放燃煤锅炉装置的布置示意图。

[0018] 图1中，相同的附图标记表示同一个结构元件，其中：1-再燃式燃烧器、2-炉膛装置、3-旋风分离器、4-尾部竖井、5-烟气脱硝技术装置。

具体实施方式

[0019] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0020] 图1为本实用新型实施例一种全负荷低NOX排放燃煤锅炉装置的布置示意图。如图1所示，在300MW循环流化床锅炉(CFB)锅炉上安装一种CFB锅炉全负荷低NOX排放装置，该装置包括再燃式燃烧器1、炉膛装置2、旋风分离器3、尾部竖井4以及烟气脱硝技术装置5。

[0021] 如图1所示，再燃式燃烧器1设于炉膛装置2的一侧壁上，且一端伸入炉膛装置2内部，旋风分离器3设于该炉膛装置2的另一侧壁上，，且于该炉膛装置2的两端部固定连接，该炉膛装置2与旋风分离器3的顶部之下设有烟气脱硝技术装置5，尾部竖井4为倒U型结构，一端插入旋风分离器3内部。

[0022] 工作时，在炉膛出口合理区域布置一定数量的“再燃式燃烧器”，在低负荷工况炉膛出口烟气温度下降时，启动“再燃式燃烧器”提高炉膛出口位置烟气温度，使得选择性非催化还原SNCR和选择性催化还原SCR在最佳的反应温度进行脱氮，保证烟气NOX的净化技术具备良好脱硝效率，满足燃煤机组的全负荷低NOX排放水平要求。其中，“再燃式燃烧器”结构装置中燃烧器可以采用轻质柴油、天然气、液化石油气、人工燃气和矿井气等多种燃料。“再燃式燃烧器”热负荷需要结合燃煤机组负荷工况、锅炉的运行状况、脱硝工艺要求和“再燃式燃烧器”燃料特性等因素进行调节。

[0023] 本实用新型提出一种CFB锅炉全负荷低NOX排放装置，通过在炉膛出口区域设置“再燃式燃烧器”装置，改善和优化燃煤锅炉全负荷过程选择性非催化还原(SNCR)或选择性催化还原(SCR)等脱硝技术的反应温度，提高燃煤锅炉全负荷过程的脱硝效率，对有效控制污染物NOX排放具有积极有益效果。另外，燃烧器可以使用包括轻质柴油、天然气、液化石油气、人工燃气和矿井气等在内的多种燃料，适于根据使用地情况选择最经济的燃料。

[0024] 采用热平衡计算发现：在50％锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况下，将流化床炉膛出口位置烟气(约193.4kg/s)和循环物料(约481.0kg/s)由750℃加热到850℃，分别需要向炉膛出口位置区域输入25.5MJ/s和54.5MJ/s热量，天然气总输入总量约8344m3/h。即50％BMCR工况下“再燃式燃烧器”的输入热负荷占输入炉内总热负荷17.2％，能够满足SNCR最佳脱硝温度要求，提高了低负荷工况SNCR脱硝技术的脱硝效率。

[0025] 300MW CFB机组在50％BMCR运行负荷下，在分离器入口烟道布置的SNCR脱硝技术的反应温度约750℃，严重偏离SNCR最佳脱硝温度区间850℃～1100℃，因此需要启动“再燃式燃烧器”用于提高SNCR脱硝技术的反应温度。

[0026] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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