用于鏈條爐的SNCR和煙氣再循環耦合脫硝系統的制作方法

本實用新型鍋爐減排技術領域，涉及一種燃煤鍋爐，具體是一種用于鏈條爐的SNCR和煙氣再循環耦合脫硝系統。

背景技術：

鏈條爐是一種層燃爐，是目前我國工業鍋爐中使用最為廣泛的爐型。目前各類企業生產的工業鍋爐中，層燃鍋爐占燃煤鍋爐的95％。據國家統計局和國家質檢總局的數據，到2013年，全國鍋爐總數為64.12萬臺，其中燃煤工業鍋爐約47萬余臺，每年消耗標準煤約4億噸。煤粉的燃燒會產生大量的NOx，NOx的生成不僅會造成酸雨、光化學煙霧等大氣污染問題，還會對人體健康和動植物生長造成嚴重的影響。因此，降低鏈條爐燃燒過程中NOx的生成以及控制燃燒之后NOx的排放濃度意義深遠而重大。

目前我國在運行的鏈條爐NOx排放控制形勢仍非常嚴峻，這主要是因為鏈條爐的NOx排放控制技術的發展尚未成熟、NOx控制成本相對偏高，尤其是對現有工業鍋爐的改造由于受到改造空間不足、技術支持較少、改造成本過高等種種因素限制難以順利實現。

為了有效控制工業鍋爐污染物的排放，國家對GB 13271-2001《鍋爐大氣污染物排放標準》進行了重新修訂，發布了GB 13271-2014《鍋爐大氣污染物排放標準》，標準規定2014年7月1日起，新建鍋爐氮氧化物排放限值是300mg/m³，重點地區鍋爐執行氮氧化物特別排放限值200mg/m³(O₂＝9％)。新的《火電廠大氣污染排放標準》和《鍋爐大氣污染物排放標準》實施對NOx脫除技術的提出了更高的要求。

選擇性非催化還原SNCR(Selective Non-Catalytic Reductim)技術、煙氣在循環等煙氣脫硝技術具有建設周期短、設備投資少、運行成本低的特點，兩者協同作用更能滿足國家環保標準的要求。應用SNCR耦合煙氣再循環技術設計一種投資經濟、工藝簡單、運行維護成本低廉的低NOx排放鏈條爐具有重要的意義。且新的低NOx排放鏈條爐可以為優化現有鏈條爐燃燒排放提供技術示范。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于解決上述問題，提出一種用于鏈條爐的SNCR和煙氣再循環耦合脫硝系統，通過在煙氣再循環工藝中調節再循環煙氣量及二次風不同噴入角度和SNCR工藝中噴槍開口高度及排布方式以適應不同煤種的燃燒特性，實現多煤種適應性的燃燒要求。

為達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案予以實現：

用于鏈條爐的SNCR和煙氣再循環耦合脫硝系統，包括鏈條爐、煙氣再循環部分以及SNCR部分；煙氣再循環部分包括為鏈條爐的主燃區風室提供空氣的鼓風機以及為預燃區風室、燃盡區風室和二次風配給風室提供低溫煙氣的再循環風機，再循環風機從除塵器的出口處引出低溫煙氣；SNCR部分包括安裝于鏈條爐爐墻上的兩層SNCR噴淋裝置，SNCR噴淋裝置與尿素溶液配制裝置相連，SNCR噴淋裝置上設置若干噴槍，噴淋過程中，氨氮摩爾比為0.8～1.2；鏈條爐中煤粉燃燒后的煙氣經省煤器、空氣預熱器換熱后，再經過除塵器由引風機送入脫硫塔后經煙囪外排。

本實用新型進一步的改進在于：

所述煤粉由給煤機送入鏈條爐排上。

還包括由給水泵、省煤器以及蒸汽總管組成的蒸汽循環系統，給水泵的出口分為兩路，一路經省煤器一側連接至汽包，汽包上部的氣體出口連接蒸汽總管；給水泵出口的另一路直接連接到蒸汽總管上。

所述二次風配給風室的二次風在后拱頂部噴入方向與水平方向的夾角α為5°～25°。

所述SNCR噴淋裝置上設置10支噴槍，分別位于爐膛的前墻和兩側墻，其中兩側墻分別布置3支噴槍，前墻布置4支噴槍。

所述噴槍連接尿素溶液和壓縮空氣2股氣流體，尿素溶液由壓縮空氣霧化后噴入爐膛內。

所述再循環風機的出口管道上設置流量調節閥，流量調節閥的出口分為兩路，一路接再循環一次風管道，另一路接再循環二次風管道；再循環一次風管道將低溫煙氣送入預燃區風室和燃盡區風室，再循環二次風管道將低溫煙氣送入二次風配給風室。

所述兩層SNCR噴淋裝置，上層SNCR噴淋裝置的噴槍的高度h1與鏈條爐的高度h的比為h1:h＝0.75～0.85，下層SNCR噴淋裝置的噴槍的高度h2與鏈條爐的高度h的比為h2:h＝0.65～0.75。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型可以利用除塵器后低氧含量的煙氣一部分作為一次風在煤粉的預燃及焦炭的燃盡過程中降低NOx的產生，另一部分作為二次風在后拱頂部按一定角度以氣幕的方式噴入燃燒區域上層，達到對上升煙氣的封鎖和擾動，實現再循環煙氣與上升氣流的充分混合，延長上升氣流在爐內的停留時間，減少NOx的生成和排放，保證燃料的充分燃燒。產生的煙氣與鏈條爐側墻和前墻上的SNCR噴口噴射尿素反應進一步降低了NOx的產生。從源頭減少了NOx的生成和排放，對減少霧霾、酸雨及光化學煙霧的形成具有積極作用，可以改善人類生存環境。此外，本實用新型采用的SNCR耦合煙氣再循環技術具有建設周期短、設備投資少、運行維護成本低的特點，對降低企業運行成本，節能減排具有重要意義。

【附圖說明】

圖1是用于鏈條爐的SNCR和煙氣再循環耦合脫硝系統示意圖。

圖2是噴槍開口位置示意圖。

其中，1—預燃區風室；2—主燃區風室；3—燃盡區風室；4—二次風配給風室；5—再循環一次風管道；6—再循環二次風管道；7—省煤器；8—空預器；9—除塵器；10—脫硫塔；11—煙囪；12—再循環風機；13—引風機；14—鼓風機；15—流量調節閥；16—給煤機；17—SNCR噴淋裝置；18—汽包；19—蒸汽總管；20—給水泵。

【具體實施方式】

下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述：

參見圖1，本實用新型用于鏈條爐的SNCR和煙氣再循環耦合脫硝系統，包括煙氣再循環部分和SNCR部分。煙氣再循環部分包括鼓風機14、再循環風機12，其中鼓風機14為煤粉主燃區風室2提供空氣，再循環風機12從除塵器9之后引出低溫煙氣向鏈條爐的預燃區風室1、燃盡區風室3和二次風配給風室4送入。燃燒過程所需氧氣由低溫煙氣和空氣按運行工況調節供給。SNCR部分包括SNCR噴淋裝置17及尿素溶液配制裝置。其中尿素溶液配制裝置將尿素和水按照一定比例配制溶液后輸入SNCR噴淋裝置17，噴入鏈條爐內與NOx發生反應從而降低NOx排放，尿素溶液噴入量按運行工控調節供給。

再循環風機12的出口管道上設置流量調節閥15，流量調節閥15的出口分為兩路，一路接再循環一次風管道5，另一路接再循環二次風管道6；再循環一次風管道5將低溫煙氣送入預燃區風室1和燃盡區風室3，再循環二次風管道6將低溫煙氣送入二次風配給風室4。

本實用新型還包括由給水泵20、省煤器7以及蒸汽總管19組成的蒸汽循環系統，給水泵20的出口分為兩路，一路經省煤器7一側連接至汽包18，汽包18上部的氣體出口連接蒸汽總管19；給水泵20出口的另一路直接連接到蒸汽總管19上

本實用新型的原理：

本實用新型鍋爐除塵器后抽取凈煙氣作為再循環煙氣，再循環率為15％-25％，分別送入鏈條爐預燃區風室、燃盡區風室及二次風配給風室；本實用新型采用煙氣再循環一次分級、二次氣幕射入還原的思路設計和采用了煙氣再循環低氮燃燒技術來降低鏈條鍋爐燃燒過程NOx的生成與排放。再循環煙氣中一次風占比范圍在75％-85％，二次風占比范圍在15％-25％；本實用新型煙氣再循環工藝中鏈條爐預燃區風倉和燃盡區風倉送風為純煙氣，控制燃料預熱區和燃盡區的供氧量，強化揮發分釋放期含氮中間產物的還原，強化氣體燃燒過程還原煙氣遏制NOx生成的作用。

本實用新型煙氣再循環工藝二次風布置在后拱頂部，與水平方向夾角α在5°～25°(如圖1所示)以氣幕的方式噴入燃燒區域上層，二次風與爐盤進風動量合成在前拱處形成旋流，實現再循環煙氣與上升氣流的充分混合，延長上升氣流在爐內的停留時間，減少NOx的生成和排放，保證燃料的充分燃燒。本實用新型SNCR工藝中爐膛不同高度設置了兩層噴槍安裝位置，要求上層噴槍高度h1與鍋爐高度h之比在0.75-0.85范圍內，下層噴槍高度h2與鍋爐高度h之比在0.65-0.75范圍內，取上層噴槍位置為工作位置，下層噴槍位置為備用位置；SNCR噴氨位置每層共設計安裝噴槍10支，分別位于爐膛的前墻和左右墻，其中左右兩側各布置3支，爐膛前墻布置4支，10支噴槍為對稱布置，如圖2所示。每支噴槍連接有尿素溶液和壓縮空氣兩股流體，尿素溶液由壓縮空氣霧化后噴入爐膛內。

本實用新型工作過程

給粉：煤粉由給煤機16送入鏈條爐排上。

進風：空氣由鼓風機14經風管送入主燃區風室2，低溫煙氣由再循環風機12送入預燃區風室1、燃盡區風室3及二次風配給風室4。其中因為預燃區和燃盡區對氧氣濃度要求較低，主要起到預燃和燃盡的作用，預燃區風室1、燃盡區風室3進風全部為低溫煙氣；二次風配給風室4進風也全部為低溫煙氣，且二次風在后拱頂部噴入方向與水平方向夾角α的變化范圍在5°～25°，達到對上升煙氣的封鎖和擾動，二次風與上升煙氣動量合成形成旋流實現再循環煙氣與上升氣流的充分混合，延長上升氣流在爐內的停留時間，減少NOx的生成和排放，保證燃料的充分燃燒。

SNCR脫硝：在鏈條爐的爐墻共設兩層噴氨位置，一層為工作位置一層為備用位置，每層噴氨位置共設計安裝噴槍10支，分別位于爐膛的前墻和左右墻，其中左右兩側各平均布置3支，爐膛前墻平均布置4支，10支噴槍為對稱布置，如圖2所示。每支噴槍連接有尿素溶液和壓縮空氣2股氣流體，尿素溶液由壓縮空氣霧化后噴入爐膛內。且SNCR脫硝過程中氨氮摩爾比控制在0.8～1.2之間。

出風：鏈條爐中煤粉燃燒之后的煙氣經省煤器7、空氣預熱器8、除塵器9之后由引風機13送入脫硫塔10后經煙囪11排入大氣。

以上內容僅為說明本實用新型的技術思想，不能以此限定本實用新型的保護范圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型權利要求書的保護范圍之內。