阅读说明：本技术 一种用于低氮锅炉上的烟气再循环系统 (Flue gas recirculation system for low-nitrogen boiler ) 是由 常栩生 谭超 陶思凡 于 2019-10-31 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于低氮锅炉上的烟气再循环系统,包括风机、燃烧器、锅炉、省煤器,所述风机的空气入口处连接有混合筒,所述锅炉的烟气出口管线上设有烟气循环管道,该烟气循环管道与所述混合筒连接；所述烟气循环管道上设有流量调节机构；该流量调节机构包括平行于所述烟气循环管道的横截面的中轴线上的转轴、与所述烟气循环管道的横截面匹配的挡板、以及控制所述转轴轴向旋转的伺服电机；所述转轴的两端穿过所述烟气循环管道管壁上的两个位置对应的圆孔,所述挡板置于烟气循环管道内部。与现有技术相比,本发明具有烟气循环量调节准确方便,有效降低氮氧化物排放值等优点。(The invention relates to a flue gas recirculation system for a low-nitrogen boiler, which comprises a fan, a combustor, a boiler and an economizer, wherein an air inlet of the fan is connected with a mixing cylinder, a flue gas outlet pipeline of the boiler is provided with a flue gas circulation pipeline, and the flue gas circulation pipeline is connected with the mixing cylinder; the flue gas circulating pipeline is provided with a flow regulating mechanism; the flow regulating mechanism comprises a rotating shaft, a baffle plate and a servo motor, wherein the rotating shaft is parallel to the central axis of the cross section of the flue gas circulating pipeline, the baffle plate is matched with the cross section of the flue gas circulating pipeline, and the servo motor controls the rotating shaft to rotate axially; the two ends of the rotating shaft penetrate through the round holes corresponding to the two positions on the pipe wall of the flue gas circulation pipeline, and the baffle is arranged inside the flue gas circulation pipeline. Compared with the prior art, the invention has the advantages of accurate and convenient adjustment of the flue gas circulation amount, effective reduction of the emission value of nitrogen oxides and the like.)

一种用于低氮锅炉上的烟气再循环系统

技术领域

本发明涉及热能动力和锅炉领域，尤其是涉及一种用于低氮锅炉上的烟气再循环系统。

背景技术

为有效控制燃气锅炉氮氧化物排放，减少PM2.5二次生成，目前很多地区已明确锅炉烟气中氮氧化物排放标准不能高于50mg/立方米，且锅炉烟气排放温度宜低于110℃。很多在用锅炉排放标准都不能达到最新地区规定的排放标准，排烟温度很难降到标准值以下，目前最基本的技术就是整体更换锅炉或整体更换燃烧器，这一方面会造成整体更换设备设施改造成本高，施工周期长；另一方面，锅炉排烟温度太高，造成热能浪费。另外，现有的锅炉烟气在循环装置无法实现灵活的调节烟气循环量，无法根据不同的排放标准进行适应性调节，或者虽然有些循环装置通过蝶阀对循环烟气量进行调节，然而蝶阀调节精度不佳，采用高精度的阀门价格较贵，不能满足经济实用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的烟气量调节困难缺陷而提供一种烟气容易调节用于低氮锅炉上的烟气再循环系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于低氮锅炉上的烟气再循环系统，包括风机、燃烧器、锅炉、省煤器，所述风机的空气入口处连接有混合筒，所述锅炉的烟气出口管线上设有烟气循环管道，该烟气循环管道与所述混合筒连接；所述烟气循环管道上设有流量调节机构；该流量调节机构包括平行于所述烟气循环管道的横截面的中轴线上的转轴、与所述烟气循环管道的横截面匹配的挡板、以及控制所述转轴轴向旋转的伺服电机；所述转轴的两端穿过所述烟气循环管道管壁上的两个位置对应的圆孔，所述挡板置于烟气循环管道内部。

本发明在原有燃烧器上进行设计，通过加装烟气再循环(FGR)装置，不需要整体更换设备设施就能达到有效控制氮氧化物排放值的效果，大大节约了成本。

本发明通过设计一个结构简单的调节板，通过调节板的旋转角度改变烟气循环管道的流通截面积，并且通过伺服电机控制调节板的旋转角度，利用伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确的特性，实现对烟气循环量的精确调节，有利于提高调节精度。

并且新鲜空气和循环烟气通过混合筒进行混合后再进入燃烧器，提高进入燃烧器的气体均匀程度，保证燃烧质量；烟气与新鲜空气预混后降低了燃烧风的含氧量，从而使得燃烧温度降低，烟气排放温度也将随之降低，减少了热能浪费。

所述的烟气循环管道为圆形管道，所述挡板为圆形挡板。

所述伺服电机的机壳固定于所述烟气循环管道的管壁外侧，所述伺服电机的输出轴与所述转轴连接。

位于所述烟气循环管道外部的转轴上固定一连接杆，该连接杆与所述转轴垂直；所述连接杆的端部下方固定一连接螺栓，该连接螺栓与所述转轴平行；所述烟气循环管道上固定连接一扇形连接板，该扇形连接板表面上设有一条沿扇形的圆弧方向布置的长条形通孔；所述连接螺栓穿过该长条形通孔，并且通过位于所述扇形连接板上、下表面的配套螺母固定于扇形连接板上。

当伺服电机完成定位后，通过连接螺栓和配套的螺母实现连接杆以及转轴的固定，从而使挡板保持在固定的旋转角，防止伺服电机长时间开启受力，影响伺服电机的寿命。

所述风机、燃烧器、锅炉、省煤器和烟气循环管均设有两套，并且两套装置呈对称布置。

所述流量调节机构设于烟气循环管道靠近混合筒的一端。

所述烟气循环管道上设有保温层，对FGR进行保温处理，有效防止烟气冷凝水产生。

本发明还包括PLC控制器，所述锅炉的排烟管道上设有氮氧化物传感器，所述PLC控制器与伺服电机和氮氧化物传感器信号连接。通过PLC控制器，实现系统自动根据排烟的氮氧化物传感器含量，进行调节。

所述混合筒的空气入口连接空气加热器，该空气加热器的管程通入空气，空气加热器的壳程入口与锅炉的出水管连接，空气加热器壳程出口与锅炉的入水管连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)通过伺服电机带动调节板实现烟气循环量的高效、精确的调整，实现对烟气循环量的精确调节，有利于提高调节精度，可通过控制烟气的再循环量来满足不同的排放需求；

(2)循环的烟气和空气先进行预混合，使进入燃烧器的气体更加均匀，有利于燃烧的均匀性，提高燃烧质量；

(3)当系统稳定后，调节板的位置稳定，通过匹配的连接杆、连接螺栓、螺母、扇形连接板实现将调节板位置固定，避免伺服电机长时间工作，造成能源浪费以及伺服电机的受损；

(4)对烟气循环管道FGR进行保温处理，有效防止烟气冷凝水产生；

(5)利用锅炉产生的热水或者蒸汽对新鲜空气进行预热，保证了进入燃烧器的气体温度，有利于提高燃烧效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的工作原理图；

图3为本发明中流量调节机构的主视结构示意图；

图4为本发明中扇形连接板的结构示意图；

图中，1为锅炉，2为混合筒，3为风机，4为燃烧器，5为省煤器，6为挡板，7为转轴，8为伺服电机，9为连接杆，10为连接螺栓，11为螺母，12为扇形连接板，13为烟气循环管道，14为长条形通孔，15为进风口，16为烟气，17为循环烟气。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例

一种用于低氮锅炉上的烟气再循环系统，如图1所示，沿空气流动方向，包括依次连接的混合筒2、风机3、燃烧器4、锅炉1、省煤器5，锅炉1的烟气出口管线上设有烟气循环管道13，该烟气循环管道13与混合筒2连接，混合筒2上设有进风口15，新鲜空气从进风口15进入系统；风机3、燃烧器4、锅炉1、省煤器5和烟气循环管13均设有两套，并且两套装置呈对称布置。混合筒2的空气入口连接空气加热器，该空气加热器的管程通入空气，空气加热器的壳程入口与锅炉1的出水管连接，空气加热器壳程出口与锅炉1的入水管连接。

如图2所示，本发明的原理为空气和烟气循环管道13来的循环烟气17混合后，进入燃烧器4，为燃料提供氧气，在锅炉1的炉膛中进行燃烧，然后产生的烟气16一部分经过烟气循环管道13与新鲜空气混合，一部分排出。

烟气循环管道13为圆形管道，并且烟气循环管道13上设有保温层，该圆形管道上设有流量调节机构，流量调节机构设于烟气循环管道13靠近混合筒2的一端。如图3所示，该流量调节机构包括平行于烟气循环管道13的横截面的中轴线上的转轴、与烟气循环管道13的横截面匹配的圆形挡板6、以及控制转轴轴向旋转的伺服电机8；转轴的两端穿过烟气循环管道13管壁上的两个位置对应的圆孔，挡板6置于烟气循环管道13内部；伺服电机8的机壳固定于烟气循环管道13的管壁外侧，伺服电机8的输出轴与转轴连接；位于烟气循环管道13外部的转轴上固定一连接杆9，该连接杆9与转轴垂直；连接杆9的端部下方固定一连接螺栓10，该连接螺栓10与转轴平行；如图4所示，烟气循环管道13上固定连接一扇形连接板12，该扇形连接板12表面上设有一条沿扇形的圆弧方向布置的长条形通孔14；连接螺栓10穿过该长条形通孔14，并且通过位于扇形连接板12上、下表面的配套螺母11固定于扇形连接板12上，通过设置配套的调节机构中的挡板固定组件，可以在系统稳定运行后，将挡板位置机械固定，从而避免伺服电机长时间运行。

本实施例的系统中设有PLC控制器，锅炉1的排烟管道上设有氮氧化物传感器，PLC控制器与伺服电机8和氮氧化物传感器信号连接，可以在调节阶段实现自动调节，如果氮氧化物传感器检测到氮氧化物含量较多，不符合排放标准，则控制伺服电机8增加循环烟气的量，将氮氧化物降低到排放标准以下即可；其中氮氧化物传感器为在线式氮氧化物检测仪，适用于各种工业环境和特殊环境中的氮氧化物浓度连续在线检测，选用市售的机器即可，例如欧森杰OUSJ厂商的OS6-NOx在线式氮氧化物检测仪；PLC控制器采用化工自动化领域常用的控制器即可。

本发明在原有燃烧器上进行设计研究，通过加装FGR烟气再循环装置，不需要整体更换设备设施就能达到有效控制氮氧化物排放值的效果，大大节约了成本；对烟气循环管道FGR进行保温处理，有效防止烟气冷凝水产生；通过加装FGR挡板及伺服电机，可通过控制烟气的再循环量来满足不同的排放需求；烟气与新鲜空气预混后降低了燃烧风的含氧量，从而使得燃烧温度降低，烟气排放温度也将随之降低，减少了热能浪费。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。