專利名稱：耦合型脫硝系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種燃煤燃燒器耦合脫硝系統，涉及能源、電力領域。
背景技術：
目前，火力發電設備的生產現狀存在以下幾個特點其一、煤種多變。鍋爐是按單一煤種設計的，運行的爐前煤一旦偏離設計煤種時， 因燃燒工況得不到保證，燃燒質量(點火、穩定燃燒和燒燼)下降，必然影響鍋爐的安全性和經濟性。媒質變動是絕對的，尤其是目前煤炭市場形勢多變的狀況下，電廠為了降低發電成本，主動選用價低劣煤等原因，若想確保按鍋爐設計煤種為電廠供煤是做不到的，鍋爐安全性和經濟性受到影響是必然的。其二、節省低負荷穩燃用油，鍋爐應在40 50%低負荷不投油，。其三、提高燃燒器的穩燃能力，節省點火用油。原有燃燒器穩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油空間。其四、提高燃燒器性能，取代傳統的燃燒器，為鍋爐節能創造條件。第五、由于燃燒的過程中產生的硝化物、硫化物，直接排放到大氣中會對空氣產生污染，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，嚴重時會對人體健康產生影響。所以基于上述內容，急需設計一種燃燒效果好、性能穩定、適應煤種多變等特點的燃燒器。
發明內容
為此，本發明提供一種新型的燃煤燃燒器耦合脫硝系統，解決上述問題。本發明的目的是通過以下技術方案來實現耦合型脫硝系統，包括安裝雙通道燃燒器的鍋爐，鍋爐與催化反應室連接，并在催化反應室的入口處的管道內設置有噴氨格柵，所述噴氨格柵通過管路與外部氨氣供給系統連接，所述催化反應室的出口位于底部并且在催化反應室的下部出口處設置有空氣預熱器，所述催化反應室內部縱向設置有多個反應層。所述氨氣供給系統包括液氨儲罐、氨蒸發器、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器連接，氨蒸發器將氣態氨輸送到氨緩沖槽，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置有一個水平設置的點火油槍，所述點火油槍的頭部伸入到本體內部的回流空間，所述回流空間位于上部一次風道的下部、下部一次風道的側部，對應所述兩個一次風道的流向，在本體的對應表面分別設置有兩個風道出口，在每個風道出口的內側分別設置有一個蝶閥控制風量。在本體兩側后部分別設置有腰部風箱，并在本體的端部設置有腰風噴嘴，所述腰風噴嘴分別設置于下部一次風道的兩側。上、下兩股一次風分別進入燃燒室上、下部分，左、右側分別設有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，方型燃燒器筒體內分上、下設置兩只一次風噴嘴；兩支噴嘴之間形成一突擴空間即回流空間；回流空間的左、右側設置兩只腰風噴嘴；流經雙通道燃燒器的介質可為冷風、溫風或高溫的二次風；空間中心位置設有100kg/h點火油槍，作為啟動點火油槍，另外，后部設有腰風風箱，外部接有風道，加裝了擋板風門，用來調節腰風風量，用以應急備用。良好的燃燒器應在1)自身應能創造高溫環境。2、合理配風。幻靈活有效的調節手段等方面，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，創造有利燃燒條件(1)、雙通道燃燒器能夠依靠自身創建高溫區。有利煤粉提前著火，穩定著火，燃燒室內設有兩只一次風管，兩者拉開一定距高H，這就在受限空間內形成一個突擴空間(即回流空間)，依據射流原理，因射流攜帶作用，回流空間內形成一個負壓區，產生1300 1600°C的熱煙氣回流至燃燒器形成內輻射和熱煙氣摻混，上、下一次風除自身升溫而外，煤粉可直接落入高溫回流區內，有利煙粉著火，穩定和燃燼。另外，燃燒室內不大的有限空間容易建立起高溫區。再加上腰風可調節，改變燃燒狀態，擴大了燃燒器適適能力。(2)、燃燒特性應隨時滿足各方面的要求。例如著火點的距高，煤質變化、過量空氣系數大小，火焰溫度特性等都直接影響鍋爐的安全性和經濟性，雙通道燃燒器內裝有可調節的腰風。通過腰風量的調節可以改變火焰特性，雙通道燃燒器的腰風取自于鍋爐前二次風的分風箱內，風溫為280 320°C。也可取自鼓風機入口的常溫風。相對燃燒室內爐煙而言腰風均屬“冷”介質。調節腰風進入量就直接改變了回流區的溫度。隨之就改變了著火距離；雙通道燃燒器的有益效果表現在(1)擴大煤種適應范圍，如果燃用著火難和劣質煤時應關小腰風，提高回流區溫度，著火容易；如果燃用優質煤則相反應開大腰風。見圖(二)試驗曲線。(2)低負荷40 50%不投油。負荷大小因煤而異，腰風應關小或全關。(3)防焦作用，腰風可以變煙氣性質(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點1、能夠燃用多煤種已經在燃用煙煤、褐煤、貧煤、無煙煤及劣質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定、飛灰可燃物高、結焦等問題，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燃投油極限電網容量的增加至使大機組調峰勢在必行，倍壓機組的熱電聯產夏季需要低負荷運行，因此低負荷穩燃則是一大難題。目前，多數機組只能采用投油助燃，以達到低負荷時穩燃，使運行成本增加。雙通道燃燒器在燃用揮發份4. 6%的無煙煤礦，50%負荷運行不需投油助燃仍能穩定的燃燒。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、提高了環保質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，無需增加輔助設備。根據煤種、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，腰風可參與自動調節，只需適當調整燃燒器的腰風碟形風門即可穩定燃燒。7、不結焦對于高熱值、高揮發份的煤種和有些地區的短渣易結焦煤種，可根據具體情況，采取有效的防渣措施，在雙通道燃燒器的設計上增加防結焦氣流風束，合理調節風門，有效地防止了燃燒器本身和爐膛結焦。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，點火后在噴口區域很快形成一個高溫穩定區(相對冷態爐膛而言)，煤粉進入該區即可穩定燃燒。因此，可較其它類型燃燒器提前投粉、撤油。在催化反應室內部，采用催化劑促進NH3和NOx的還原反應時，其反應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，其反應溫度為300 400°C ；當采用活性焦炭作為催化劑時，其反應溫度為100 150°C。根據所采用的催化劑的不同，催化劑反應器應布置在尾部煙道中相應溫度的位置耦合型脫硝系統運行穩定，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。
下面根據附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。圖1是本發明實施例所述的雙通道燃燒器的正視結構圖。圖2是本發明實施例所述的雙通道燃燒器的側視結構圖。圖3是本發明實施例所述的耦合型脫硝系統的結構圖。
具體實施例方式如圖3所示，耦合型脫硝系統，包括安裝雙通道燃燒器的鍋爐7，鍋爐7與催化反應室8連接，并在催化反應室8的入口處的管道內設置有噴氨格柵10，所述噴氨格柵10通過管路與外部氨氣供給系統連接，所述催化反應室8的出口位于底部并且在催化反應室的下部出口處設置有空氣預熱器9，所述催化反應室8內部縱向設置有多個反應層。所述氨氣供給系統包括液氨儲罐15、氨蒸發器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與氨蒸發器14連接，氨蒸發器14將氣態氨輸送到氨緩沖槽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中間的本體上設置有一個水平設置的點火油槍6，所述點火油槍6的頭部伸入到本體內部的回流空間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的側部，對應所述兩個一次風道 1、2的流向，在本體的對應表面分別設置有兩個風道出口，在每個風道出口的內側分別設置有一個蝶閥控制風量。在本體兩側后部分別設置有腰部風箱5，并在本體的端部設置有腰風噴嘴4，所述腰風噴嘴4分別設置于下部一次風道2的兩側。上、下兩股一次風分別進入燃燒室上、下部分，左、右側分別設有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，方型燃燒器筒體內分上、下設置兩只一次風噴嘴；兩支噴嘴之間形成一突擴空間即回流空間；回流空間的左、右側設置兩只腰風噴嘴；流經雙通道燃燒器的介質可為冷風、溫風或高溫的二次風；空間中心位置設有100kg/h點火油槍，作為啟動點火油槍，另外，后部設有腰風風箱，外部接有風道，加裝了擋板風門，用來調節腰風風量，用以應急備用。良好的燃燒器應在1)自身應能創造高溫環境。2、合理配風。幻靈活有效的調節手段等方面，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，創造有利燃燒條件(1)、雙通道燃燒器能夠依靠自身創建高溫區。有利煤粉提前著火，穩定著火，燃燒室內設有兩只一次風管，兩者拉開一定距高H，這就在受限空間內形成一個突擴空間(即回流空間)，依據射流原理，因射流攜帶作用，回流空間內形成一個負壓區，產生1300 1600°C的熱煙氣回流至燃燒器形成內輻射和熱煙氣摻混，上、下一次風除自身升溫而外，煤粉可直接落入高溫回流區內，有利煙粉著火，穩定和燃燼。另外，燃燒室內不大的有限空間容易建立起高溫區。再加上腰風可調節，改變燃燒狀態，擴大了燃燒器適適能力。(2)、燃燒特性應隨時滿足各方面的要求。例如著火點的距高，煤質變化、過量空氣系數大小，火焰溫度特性等都直接影響鍋爐的安全性和經濟性，雙通道燃燒器內裝有可調節的腰風。通過腰風量的調節可以改變火焰特性，雙通道燃燒器的腰風取自于鍋爐前二次風的分風箱內，風溫為280 320°C。也可取自鼓風機入口的常溫風。相對燃燒室內爐煙而言腰風均屬“冷”介質。調節腰風進入量就直接改變了回流區的溫度。隨之就改變了著火距離；雙通道燃燒器的有益效果表現在(1)擴大煤種適應范圍，如果燃用著火難和劣質煤時應關小腰風，提高回流區溫度，著火容易；如果燃用優質煤則相反應開大腰風。見圖(二)試驗曲線。(2)低負荷40 50%不投油。負荷大小因煤而異，腰風應關小或全關。(3)防焦作用，腰風可以變煙氣性質(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。本發明所述雙通道燃燒器的優點1、能夠燃用多煤種已經在燃用煙煤、褐煤、貧煤、無煙煤及劣質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定、飛灰可燃物高、結焦等問題，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燃投油極限電網容量的增加至使大機組調峰勢在必行，倍壓機組的熱電聯產夏季需要低負荷運行，因此低負荷穩燃則是一大難題。目前，多數機組只能采用投油助燃，以達到低負荷時穩燃，使運行成本增加。雙通道燃燒器在燃用揮發份4. 6%的無煙煤礦，50%負荷運行不需投油助燃仍能穩定的燃燒。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、提高了環保質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，無需增加輔助設備。根據煤種、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，腰風可參與自動調節，只需適當調整燃燒器的腰風碟形風門即可穩定燃燒。7、不結焦對于高熱值、高揮發份的煤種和有些地區的短渣易結焦煤種，可根據具體情況，采取有效的防渣措施，在雙通道燃燒器的設計上增加防結焦氣流風束，合理調節風門，有效地防止了燃燒器本身和爐膛結焦。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，點火后在噴口區域很快形成一個高溫穩定區(相對冷態爐膛而言)，煤粉進入該區即可穩定燃燒。因此，可較其它類型燃燒器提前投粉、撤油。在催化反應室內部，采用催化劑促進NH3和NOx的還原反應時，其反應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，其反應溫度為300 400°C ；當采用活性焦炭作為催化劑時，其反應溫度為100 150°C。根據所采用的催化劑的不同，催化劑反應器應布置在尾部煙道中相應溫度的位置耦合型脫硝系統運行穩定，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。
權利要求
1.耦合型脫硝系統，其特征在于，包括安裝雙通道燃燒器的鍋爐，鍋爐與催化反應室連接，并在催化反應室的入口處的管道內設置有噴氨格柵，所述噴氨格柵通過管路與外部氨氣供給系統連接，所述催化反應室的出口位于底部并且在催化反應室的下部出口處設置有空氣預熱器，所述催化反應室內部縱向設置有多個反應層。
2.根據權利要求1所述的耦合型脫硝系統，其特征在于，所述氨氣供給系統包括液氨儲罐、氨蒸發器、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器連接，氨蒸發器將氣態氨輸送到氨緩沖槽，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.根據權利要求1所述的耦合型脫硝系統，其特征在于，所述雙通道燃燒器，包括本體，本體上設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置有一個水平設置的點火油槍，所述點火油槍的頭部伸入到本體內部的回流空間，所述回流空間位于上部一次風道的下部、下部一次風道的側部，對應所述兩個一次風道的流向，在本體的對應表面分別設置有兩個風道出口，在每個風道出口的內側分別設置有一個蝶閥控制風量。
4.根據權利要求3所述的耦合型脫硝系統，其特征在于，在本體兩側后部分別設置有腰部風箱，并在本體的端部設置有腰風噴嘴，所述腰風噴嘴分別設置于下部一次風道的兩側。
全文摘要
耦合型脫硝系統，其特征在于，包括安裝雙通道燃燒器的鍋爐，鍋爐與催化反應室連接，并在催化反應室的入口處的管道內設置有噴氨格柵，所述噴氨格柵通過管路與外部氨氣供給系統連接，所述催化反應室的出口位于底部并且在催化反應室的下部出口處設置有空氣預熱器，所述催化反應室內部縱向設置有多個反應層。耦合型脫硝系統運行穩定，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。雙通道燃燒器能夠燃用多煤種；大幅度降低了低負荷穩燃投油極限；提高鍋爐效率1～2.5％；提高了環保質量；系統簡單、改造十分容易；不結焦；冷爐點火可節油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 優先權日2011年9月30日
發明者姜守文, 程剛, 陳穎通 申請人:姜守文, 程剛, 陳穎通