阅读说明：本技术 一种用于水煤浆循环流化床低负荷降低氮氧化物系统 (Low-load nitrogen oxide reduction system for water-coal-slurry circulating fluidized bed ) 是由 董强 徐辉 李鲁宁 曲同超 杜少军 李维群 于 2020-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于水煤浆循环流化床低负荷降低氮氧化物系统,包括流化床,流化床的炉膛内腔从下往上分为流化燃烧区、悬浮燃烧区和燃尽区,流化床底部设有一次风室,流化燃烧区与悬浮燃烧区处安装分散机构,分散机构连接供浆泵,燃尽区连通分离器,分离器连接烟气箱,烟气箱内安装两个空气预热器,两个空气预热器分别连接一次风管和二次风管,一次风管和二次风管一端连接流化床,一次风管和二次风管的另一端均连接送风机,烟气箱的底部通过排烟管连接烟囱,排烟管上安装引风机,排烟管与一次风管和二次风管间均安装循环管,循环管上安装循环风机。控制流化床内氧含量从而降低NOx的生成,并在悬浮燃烧区对NOx进行还原,从而降低NOx的生成浓度。(The invention discloses a low-load nitrogen oxide reduction system for a water-coal-slurry circulating fluidized bed, which comprises a fluidized bed, wherein a hearth inner cavity of the fluidized bed is divided into a fluidized combustion area, a suspension combustion area and a burnout area from bottom to top, a primary air chamber is arranged at the bottom of the fluidized bed, a dispersion mechanism is arranged at the fluidized combustion area and the suspension combustion area and is connected with a slurry supply pump, the burnout area is communicated with a separator, the separator is connected with a flue gas box, two air preheaters are arranged in the flue gas box and are respectively connected with a primary air pipe and a secondary air pipe, one ends of the primary air pipe and the secondary air pipe are connected with the fluidized bed, the other ends of the primary air pipe and the secondary air pipe are both connected with a blower, the bottom of the flue gas box is connected with a chimney through a smoke exhaust pipe, an. The oxygen content in the fluidized bed is controlled to reduce the generation of NOx, and the NOx is reduced in the suspension combustion zone to reduce the generation concentration of NOx.)

一种用于水煤浆循环流化床低负荷降低氮氧化物系统

技术领域

本发明涉及水煤浆流化床技术领域，具体为一种用于水煤浆循环流化床低负荷降低氮氧化物系统。

背景技术

循环流化床锅炉燃用煤基清洁燃料水煤浆，是降低烟气污染物有效燃烧方式，但是在实际锅炉运行使用过程，随着外界需求锅炉动态变量调整，特别在低负荷运行时，运行氧量偏高，对氮氧化物的控制能力较为低下，生成氮氧化物初始浓度偏大，在300mg/Nm³左右，锅炉负荷低于50％以下运行时氮氧化物排放浓度升高超标，导致流化床低负荷运行时对环境造成的污染加剧，为此我们提出一种用于水煤浆循环流化床低负荷降低氮氧化物系统用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于水煤浆循环流化床低负荷降低氮氧化物系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于水煤浆循环流化床低负荷降低氮氧化物系统，包括流化床，所述流化床的炉膛内腔从下往上分为流化燃烧区、悬浮燃烧区和燃尽区，所述流化燃烧区底部的流化床上设有一次风室，所述流化燃烧区与悬浮燃烧区相交处的流化床外壁安装分散机构，所述分散机构连接供浆泵，所述燃尽区连通分离器，所述分离器连接烟气箱，所述烟气箱内安装两个空气预热器，两个所述空气预热器分别连接一次风管和二次风管，所述一次风管的一端固定连接一次风室，所述二次风管的另一端连接旋风进气管，所述旋风进气管连通悬浮燃烧区，所述一次风管和二次风管的另一端均连接送风机，所述烟气箱的底部通过排烟管连接烟囱，所述排烟管上安装引风机，所述排烟管与一次风管和二次风管间均安装循环管，所述循环管上安装循环风机。

优选的一种实施案例，所述分散机构包括分散腔，所述流化床的侧壁一体成型设有分散腔，所述分散腔的一端固定安装进料管，所述进料管连接供浆泵，所述分散腔的底部固定安装辅助风室，所述辅助风室的底部与一次风管间安装辅助风管，所述辅助风室的顶部内壁间固定安装导料板，所述导料板上固定安装多个风帽。

优选的一种实施案例，所述分散腔为喇叭口状结构，所述导流板靠近进料管的一端坡度小于靠近流化床的一端，便于水煤浆飞散，所述辅助风管上安装有调节阀，便于控制辅助进风量。

优选的一种实施案例，所述空气预热管包括分散箱和聚集箱，所述烟气箱的两侧内壁分别固定安装两个分散箱和聚集箱，两个所述分散箱和聚集箱分别连接一次风管和二次风管，所述分散箱和聚集箱的外壁间固定套接多个换热片，所述换热片的两侧侧壁均固定贯穿多个翅片。

优选的一种实施案例，所述换热片两侧的翅片交错分布，且翅片伸入换热片内腔的长度小于换热片内腔的宽度。

优选的一种实施案例，所述旋风进气管包括Y型管，所述Y型管的一端固定连接二次风管，所述Y型管的另外两端分别固定套接在环形管的两侧外壁，所述环形管固定套接在悬浮燃烧区处的流化床外壁上，所述环形管的内壁固定套接多个吹风管，所述吹风管固定贯穿流化床的外壁，所述吹风管靠近流化床内腔的一端一体成型设有加速口，所述吹风管和加速口的内壁固定安装螺旋轨道。

优选的一种实施案例，多个所述吹气管均沿环形管的圆周方向倾斜安装，所述加速口为中空圆台结构，且加速口的大径端固定连接吹气管，所述加速口的小径端固定安装防尘网。

优选的一种实施案例，所述烟气箱与引风机间的排气管上安装除尘器，所述循环管上固定安装有单向阀。

优选的一种实施案例，所述流化床内腔、烟气箱内腔和烟囱的内腔均安装有传感器，所述供浆泵、送风机、循环风机均电连接控制器，所述传感器和控制器均电连接DCS系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、水煤浆通过分散机构均分分散，大块煤块均匀掉落在流化燃烧区，小颗粒煤粒均匀悬浮在悬浮燃烧区，便于燃烧；

2、二次进风通过旋风进气管螺旋加速，从而螺旋吹向悬浮燃烧区，使得悬浮燃烧区内的小颗粒煤粒、烟尘、氮氧化物及流化燃烧区不完全燃烧产生的还原性气体混合反应，从而对氮氧化物进行还原，降低氮氧化物浓度；

3、通过空气预热器对一次进风管和二次进风管内的空气进行预热，降低燃烧耗能，提高能源利用率；

4、控制循环风机对排烟管内的烟气抽取量，从而调节流化床内的空气氧含量，在流化床低负荷运行时，不影响流化风量的同时降低炉膛内的空气氧含量，从而降低NOx的生成。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中空气预热器结构示意图；

图3为本发明图1中A处结构放大结构示意图；

图4为本发明中旋风进气管结构示意图。

图中：1流化床、2流化燃烧区、3悬浮燃烧区、4燃尽区、5分散机构、51分散腔、52进料管、53导料板、54风帽、55辅助风室、56辅助风管、6分离器、7二次风管、8空气预热器、81分散箱、82聚集箱、83换热片、84翅片、9旋风进气管、91Y型管、92环形管、93吹风管、94加速口、95螺旋轨道、10烟气箱、11供浆泵、12一次风室、13一次风管、14送风机、15循环风机、16循环管、17排烟管、18除尘器、19引风机、20烟囱、12传感器、22控制器、23DCS系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种用于水煤浆循环流化床低负荷降低氮氧化物系统，包括流化床1，流化床1的炉膛内腔从下往上分为流化燃烧区2、悬浮燃烧区3和燃尽区4，流化燃烧区2底部的流化床1上设有一次风室12，流化燃烧区2与悬浮燃烧区3相交处的流化床1外壁安装分散机构5，分散机构5连接供浆泵11，燃尽区4连通分离器6，分离器6连接烟气箱10，烟气箱10内安装两个空气预热器8，两个空气预热器8分别连接一次风管13和二次风管13，一次风管13的一端固定连接一次风室12，二次风管7的另一端连接旋风进气管9，旋风进气管9连通悬浮燃烧区3，一次风管13和二次风管7的另一端均连接送风机14，烟气箱10的底部通过排烟管17连接烟囱20，排烟管17上安装引风机19，排烟管17与一次风管13和二次风管7间均安装循环管16，循环管16上安装循环风机15。供浆泵11向流化床1内提供水煤浆，一次风管13和二次风管7通过送风机14分别向流化燃烧区2和悬浮燃烧区3提供空气，水煤浆通过分散机构5均分分散在流化床1内，较重的煤块掉落到流化燃烧区2内燃烧，一次风室12向上吹风，使得重量较小的煤粒、灰尘和流化燃烧区2内燃烧产生的气体在悬浮燃烧区3悬浮燃烧，使得流化燃烧区3燃烧的氮氧化物在悬浮燃烧区被小颗粒煤粒还原，降低氮氧化物浓度，最终在燃尽区4完全燃烧，烟气通过分离器6分离，使得颗粒物回流到流化床1内，烟气进入烟气箱10，通过空气预热器8对一次进风管13和二次进风管7内的空气进行预热，最终通过排烟管17和引风机19排至烟囱20，循环风机15通过循环管16抽取排烟管17内的烟气，从而控制一次进风和二次进风的氧含量，在流化床1低负荷运行时，不影响流化风量的同时降低炉膛内的空气氧含量，从而降低NOx的生成。

分散机构5包括分散腔51，流化床1的侧壁一体成型设有分散腔51，分散腔51的一端固定安装进料管52，进料管52连接供浆泵11，分散腔51的底部固定安装辅助风室55，辅助风室55的底部与一次风管13间安装辅助风管56，辅助风室55的顶部内壁间固定安装导料板53，导料板53上固定安装多个风帽54，水煤浆通过进料管52进入分散腔51内并沿导料板53下滑，辅助风管56向辅助风室55内吹气，从而使得多个风帽54对水煤浆进行吹动，使得水煤浆分散至流化床1内，达到水煤浆均匀分布的效果，便于燃烧。

分散腔51为喇叭口状结构，导流板53靠近进料管52的一端坡度小于靠近流化床1的一端，便于水煤浆飞散，辅助风管56上安装有调节阀，便于控制辅助进风量。

空气预热管8包括分散箱81和聚集箱82，烟气箱10的两侧内壁分别固定安装两个分散箱81和聚集箱82，两个分散箱81和聚集箱82分别连接一次风管13和二次风管7，分散箱81和聚集箱82的外壁间固定套接多个换热片83，换热片82的两侧侧壁均固定贯穿多个翅片84，换热片83两侧的翅片84交错分布，且翅片84伸入换热片83内腔的长度小于换热片83内腔的宽度，则一次进风和二次进风进入分散箱81后分散到多个换热片83内，多个换热片83通过翅片84增大与烟气的接触面积，提高换热效率，使得一次进风和二次进风快速预热，降低燃烧耗能，提高能源利用率。

旋风进气管9包括Y型管91，Y型管91的一端固定连接二次风管7，Y型管91的另外两端分别固定套接在环形管92的两侧外壁，环形管92固定套接在悬浮燃烧区3处的流化床1外壁上，环形管92的内壁固定套接多个吹风管93，吹风管93固定贯穿流化床1的外壁，吹风管93靠近流化床1内腔的一端一体成型设有加速口94，吹风管93和加速口94的内壁固定安装螺旋轨道95，多个吹气管93均沿环形管92的圆周方向倾斜安装，加速口94为中空圆台结构，且加速口94的大径端固定连接吹气管93，加速口94的小径端固定安装防尘网，二次进风通过Y型管91进入环形管92，从而环形分布在流化床1圆周方向，通过多个吹气管93吹入流化床1内，气体通过螺旋轨道95进行螺旋前进，并通过加速口94进行压缩加速，从而螺旋吹向悬浮燃烧区3，使得悬浮燃烧区3内的小颗粒煤粒、烟尘和氮氧化物均匀混合，流化燃烧区2产生的不完全燃烧气体(如CO)也与氮氧化物在悬浮燃烧区进行缓和还原，从而降低氮氧化物浓度。

烟气箱10与引风机19间的排气管17上安装除尘器18，循环管16上固定安装有单向阀。

流化床1内腔、烟气箱10内腔和烟囱20的内腔均安装有传感器21，供浆泵11、送风机14、循环风机15均电连接控制器22，传感器21和控制器22均电连接DCS系统23，DCS系统23通过传感器21探测流化床1内温度、床压，烟气箱10内氧浓度和烟囱20内的氮氧化物浓度，从而通过控制器22控制供浆泵11、送风机14和循环风机15的功率，调节流化床1内的空气氧含量，降低NOx的生成，达到减排的效果。

工作原理：本发明使用时，水煤浆通过供浆泵11进入进料管52并沿导料板53下滑，一次风管13和二次风管7通过送风机14分别向流化燃烧区2和悬浮燃烧区3提供空气，辅助风管56向辅助风室55内吹气，从而使得多个风帽54对水煤浆进行吹动，使得水煤浆分散至流化床1内，大块煤块均匀掉落到流化燃烧区2进行燃烧，小颗粒煤粒均匀悬浮在悬浮燃烧区3内，二次进风通过Y型管91进入环形管92，从而环形分布在流化床1圆周方向，通过多个吹气管93吹入流化床1内，气体通过螺旋轨道95进行螺旋前进，并通过加速口94进行压缩加速，从而螺旋吹向悬浮燃烧区3，使得悬浮燃烧区3内的小颗粒煤粒、烟尘和氮氧化物均匀混合，流化燃烧区2产生的不完全燃烧气体(如CO)也与氮氧化物在悬浮燃烧区进行缓和还原，从而降低氮氧化物浓度，燃尽区4燃烧结束的烟气通过分离器6分离，烟气进入烟气箱10内，从而通过空气预热器8对一次进风管13和二次进风管7内的空气进行预热，降低燃烧耗能，提高能源利用率，最终烟气通过除尘器18除尘后通过引风机19和排烟管17排至烟囱20，DCS系统23通过传感器21探测流化床1内温度、床压，烟气箱10内氧浓度和烟囱20内的氮氧化物浓度，从而通过控制器22控制供浆泵11、送风机14和循环风机15的功率，控制循环风机15对排烟管17内的烟气抽取量，从而调节流化床1内的空气氧含量，在流化床1低负荷运行时，不影响流化风量的同时降低炉膛内的空气氧含量，从而降低NOx的生成。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。