專利名稱：耦合型脫硝系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃煤燃燒器耦合脫硝系統(tǒng)，涉及能源、電力領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，火力發(fā)電設(shè)備的生產(chǎn)現(xiàn)狀存在以下幾個特點其一、煤種多變。鍋爐是按單一煤種設(shè)計的，運行的爐前煤一旦偏離設(shè)計煤種時， 因燃燒工況得不到保證，燃燒質(zhì)量(點火、穩(wěn)定燃燒和燒燼)下降，必然影響鍋爐的安全性和經(jīng)濟性。媒質(zhì)變動是絕對的，尤其是目前煤炭市場形勢多變的狀況下，電廠為了降低發(fā)電成本，主動選用價低劣煤等原因，若想確保按鍋爐設(shè)計煤種為電廠供煤是做不到的，鍋爐安全性和經(jīng)濟性受到影響是必然的。其二、節(jié)省低負荷穩(wěn)燃用油，鍋爐應(yīng)在40 50%低負荷不投油，。其三、提高燃燒器的穩(wěn)燃能力，節(jié)省點火用油。原有燃燒器穩(wěn)燃能力差和點火工藝過程存在問題，耗費了大量燃料油，分析認為在點火方面鍋爐存在較大節(jié)油空間。其四、提高燃燒器性能，取代傳統(tǒng)的燃燒器，為鍋爐節(jié)能創(chuàng)造條件。第五、由于燃燒的過程中產(chǎn)生的硝化物、硫化物，直接排放到大氣中會對空氣產(chǎn)生污染，造成酸雨、影響臭氧層，并且氣體本身有毒，影響人體呼吸道系統(tǒng)，嚴重時會對人體健康產(chǎn)生影響。所以基于上述內(nèi)容，急需設(shè)計一種燃燒效果好、性能穩(wěn)定、適應(yīng)煤種多變等特點的燃燒器。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明提供一種新型的燃煤燃燒器耦合脫硝系統(tǒng)，解決上述問題。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)耦合型脫硝系統(tǒng)，包括安裝雙通道燃燒器的鍋爐，鍋爐與催化反應(yīng)室連接，并在催化反應(yīng)室的入口處的管道內(nèi)設(shè)置有噴氨格柵，所述噴氨格柵通過管路與外部氨氣供給系統(tǒng)連接，所述催化反應(yīng)室的出口位于底部并且在催化反應(yīng)室的下部出口處設(shè)置有空氣預熱器，所述催化反應(yīng)室內(nèi)部縱向設(shè)置有多個反應(yīng)層。所述氨氣供給系統(tǒng)包括液氨儲罐、氨蒸發(fā)器、氨緩沖槽、氨氣空氣混合器和稀釋風機，所述液氨儲罐與氨蒸發(fā)器連接，氨蒸發(fā)器將氣態(tài)氨輸送到氨緩沖槽，所述氨緩沖槽的出口通過管路連接到氨氣空氣混合器，并且所述稀釋風機通過管路連接到氨氣空氣混合器， 氨氣空氣混合器的出口管路連接到所述噴氨格柵。所述雙通道燃燒器包括本體，本體上設(shè)置有上下兩個一次風道，所述兩個一次風道之間具有一個高度差，并且在兩個一次風道中間的本體上設(shè)置有一個水平設(shè)置的點火油槍，所述點火油槍的頭部伸入到本體內(nèi)部的回流空間，所述回流空間位于上部一次風道的下部、下部一次風道的側(cè)部，對應(yīng)所述兩個一次風道的流向，在本體的對應(yīng)表面分別設(shè)置有兩個風道出口，在每個風道出口的內(nèi)側(cè)分別設(shè)置有一個蝶閥控制風量。在本體兩側(cè)后部分別設(shè)置有腰部風箱，并在本體的端部設(shè)置有腰風噴嘴，所述腰風噴嘴分別設(shè)置于下部一次風道的兩側(cè)。上、下兩股一次風分別進入燃燒室上、下部分，左、右側(cè)分別設(shè)有2只腰風噴嘴，腰風來至后部風箱，腰風來至就地二次風箱，風道中設(shè)有蝶閥控制風量，風箱中部裝有容量為 100kg/h的點火油槍。雙通道燃燒器相當于一個燃燒室，方型燃燒器筒體內(nèi)分上、下設(shè)置兩只一次風噴嘴；兩支噴嘴之間形成一突擴空間即回流空間；回流空間的左、右側(cè)設(shè)置兩只腰風噴嘴；流經(jīng)雙通道燃燒器的介質(zhì)可為冷風、溫風或高溫的二次風；空間中心位置設(shè)有100kg/h點火油槍，作為啟動點火油槍，另外，后部設(shè)有腰風風箱，外部接有風道，加裝了擋板風門，用來調(diào)節(jié)腰風風量，用以應(yīng)急備用。良好的燃燒器應(yīng)在1)自身應(yīng)能創(chuàng)造高溫環(huán)境。2、合理配風。幻靈活有效的調(diào)節(jié)手段等方面，能夠滿足鍋爐在諸多方面對火焰特性的要求。為此，雙通道燃燒器可以形成高溫區(qū)，創(chuàng)造有利燃燒條件(1)、雙通道燃燒器能夠依靠自身創(chuàng)建高溫區(qū)。有利煤粉提前著火，穩(wěn)定著火，燃燒室內(nèi)設(shè)有兩只一次風管，兩者拉開一定距高H，這就在受限空間內(nèi)形成一個突擴空間(即回流空間)，依據(jù)射流原理，因射流攜帶作用，回流空間內(nèi)形成一個負壓區(qū)，產(chǎn)生1300 1600°C的熱煙氣回流至燃燒器形成內(nèi)輻射和熱煙氣摻混，上、下一次風除自身升溫而外，煤粉可直接落入高溫回流區(qū)內(nèi)，有利煙粉著火，穩(wěn)定和燃燼。另外，燃燒室內(nèi)不大的有限空間容易建立起高溫區(qū)。再加上腰風可調(diào)節(jié)，改變?nèi)紵隣顟B(tài)，擴大了燃燒器適適能力。(2)、燃燒特性應(yīng)隨時滿足各方面的要求。例如著火點的距高，煤質(zhì)變化、過量空氣系數(shù)大小，火焰溫度特性等都直接影響鍋爐的安全性和經(jīng)濟性，雙通道燃燒器內(nèi)裝有可調(diào)節(jié)的腰風。通過腰風量的調(diào)節(jié)可以改變火焰特性，雙通道燃燒器的腰風取自于鍋爐前二次風的分風箱內(nèi)，風溫為280 320°C。也可取自鼓風機入口的常溫風。相對燃燒室內(nèi)爐煙而言腰風均屬“冷”介質(zhì)。調(diào)節(jié)腰風進入量就直接改變了回流區(qū)的溫度。隨之就改變了著火距離；雙通道燃燒器的有益效果表現(xiàn)在(1)擴大煤種適應(yīng)范圍，如果燃用著火難和劣質(zhì)煤時應(yīng)關(guān)小腰風，提高回流區(qū)溫度，著火容易；如果燃用優(yōu)質(zhì)煤則相反應(yīng)開大腰風。見圖(二)試驗曲線。(2)低負荷40 50%不投油。負荷大小因煤而異，腰風應(yīng)關(guān)小或全關(guān)。(3)防焦作用，腰風可以變煙氣性質(zhì)(氧化性或還原性)，改變灰熔點或形成風隔煤粉的雙重防焦作用。所述雙通道燃燒器的優(yōu)點1、能夠燃用多煤種已經(jīng)在燃用煙煤、褐煤、貧煤、無煙煤及劣質(zhì)煙煤等煤種的鍋爐上得以驗證，很好地解決了鍋爐因煤種變化而導致的燃燒不穩(wěn)定、飛灰可燃物高、結(jié)焦等問題，為保證鍋爐安全運行、降低運行成本，提供了有利條件。2、大幅度降低了低負荷穩(wěn)燃投油極限電網(wǎng)容量的增加至使大機組調(diào)峰勢在必行，倍壓機組的熱電聯(lián)產(chǎn)夏季需要低負荷運行，因此低負荷穩(wěn)燃則是一大難題。目前，多數(shù)機組只能采用投油助燃，以達到低負荷時穩(wěn)燃，使運行成本增加。雙通道燃燒器在燃用揮發(fā)份4. 6%的無煙煤礦，50%負荷運行不需投油助燃仍能穩(wěn)定的燃燒。3、提高鍋爐效率1 2. 5%由于煤粉燃燼度的提高，降低了大渣含碳量和飛灰可燃物。經(jīng)測試，不同的煤種、 爐型燃燒器改造后，其鍋爐效率均有不同程度的提高。4、提高了環(huán)保質(zhì)量與一般類型燃燒器想比較，其排煙中NOX含量可降低17 25%，并明顯降低了排煙黑度。5、系統(tǒng)簡單、改造十分容易對舊爐改造時，只需換一次風噴咀即可，無需增加輔助設(shè)備。根據(jù)煤種、鍋爐容量、 燃燒器布置形式，一般改造1 2層(一次風咀4 8)，改前做好備件安裝時間不超過3天。6、操作容易當燃用煤種或鍋爐負荷變化時，腰風可參與自動調(diào)節(jié)，只需適當調(diào)整燃燒器的腰風碟形風門即可穩(wěn)定燃燒。7、不結(jié)焦對于高熱值、高揮發(fā)份的煤種和有些地區(qū)的短渣易結(jié)焦煤種，可根據(jù)具體情況，采取有效的防渣措施，在雙通道燃燒器的設(shè)計上增加防結(jié)焦氣流風束，合理調(diào)節(jié)風門，有效地防止了燃燒器本身和爐膛結(jié)焦。8、雙通道燃燒器采用耐高溫、耐磨損材料制造，使用壽命長。9、冷爐點火可節(jié)油60 90%雙通道燃燒器自身配備一只100 200kg/h的油槍，點火后在噴口區(qū)域很快形成一個高溫穩(wěn)定區(qū)(相對冷態(tài)爐膛而言)，煤粉進入該區(qū)即可穩(wěn)定燃燒。因此，可較其它類型燃燒器提前投粉、撤油。在催化反應(yīng)室內(nèi)部，采用催化劑促進NH3和NOx的還原反應(yīng)時，其反應(yīng)溫度取決于所選用催化劑的種類。當采用釩或鐵氧化物類的催化劑時，其反應(yīng)溫度為300 400°C ；當采用活性焦炭作為催化劑時，其反應(yīng)溫度為100 150°C。根據(jù)所采用的催化劑的不同，催化劑反應(yīng)器應(yīng)布置在尾部煙道中相應(yīng)溫度的位置耦合型脫硝系統(tǒng)運行穩(wěn)定，安全可靠，氮氧化物的脫除效率可達85%以上，并能維持NH3的逃逸率低于2ppm，是目前最為成熟的脫硝技術(shù)。


下面根據(jù)附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1是本發(fā)明實施例所述的雙通道燃燒器的正視結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明實施例所述的雙通道燃燒器的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明實施例所述的耦合型脫硝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式如圖3所示，耦合型脫硝系統(tǒng)，包括安裝雙通道燃燒器的鍋爐7，鍋爐7與催化反應(yīng)室8連接，并在催化反應(yīng)室8的入口處的管道內(nèi)設(shè)置有噴氨格柵10，所述噴氨格柵10通過管路與外部氨氣供給系統(tǒng)連接，所述催化反應(yīng)室8的出口位于底部并且在催化反應(yīng)室的下部出口處設(shè)置有空氣預熱器9，所述催化反應(yīng)室8內(nèi)部縱向設(shè)置有多個反應(yīng)層。所述氨氣供給系統(tǒng)包括液氨儲罐15、氨蒸發(fā)器14、氨緩沖槽13、氨氣空氣混合器 11和稀釋風機12，所述液氨儲罐15與氨蒸發(fā)器14連接，氨蒸發(fā)器14將氣態(tài)氨輸送到氨緩沖槽13，所述氨緩沖槽13的出口通過管路連接到氨氣空氣混合器11，并且所述稀釋風機12 通過管路連接到氨氣空氣混合器11，氨氣空氣混合器11的出口管路連接到所述噴氨格柵 10。如圖1-2所示，所述雙通道燃燒器包括本體，本體上設(shè)置有上下兩個一次風道1、 2，所述兩個一次風道1、2之間具有一個高度差，并且在兩個一次風道1、2中間的本體上設(shè)置有一個水平設(shè)置的點火油槍6，所述點火油槍6的頭部伸入到本體內(nèi)部的回流空間3，所述回流空間3位于上部一次風道1的下部、下部一次風道2的側(cè)部，對應(yīng)所述兩個一次風道 1、2的流向，在本體的對應(yīng)表面分別設(shè)置有兩個風道出口，在每個風道出口的內(nèi)側(cè)分別設(shè)置有一個蝶閥控制風量。在本體兩側(cè)后部分別設(shè)置有腰部風箱5，并在本體的端部設(shè)置有腰風噴嘴4，所述腰風噴嘴4分別設(shè)置于下部一次風道2的兩側(cè)。上、下兩股一次風分別進入燃燒室上、下部分，左、右側(cè)分別設(shè)有2只腰風噴嘴，腰風來至后部風箱，腰風來至就地二次風箱，風道中設(shè)有蝶閥控制風量，風箱中部裝有容量為 100kg/h的點火油槍。雙通道燃燒器相當于一個燃燒室，方型燃燒器筒體內(nèi)分上、下設(shè)置兩只一次風噴嘴；兩支噴嘴之間形成一突擴空間即回流空間；回流空間的左、右側(cè)設(shè)置兩只腰風噴嘴；流經(jīng)雙通道燃燒器的介質(zhì)可為冷風、溫風或高溫的二次風；空間中心位置設(shè)有100kg/h點火油槍，作為啟動點火油槍，另外，后部設(shè)有腰風風箱，外部接有風道，加裝了擋板風門，用來調(diào)節(jié)腰風風量，用以應(yīng)急備用。良好的燃燒器應(yīng)在1)自身應(yīng)能創(chuàng)造高溫環(huán)境。2、合理配風?；渺`活有效的調(diào)節(jié)手段等方面，能夠滿足鍋爐在諸多方面對火焰特性的要求。為此，雙通道燃燒器可以形成高溫區(qū)，創(chuàng)造有利燃燒條件(1)、雙通道燃燒器能夠依靠自身創(chuàng)建高溫區(qū)。有利煤粉提前著火，穩(wěn)定著火，燃燒室內(nèi)設(shè)有兩只一次風管，兩者拉開一定距高H，這就在受限空間內(nèi)形成一個突擴空間(即回流空間)，依據(jù)射流原理，因射流攜帶作用，回流空間內(nèi)形成一個負壓區(qū)，產(chǎn)生1300 1600°C的熱煙氣回流至燃燒器形成內(nèi)輻射和熱煙氣摻混，上、下一次風除自身升溫而外，煤粉可直接落入高溫回流區(qū)內(nèi)，有利煙粉著火，穩(wěn)定和燃燼。另外，燃燒室內(nèi)不大的有限空間容易建立起高溫區(qū)。再加上腰風可調(diào)節(jié)，改變?nèi)紵隣顟B(tài)，擴大了燃燒器適適能力。(2)、燃燒特性應(yīng)隨時滿足各方面的要求。例如著火點的距高，煤質(zhì)變化、過量空氣系數(shù)大小，火焰溫度特性等都直接影響鍋爐的安全性和經(jīng)濟性，雙通道燃燒器內(nèi)裝有可調(diào)節(jié)的腰風。通過腰風量的調(diào)節(jié)可以改變火焰特性，雙通道燃燒器的腰風取自于鍋爐前二次風的分風箱內(nèi)，風溫為280 320°C。也可取自鼓風機入口的常溫風。相對燃燒室內(nèi)爐煙而言腰風均屬“冷”介質(zhì)。調(diào)節(jié)腰風進入量就直接改變了回流區(qū)的溫度。隨之就改變了著火距離；雙通道燃燒器的有益效果表現(xiàn)在(1)擴大煤種適應(yīng)范圍，如果燃用著火難和劣質(zhì)煤時應(yīng)關(guān)小腰風，提高回流區(qū)溫度，著火容易；如果燃用優(yōu)質(zhì)煤則相反應(yīng)開大腰風。見圖(二)試驗曲線。(2)低負荷40 50%不投油。負荷大小因煤而異，腰風應(yīng)關(guān)小或全關(guān)。(3)防焦作用，腰風可以變煙氣性質(zhì)(氧化性或還原性)，改變灰熔點或形成風隔煤粉的雙重防焦作用。本發(fā)明所述雙通道燃燒器的優(yōu)點1、能夠燃用多煤種已經(jīng)在燃用煙煤、褐煤、貧煤、無煙煤及劣質(zhì)煙煤等煤種的鍋爐上得以驗證，很好地解決了鍋爐因煤種變化而導致的燃燒不穩(wěn)定、飛灰可燃物高、結(jié)焦等問題，為保證鍋爐安全運行、降低運行成本，提供了有利條件。2、大幅度降低了低負荷穩(wěn)燃投油極限電網(wǎng)容量的增加至使大機組調(diào)峰勢在必行，倍壓機組的熱電聯(lián)產(chǎn)夏季需要低負荷運行，因此低負荷穩(wěn)燃則是一大難題。目前，多數(shù)機組只能采用投油助燃，以達到低負荷時穩(wěn)燃，使運行成本增加。雙通道燃燒器在燃用揮發(fā)份4. 6%的無煙煤礦，50%負荷運行不需投油助燃仍能穩(wěn)定的燃燒。3、提高鍋爐效率1 2. 5%由于煤粉燃燼度的提高，降低了大渣含碳量和飛灰可燃物。經(jīng)測試，不同的煤種、 爐型燃燒器改造后，其鍋爐效率均有不同程度的提高。4、提高了環(huán)保質(zhì)量與一般類型燃燒器想比較，其排煙中NOX含量可降低17 25%，并明顯降低了排煙黑度。5、系統(tǒng)簡單、改造十分容易對舊爐改造時，只需換一次風噴咀即可，無需增加輔助設(shè)備。根據(jù)煤種、鍋爐容量、 燃燒器布置形式，一般改造1 2層(一次風咀4 8)，改前做好備件安裝時間不超過3天。6、操作容易當燃用煤種或鍋爐負荷變化時，腰風可參與自動調(diào)節(jié)，只需適當調(diào)整燃燒器的腰風碟形風門即可穩(wěn)定燃燒。7、不結(jié)焦對于高熱值、高揮發(fā)份的煤種和有些地區(qū)的短渣易結(jié)焦煤種，可根據(jù)具體情況，采取有效的防渣措施，在雙通道燃燒器的設(shè)計上增加防結(jié)焦氣流風束，合理調(diào)節(jié)風門，有效地防止了燃燒器本身和爐膛結(jié)焦。8、雙通道燃燒器采用耐高溫、耐磨損材料制造，使用壽命長。9、冷爐點火可節(jié)油60 90%雙通道燃燒器自身配備一只100 200kg/h的油槍，點火后在噴口區(qū)域很快形成一個高溫穩(wěn)定區(qū)(相對冷態(tài)爐膛而言)，煤粉進入該區(qū)即可穩(wěn)定燃燒。因此，可較其它類型燃燒器提前投粉、撤油。在催化反應(yīng)室內(nèi)部，采用催化劑促進NH3和NOx的還原反應(yīng)時，其反應(yīng)溫度取決于所選用催化劑的種類。當采用釩或鐵氧化物類的催化劑時，其反應(yīng)溫度為300 400°C ；當采用活性焦炭作為催化劑時，其反應(yīng)溫度為100 150°C。根據(jù)所采用的催化劑的不同，催化劑反應(yīng)器應(yīng)布置在尾部煙道中相應(yīng)溫度的位置耦合型脫硝系統(tǒng)運行穩(wěn)定，安全可靠，氮氧化物的脫除效率可達85%以上，并能維持NH3的逃逸率低于2ppm，是目前最為成熟的脫硝技術(shù)。
權(quán)利要求
1.耦合型脫硝系統(tǒng)，其特征在于，包括安裝雙通道燃燒器的鍋爐，鍋爐與催化反應(yīng)室連接，并在催化反應(yīng)室的入口處的管道內(nèi)設(shè)置有噴氨格柵，所述噴氨格柵通過管路與外部氨氣供給系統(tǒng)連接，所述催化反應(yīng)室的出口位于底部并且在催化反應(yīng)室的下部出口處設(shè)置有空氣預熱器，所述催化反應(yīng)室內(nèi)部縱向設(shè)置有多個反應(yīng)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合型脫硝系統(tǒng)，其特征在于，所述氨氣供給系統(tǒng)包括液氨儲罐、氨蒸發(fā)器、氨緩沖槽、氨氣空氣混合器和稀釋風機，所述液氨儲罐與氨蒸發(fā)器連接，氨蒸發(fā)器將氣態(tài)氨輸送到氨緩沖槽，所述氨緩沖槽的出口通過管路連接到氨氣空氣混合器， 并且所述稀釋風機通過管路連接到氨氣空氣混合器，氨氣空氣混合器的出口管路連接到所述噴氨格柵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合型脫硝系統(tǒng)，其特征在于，所述雙通道燃燒器，包括本體，本體上設(shè)置有上下兩個一次風道，所述兩個一次風道之間具有一個高度差，并且在兩個一次風道中間的本體上設(shè)置有一個水平設(shè)置的點火油槍，所述點火油槍的頭部伸入到本體內(nèi)部的回流空間，所述回流空間位于上部一次風道的下部、下部一次風道的側(cè)部，對應(yīng)所述兩個一次風道的流向，在本體的對應(yīng)表面分別設(shè)置有兩個風道出口，在每個風道出口的內(nèi)側(cè)分別設(shè)置有一個蝶閥控制風量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耦合型脫硝系統(tǒng)，其特征在于，在本體兩側(cè)后部分別設(shè)置有腰部風箱，并在本體的端部設(shè)置有腰風噴嘴，所述腰風噴嘴分別設(shè)置于下部一次風道的兩側(cè)。
全文摘要
耦合型脫硝系統(tǒng)，其特征在于，包括安裝雙通道燃燒器的鍋爐，鍋爐與催化反應(yīng)室連接，并在催化反應(yīng)室的入口處的管道內(nèi)設(shè)置有噴氨格柵，所述噴氨格柵通過管路與外部氨氣供給系統(tǒng)連接，所述催化反應(yīng)室的出口位于底部并且在催化反應(yīng)室的下部出口處設(shè)置有空氣預熱器，所述催化反應(yīng)室內(nèi)部縱向設(shè)置有多個反應(yīng)層。耦合型脫硝系統(tǒng)運行穩(wěn)定，安全可靠，氮氧化物的脫除效率可達85％以上，并能維持NH3的逃逸率低于2ppm，是目前最為成熟的脫硝技術(shù)。雙通道燃燒器能夠燃用多煤種；大幅度降低了低負荷穩(wěn)燃投油極限；提高鍋爐效率1～2.5％；提高了環(huán)保質(zhì)量；系統(tǒng)簡單、改造十分容易；不結(jié)焦；冷爐點火可節(jié)油60～90％。
文檔編號F23C13/00GK102410531SQ201110291630
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者姜守文, 程剛, 陳穎通 申請人:姜守文, 程剛, 陳穎通