本實用新型涉及鏈條爐技術領域,特別涉及一種鏈條爐系統。
背景技術:
鏈條爐是一種層燃鍋爐,其爐排類似于鏈條式履帶,通過減速機帶動,使落于爐排上的煤從前方著火到鍋爐尾部燃盡。由于具有結構簡單、操作方便、運行穩定等優點,鏈條爐被廣泛應用于化工、造紙、紡織和供熱等各個行業,是國內重要的工業鍋爐設備。
然而,鏈條爐在設計時未考慮燃燒過程中對NOx的抑制,NOx排放居高不下,對周圍環境污染尤為嚴重。雖然目前已經采取了一些措施降低鏈條爐的NOx排放量,但由于現有的措施均是通過使爐膛內形成欠氧燃燒氛圍來降低NOx排放量的,而煤在欠氧環境中無法充分燃燒,因此,雖然這些措施可以降低鏈條爐的氮氧化物排放量,卻也同時降低了鏈條爐的燃盡率,導致飛灰含碳量上升、CO升高、底渣含碳量上升等問題,嚴重影響鍋爐效率。
可見,現有的鏈條爐無法在維持較低NOx排放量的同時保證燃盡率。
技術實現要素:
本實用新型所要解決的一個技術問題為:現有的鏈條爐無法在維持較低NOx排放量的同時保證燃盡率。
為了解決上述技術問題,本實用新型第一方面提供了一種鏈條爐系統。本實用新型所提供的鏈條爐系統,包括爐膛、鏈條爐排和尾部煙道,而且,還包括煙氣再循環裝置和設置在鏈條爐排上方的煤粉燃燒裝置,其中:煙氣再循環裝置將尾部煙道中的部分煙氣引回鏈條爐排所在的爐膛下部空間作為再循環煙氣,使爐膛中形成位于煤粉燃燒裝置下方且過量空氣系數小于1的低氧燃燒區;煤粉燃燒裝置用于向爐膛中噴射并燃燒煤粉,使爐膛中形成位于煤粉燃燒裝置處且過量空氣系數大于1的強化燃燒區。
可選地,鏈條爐系統包括沿著鏈條爐排的行進方向依次設置并與鏈條爐排處的著火準備區、著火區、還原性燃燒區、氧化燃燒區以及燃盡區一一對應連通的第一風門結構、第二風門結構、第三風門結構、第四風門結構和第五風門結構,煙氣再循環裝置將再循環煙氣引回第二風門結構、第三風門結構以及第四風門結構。
可選地,第一風門結構包括第一風門,第二風門結構包括第二風門,第三風門結構包括沿著鏈條爐排的行進方向依次設置的第三風門和第四風門,第四風門結構包括第五風門,第五風門結構包括第六風門,煙氣再循環裝置包括循環母管、第一循環支管、第二循環支管、第三循環支管和第四循環支管,循環母管與尾部煙道連通,第一循環支管連通循環主母管與第二風門,第二循環支管連通循環母管與第三風門,第三循環支管連通循環母管與第四風門,第四循環支管連通循環母管與第五風門。
可選地,煙氣再循環裝置能夠對引回第二風門結構、第三風門結構和第四風門結構的再循環煙氣量進行調節。
可選地,煙氣再循環裝置能夠調節再循環煙氣總量占尾部煙道中煙氣總量的比例。
可選地,煤粉燃燒裝置包括四個煤粉燃燒器,四個煤粉燃燒器呈四角切圓布置。
可選地,鏈條爐系統還包括設置在煤粉燃燒裝置上方的二次風裝置,二次風裝置用于向爐膛中噴入二次風,使爐膛中形成位于二次風裝置上方且過量空氣系數大于1的氧化燃盡區。
可選地,二次風裝置包括四個二次風噴口,四個二次風噴口呈四角切圓布置。
可選地,煤粉燃燒裝置包括四個煤粉燃燒器,四個煤粉燃燒器呈四角切圓布置;四個煤粉燃燒器與四個二次風噴口按相反的切圓方向進行四角切圓布置。
可選地,二次風裝置能夠調節二次風總量占總風量的比例。
本實用新型的鏈條爐系統,通過設置向爐膛下部空間通入再循環煙氣的煙氣再循環裝置以及位于鏈條爐排上方的煤粉燃燒裝置,使得爐膛內由下至上形成過量空氣系數小于1的低氧燃燒區和過量空氣系數大于1的強化燃燒區,基于此,落至鏈條爐排上的燃料先在低氧燃燒區的還原性氛圍中進行層燃,生成較少的氮氧化物,降低NOx生成量,而在低氧燃燒區未燃盡的燃料可以上升至強化燃燒區并與煤粉燃燒裝置所噴入的煤粉一起在強化燃燒區的氧化性氛圍中進一步懸浮室燃,且煤粉燃燒裝置能夠提高爐膛的燃燒溫度水平,增強強化燃燒區及低氧燃燒區燃料的燃燒充分性,從而有效提高鏈條爐的燃盡率。
可見,通過對鏈條爐的燃燒方式進行重新組織,本實用新型的鏈條爐系統能夠同時實現層燃和懸浮室燃的復合燃燒方式,不僅可以有效降低鏈條爐的NOx生成量,還可以有效提高鏈條爐的燃盡率。
通過以下參照附圖對本實用新型的示例性實施例進行詳細描述,本實用新型的其它特征及其優點將會變得清楚。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動性的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1示出本實用新型一實施例的鏈條爐系統的結構示意簡圖。
圖2示出圖1中煤粉燃燒器的布置示意圖。
圖3示出圖1中二次風噴口的布置示意圖。
圖中:
1、爐膛;11、低氧燃燒區;12、強化燃燒區;13、氧化燃盡區;14、前墻;15、后墻;16、左墻;17、右墻;
2、鏈條爐排;21、第一風門;22、第二風門;23、第三風門、24、第四風門;25、第五風門;26、第六風門;
3、煤粉燃燒器;
41、原煤倉;42、給煤機;43、磨煤機;44、粗粉分離器;45、拋煤機;
5、二次風噴口;
6、脫硫除塵裝置;
7、引風機;
8、煙囪;
91、煙氣再循環風機;92、循環母管;93、第一循環支管;94、第二循環支管;95、第三循環支管;96、第四循環支管。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的,決不作為對本實用新型及其應用或使用的任何限制。基于本實用新型中的實施例,本領域普通技術人員在沒有開展創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
對于相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論,但在適當情況下,所述技術、方法和設備應當被視為授權說明書的一部分。
在本實用新型的描述中,需要理解的是,方位詞如“前、后、上、下、左、右”、“橫向、豎向、垂直、水平”和“頂、底”等所指示的方位或位置關系通常是基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述,在未作相反說明的情況下,這些方位詞并不指示和暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位或者以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本實用新型保護范圍的限制;方位詞“內、外”是指相對于各部件本身的輪廓的內外。
在本實用新型的描述中,需要理解的是,使用“第一”、“第二”等詞語來限定零部件,僅僅是為了便于對相應零部件進行區別,如沒有另行聲明,上述詞語并沒有特殊含義,因此不能理解為對本實用新型保護范圍的限制。
圖1-3示出了發明的一個實施例。參照圖1-3,本實用新型所提供的鏈條爐系統,包括爐膛1、鏈條爐排2和尾部煙道,而且,其還包括煙氣再循環裝置和設置在鏈條爐排2上方的煤粉燃燒裝置,其中:煙氣再循環裝置將尾部煙道中的部分煙氣引回鏈條爐排2所在的爐膛1下部空間作為再循環煙氣,使爐膛1中形成位于煤粉燃燒裝置下方且過量空氣系數小于1的低氧燃燒區11;煤粉燃燒裝置用于向爐膛1中噴射并燃燒煤粉,使爐膛1中形成位于煤粉燃燒裝置處且過量空氣系數大于1的強化燃燒區12。
本實用新型的鏈條爐系統,通過設置向爐膛1下部空間通入再循環煙氣的煙氣再循環裝置以及位于鏈條爐排2上方的煤粉燃燒裝置,使得爐膛1內由下至上形成過量空氣系數小于1的低氧燃燒區11和過量空氣系數大于1的強化燃燒區12,基于此,落至鏈條爐排2上的燃料可以先在低氧燃燒區11的還原性氛圍中進行較充分地層燃,并生成較少的氮氧化物,降低NOx生成量,而在低氧燃燒區11未燃盡的燃料可以上升至強化燃燒區12并與煤粉燃燒裝置所噴入的煤粉一起在強化燃燒區12的氧化性氛圍中進行懸浮室燃,且煤粉燃燒裝置能夠提高爐膛的燃燒溫度水平,增強燃料在強化燃燒區12及低氧燃燒區11的燃燒充分性,提高鏈條爐的燃盡率。
可見,本實用新型對鏈條爐的燃燒方式進行重新組織,使得本實用新型的鏈條爐系統能夠同時實現層燃和懸浮室燃的復合燃燒方式,不僅可以有效降低鏈條爐的NOx生成量,減少氮氧化物的排放,還可以有效增強燃料的燃燒充分性,提高鏈條爐的燃盡率。
而且,本實用新型所增設的煙氣再循環裝置,在降低爐膛1下部空間中總氧含量的同時,可以使得該區域的總得風量略有增加,而總得風量的增加有利于吹落燃煤顆粒外部的灰殼,從這個角度來看,本實用新型也可以提高鏈條爐排2上燃煤的燃盡率,并間接降低爐內大渣含碳量,提高鍋爐效率。
另外,為了進一步提高燃盡率,本實用新型的鏈條爐系統還可以包括設置在煤粉燃燒裝置上方的二次風裝置,該二次風裝置用于向爐膛1中噴入二次風,使爐膛1中形成位于二次風裝置上方且過量空氣系數大于1的氧化燃盡區13。由于強化燃燒區12未完全燃燒的燃料可以進一步上升至氧化燃盡區13并在氧化燃盡區13的氧化性氛圍中再次進行富氧燃燒,進一步燃盡,因此,該設置能夠進一步提高鏈條爐的燃盡率,增強鏈條爐系統的帶負荷能力,改善飛灰及含碳量較多等現象,提高鏈條爐的燃燒效率。
可見,通過在鏈條爐中增設煙氣再循環裝置、煤粉燃燒裝置和二次風裝置并對三者進行合理的設置,本實用新型的鏈條爐系統能夠沿著爐膛1的高度方向,由下至上依次形成位于鏈條爐排11至煤粉燃燒裝置之間的低氧燃燒區11、位于煤粉燃燒裝置至二次風裝置之間的強化燃燒區12以及位于二次風裝置上方的氧化燃盡區13,使燃料能夠依次進行欠氧燃燒和兩級富氧燃燒,沿爐膛1高度方向的這種空氣分級燃燒方式,能夠在降低氮氧化物生成量的同時提高燃盡率和燃燒效率。
在鏈條爐中,燃料于鏈條爐排上的燃燒屬于單面著火方式,鏈條爐排行進時燃燒自身擾動較小,沿鏈條爐排長度方向(也即鏈條爐排的行進方向)燃料層有明顯的區分,具體地,沿著鏈條爐排的行進方向,燃燒區依次分為著火準備區、著火區、還原燃燒區、氧化燃燒區和燃盡區。
針對鏈條爐的這種分區分階段的層燃燃燒特點,在本實用新型中,鏈條爐系統包括沿著鏈條爐排2的行進方向依次設置并與鏈條爐排2處的著火準備區、著火區、還原性燃燒區、氧化燃燒區以及燃盡區一一對應連通的第一風門結構、第二風門結構、第三風門結構、第四風門結構和第五風門結構,而煙氣再循環裝置優選設置為將再循環煙氣引回第二風門結構、第三風門結構以及第四風門結構。也即在這種優選實施方式中,煙氣再循環裝置并不將再循環煙氣送入沿著鏈條爐排2行進方向分別位于首尾的著火準備區和燃盡區,而只將再循環煙氣送入沿著鏈條爐排2行進方向位于中部的著火區、還原性燃燒區和氧化燃燒區。這樣設置的好處在于,可以在沿著鏈條爐排2的行進方向上形成分區域的低過量空氣系數燃燒方式,既能使送入爐膛1下部空間的總氧量降低,保證低氧燃燒區11整體的還原性燃燒氛圍,減少氮氧化物的生成,又能保證著火準備區和燃盡區所需的空氣量及溫度,避免因直接向著火準備區和燃盡區通入再循環煙氣而影響燃料在鏈條爐排2上進行初期著火和燃盡,有利于縮短燃料著火準備期時間,且能保證燃料在燃盡區的燃盡率。
可見,本實用新型通過基于煙氣再循環裝置在沿著鏈條爐排2的行進方向上形成分區域的低過量空氣系數燃燒方式,既可以保證低氧燃燒區11整體的欠氧氛圍,降低NOx的生成和排放,又可以盡量保證燃料在鏈條爐排2上的充分燃燒,提高燃盡率和燃燒效率。
下面將結合圖1-3所示的實施例對本實用新型進行進一步地說明。
如圖1-3所示,在該實施例中,鏈條爐系統包括爐膛1、尾部煙道、鏈條爐排2、煤粉燃燒裝置、二次風裝置、燃料供給裝置和煙氣再循環裝置。
其中,爐膛1是由爐墻包圍起來的供燃料燃燒的立體空間,尾部煙道連通于爐膛1的出口和煙囪8之間,用于將爐膛1中的煙氣排出至外部環境中。由圖1可知,在該實施例中,尾部煙道上設有脫硫除塵裝置6和引風機7,脫硫除塵裝置6和引風機7沿著由爐膛1出口至煙囪8的方向依次設置。基于此,爐膛1出口的煙氣能夠在引風機7的作用下經過脫硫除塵裝置6脫硫除塵處理之后從煙囪8排出至外部環境當中。
燃料供給裝置用于向鏈條爐排2以及煤粉燃燒裝置提供燃料。在該實施例中,燃料供給裝置包括拋煤機45和煤粉供給裝置,其中,拋煤機45用于把煤拋到鏈條爐排2上,也即用于向鏈條爐排2提供燃煤;煤粉供給裝置則用于為煤粉燃燒裝置提供煤粉。具體地,如圖1所示,該實施例的拋煤機45為機械風力拋煤機;而該實施例的煤粉供給裝置則包括原煤倉41、給煤機42、磨煤機43(例如風扇磨煤機)和粗粉分離器44,原煤倉41中的原煤在給煤機42的作用下被輸送至磨煤機43進行研磨,研磨制成的一定粒徑的煤粉經粗粉分離器44將粗粉分離后被送至煤粉燃燒裝置。當然,拋煤機45和煤粉供給裝置并不局限于該實施例所示的結構,其也可以采用其他結構形式。
為了描述方便,以下將位于拋煤機45一側的爐墻稱為前墻14,將前墻對面的爐墻稱為后墻15,將面對前墻站立時左手邊的爐墻稱為左墻16,將面對前墻站立時右手邊的爐墻稱為右墻17。
在該實施例中,鏈條爐排2、煤粉燃燒裝置和二次風裝置沿著爐膛1的高度方向由下至上依次設置,將爐膛1由下至上依次區分為位于煤粉燃燒裝置下方的第一爐膛空間、位于煤粉燃燒裝置與二次風之間的第二爐膛空間以及位于二次風裝置上方的第三爐膛空間,并且,在煙氣再循環裝置、煤粉燃燒裝置以及二次風裝置的作用下,第一爐膛空間、第二爐膛空間和第三爐膛空間分別形成過量空氣系數小于1的低氧燃燒區11、過量空氣系數大于1的強化燃燒區12和過量空氣系數大于1的氧化燃盡區13,使得該實施例的鏈條爐系統能夠實現包括沿爐膛1高度方向依次進行的一級欠氧燃燒和兩級富氧燃燒的空氣分級燃燒方式,這不僅可以降低氮氧化物的生成量和排放量,還可以提高鍋爐的燃盡率和燃燒效率,改善鏈條爐系統的帶負荷能力。
其中,與現有技術中一樣,該實施例的鏈條爐排2位于爐膛1的下部,用于帶動由拋煤機45拋至其上的燃煤沿著由前墻14至后墻15的方向運動,使燃煤依次經過著火準備區、著火區、還原性燃燒區、氧化燃燒區以及燃盡區,完成層燃過程。并且,如圖1所示,鏈條爐排2的下部設有五個風門結構,即第一風門結構、第二風門結構、第三風門結構、第四風門結構和第五風門結構,這五個風門結構分別與沿著鏈條爐排2行進方向依次分布的著火準備區、著火區、還原性燃燒區、氧化燃燒區以及燃盡區一一對應設置并連通。其中,第一風門結構包括第一風門21,第二風門結構包括第二風門22,第三風門結構包括沿著鏈條爐排2的行進方向依次設置的第三風門23和第四風門24,第四風門結構包括第五風門25,第五風門結構包括第六風門26,也即在鏈條爐排2的下部,沿著鏈條爐排2的行進方向,依次設置有六個風門。在該實施例中,鏈條爐排2上的燃煤燃燒所需要的空氣(又稱一次風)經由這六個風門進入爐膛2的下部空間中,并為相對應的燃燒區供應空氣,實現燃煤在鏈條爐排2上的層燃。
在該實施例中,煙氣再循環裝置用于向第一爐膛空間(也即鏈條爐排2所在的爐膛1下部空間)送入再循環煙氣,并使該第一爐膛空間處于欠氧的還原性氛圍中,形成過量空氣系數小于1的低氧燃燒區11,這樣一方面可以抑制該區內氮氧化物的繼續生成,另一方面還可以使燃燒產物中所包含的大量的還原性中間產物(如HCN等)被還原為無毒無害的N2和H2O,從而有效減少層燃過程中所產生的NOx,降低氮氧化物的產生量和排放量。
為了更有效地減少NOx生成,并兼顧燃燒強度,該實施例的煙氣再循環裝置只與前述六個風門中位于中部的四個風門連通。具體地,如圖1所示,在該實施例中,煙氣再循環裝置包括循環母管92、第一循環支管93、第二循環支管94、第三循環支管95和第四循環支管96,其中,循環母管92與尾部煙道連通,第一循環支管93連通循環母管92與第二風門22,第二循環支管94連通循環母管92與第三風門23,第三循環支管95連通循環母管92與第四風門24,第四循環支管96連通循環母管92與第五風門25。基于這種設置,該實施例的煙氣再循環裝置能夠將尾部煙道中的部分煙氣經由第二風門22、第三風門23、第四風門24和第五風門25引入沿著鏈條爐排2行進方向分布于中部的著火區、還原性燃燒區和氧化燃燒區,而沿著鏈條爐排2行進方向位于首尾的著火準備區和燃盡區中并不引入再循環煙氣,使得該實施例的鏈條爐系統在沿著鏈條爐排2的行進方向上形成分區域的低過量空氣系數燃燒方式,從而可以在保證低氧燃燒區11整體還原性燃燒氛圍、減少氮氧化物生成排放的前提下,縮短燃料著火準備期時間,并保證燃料在燃盡區的燃盡率。
其中,循環母管92和各循環支管設置為能夠對各自的再循環煙氣量進行調節,這樣不僅使得該實施例的煙氣再循環裝置能夠調節再循環煙氣總量占尾部煙道中的煙氣總量的比例,還使得其能夠對引回第二風門結構、第三風門結構和第四風門結構的再循環煙氣量進行調節,從而使得該實施例的煙氣再循環裝置能夠更靈活地適應實際燃燒需求,進而能夠更充分地降低NOx生成量并更有效地提高燃盡率。調節風量時,可以手動調節,也可以電動調節,或采用其他方式調節。
另外,更具體地,由圖1可知,循環母管92與引風機7至煙囪8之間的尾部煙道連通,這樣再循環煙氣是經過脫硫除塵裝置6脫硫除塵處理之后的煙氣,可以保證進入低氧燃燒區11的再循環煙氣更加符合燃燒要求;并且,在循環母管92上設有煙氣循環風機91,該煙氣循環風機91用于驅動引風機7出口的煙氣流經循環母管92和各循環支管進入第一爐膛空間中形成低氧燃燒區11。
在該實施例中,煤粉燃燒裝置設置在鏈條爐排2的上方,用于向爐膛1中噴入煤粉,并使第二爐膛空間處于富氧的氧化性氛圍中,形成過量空氣系數大于1的強化燃燒區12。由于爐內上升煙氣(內含低氧燃燒區11中未燃燒充分的燃料)會與煤粉在該強化燃燒區12內混合,因此可以使得低氧燃燒區11中未燃燒充分的燃料在該強化燃燒區12中隨著煤粉的燃燒而進一步燃燒,并且由于強化燃燒區12處于富氧氛圍中,因此燃燒較為充分,所以,該實施例的煤粉燃燒裝置可以有效增強燃燒強度,提高燃盡率。
另外,煤粉燃燒裝置的設置,使得強化燃燒區12具有較高的燃燒溫度,這可以提高爐內換熱系數,提高鏈條爐的帶負荷能力,甚至使其具有一定的超負荷能力;并且,由于煤粉燃燒裝置的火焰可以向低氧燃燒區11輻射熱量,因此,通過設置煤粉燃燒裝置,還可以增加鏈條爐排2上燃料的輻射吸熱量,使得鏈條爐排2上層燃煤更充分的著火及燃燒,這不僅可以提高燃燒效率,也有利于降低氮氧化物的生成排放和減少鏈條爐中細顆粒煤粉短路飛出爐膛1。
該實施例的煤粉燃燒裝置包括四個煤粉燃燒器3,并且這四個煤粉燃燒器3呈四角切圓布置,也即這四個煤粉燃燒器3分別設置于爐膛1的四個角處(也即相鄰爐墻的交接處),且四個煤粉燃燒器3噴出煤粉的方向與同一圓周相切。具體地,如圖1和圖2所示,在爐膛1四角對稱布置四個煤粉燃燒器3,其中,一個煤粉燃燒器A1布置在后墻15與右墻17的交接處,一個煤粉燃燒器A2布置在后墻15與左墻16的交接處,一個煤粉燃燒器A3布置在前墻14和左墻16的交接處,一個煤粉燃燒器A4則布置在前墻14與右墻17的交接處,且這四個煤粉燃燒器3噴出煤粉的方向沿著逆時針(俯視)依次相切于同一圓周上。
采用四角切圓布置方式設置于鏈條爐排2上方的四個煤粉燃燒器3,氣流射流剛性較好,旋轉動量較大,穿透能力較強,因此,該實施例的鏈條爐系統可以實現室燃煤粉之間以及室燃煤粉與爐內上升煙氣之間更充分的混合,而且由于四股氣流可以在爐膛中心形成假想切圓,使相鄰的煤粉燃燒器3噴出的氣流互相引燃,因此,該實施例的鏈條爐系統還能兼顧爐膛火焰中心的控制,保證爐內主氣溫達到額定值,保證充分燃燒;另外,基于這種四角切圓的布置方式,爐膛1內水平面內的溫度場可以更加均勻,燃燒火焰能夠覆蓋整個鏈條爐排2,更有利于對爐排煤層的輻射引燃及揮發分析出,這些都可以進一步強化燃燒,提高燃盡率,進一步避免因單純形成欠氧燃燒氛圍所導致的煤層燃盡率較低、鍋爐帶負荷能力較差的問題。
二次風裝置設置于煤粉燃燒裝置的上方,用于向爐膛1中噴入二次風,使第三爐膛空間處于富氧的氧化性氛圍中,形成過量空氣系數大于1的氧化燃盡區13。氧化燃盡區13可以補充所有燃料燃盡所需要的氧量,使經過強化燃燒區12后仍未燃盡的燃料更進一步地燃燒,消除未完全燃燒的CO并降低飛灰熱損失,從而進一步提高燃盡率,并進一步解決鏈條爐飛灰居高不下的問題。
在該實施例中,二次風裝置包括四個二次風噴口5,并且這四個二次風噴口5呈四角切圓布置,也即這四個二次風噴口5分別設置于爐膛1的四個角處(也即相鄰爐墻的交接處),且四個二次風噴口5噴出煤粉的方向與同一圓周相切。具體地,如圖1和圖3所示,在爐膛1四角對稱布置四個二次風噴口5,其中,一個煤粉燃燒器B1布置在后墻15與右墻17的交接處,一個煤粉燃燒器B2布置在后墻15與左墻16的交接處,一個煤粉燃燒器B3布置在前墻14和左墻16的交接處,一個煤粉燃燒器B4則布置在前墻14與右墻17的交接處,且這四個二次風噴口5噴出煤粉的方向沿著順時針(俯視)依次相切于同一圓周上。
通過將二次風噴口5按四角切圓方式布置,可以提升二次風的穿透擾動能力,避免爐膛1上部空間及鍋爐尾部受熱面的局部CO濃度過高,減輕受熱面腐蝕,提高鏈條爐系統運行安全性。
而且,在該實施例中,四個二次風噴口5沿著順時針依次相切于同一圓周上,而如前所述,該實施例的四個煤粉燃燒器3沿著逆時針依次相切于同一圓周上,所以,二者的切圓方向相反,這樣設置的好處在于,可以進一步加強可燃物和供入的二次風的強烈擾動混合,使得可燃物在氧化燃盡區13中更充分地燃燒,從而可以進一步提高燃盡率。當然,在其他實施例中,也可以使四個二次風噴口5的四角切圓方向沿著逆時針方向并使四個煤粉燃燒器3的四角切圓方向沿著順時針方向,也即在本實用新型中,只要四個煤粉燃燒器3與四個二次風噴口5的四角切圓方向相反,即二者按相反的切圓方向進行四角切圓布置,均能夠進一步提高燃盡率。
另外,與該實施例煤粉燃燒裝置的設置類似地,該實施例的二次風裝置,其二次風母管(圖中為示出)也可以設置為風量可調節的,也即設置為能夠調節二次風風量占總風量的比例,調節的范圍可以在總風量的10%-25%之間;二次風噴口5所對應的各支管也設置為風量可調節的,且在調節過程中,優選保證各個二次風噴口5處的風量相等,以保證混合效果和燃燒效果。
由上述分析可知,圖1-3所示的實施例將鏈條爐層燃技術以及煤粉室然技術有機結合起來,通過在鏈條爐的基礎上增設煙氣再循環裝置、煤粉燃燒裝置和二次風裝置并對這些裝置進行合理設置和布局,不僅能夠實現沿爐膛1高度方向的空氣分級燃燒方式,還能夠針對鏈條爐分區分階段燃燒的特點實現沿鏈條爐排2行進方向的分區域低過量空氣系數燃燒方式,形成爐膛1內部空氣分級燃燒后的復合燃燒狀態,可以有效提高鏈條爐的燃盡率和帶負荷能力,并降低氮氧化物的生成排放,使該實施例的鏈條爐系統更加環保,并具有更加優良的燃燒經濟性。
該實施例的鏈條爐系統在燃燒時,為了更有效地降低氮氧化物生成量并提高燃盡率,鏈條爐排2上的層燃可以承擔70%-80%的燃煤負荷,而煤粉燃燒裝置則可以承擔20%-30%的燃煤負荷,這樣設置層燃和室然比例,更有利于減少NOx排放和提高燃盡率。其中,關于二次風風量、煤粉燃燒裝置風量和鏈條爐排2處一次風(層燃風)風量的比例可以按照如下原則進行分配:首先保證二次風風量比例,之后按照煤粉燃燒裝置承擔的燃煤負荷和層燃承擔的燃煤負荷的比例分配剩余的風量。例如,當煤粉燃燒裝置承擔燃煤負荷:層燃承擔負荷=2:8時,二次風風量可以設置為保持總風量的20%,煤粉燃燒裝置風量設置為總風量的16%,且一次風風量設置為總風量的64%(實際運行中投運煙氣再循環后底部風倉風中O2含量低于21%,此處的一次風風量指的是按照O2=21%的折算風量)。
此外,該實施例的鏈條爐系統在燃燒時,優選利用煙氣再循環裝置將尾部煙道中10%~25%的煙氣引回第一爐膛空間(也即鏈條爐排2所在的爐膛1下部空間),這樣可以創造低氧燃燒區11中的弱還原性燃燒氛圍,控制層燃核心燃燒區域最高溫度不超過1300℃,在抑制氮氧化物生成的同時盡量保證層燃的充分性。而且,該實施例優選利用煙氣再循環裝置將占再循環煙氣總量的15%~25%、40%~70%和15%~25%的煙氣分別引回前述第二風門結構、第三風門結構以及第四風門結構,也即煙氣再循環裝置優選設置為分別向著火區、還原性燃燒區和氧化燃燒區送入15%~25%、40%~70%和15%~25%的再循環煙氣。具體地,可以利用煙氣再循環裝置將占再循環煙氣總量的15%~25%、20%~35%、20%~35%和15%~25%的煙氣分別引回前述第二風門22、第三風門23、第四風門24以及第五風門25。這樣沿著由著火區至氧化燃燒區的方向,再循環煙氣裝置所輸送的再循環煙氣先增多后減少,使得再循環煙氣的供應更符合各燃燒區的燃燒特點,從而可以在兼顧燃燒強度的同時更有效地降低NOx的生成量。
可見,基于本實用新型的鏈條爐系統,并合理控制風量配比以及燃煤負荷配比,可以實現高效高強度且低NOx的燃燒。
以上所述僅為本實用新型的示例性實施例,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本實用新型的保護范圍之內。