一种抑制煤粉锅炉低负荷运行时NOx产生量的燃烧调节方法与流程

本发明涉及锅炉节能减排领域，更进一步的涉及一种抑制煤粉锅炉低负荷运行时nox产生量的燃烧调节方法。

背景技术：

随着锅炉负荷的降低，煤粉锅炉的scr脱硝工艺的脱硝率会不断下降。而许多小型热电联产的中、低压煤粉炉在实际运行中，需要根据生产情况不断调整锅炉的运行负荷，负荷波动较大，长期维持低负荷运行情况，因而造成负荷燃烧锅炉nox产生量上升明显，无法达到现阶段排放标准(≤100mg/nm³)。目前这类问题普遍采用的方法是增加氨水的用量，但这样会造成锅炉氨逃逸远超运行标准，对设备造成腐蚀损坏。且增加氨水用量的方法效果甚微，nox排放量仍无法达标，就需要直接停炉处理，停炉处理会造成生产效率下降，生产稳定性降低。

燃烧器是煤粉锅炉的重要部件，如图1所示，4个燃烧器以切圆燃烧的方式布置在炉膛的1^#、2^#、3^#、4^#四角位置处。如图2所示，每个燃烧器由自上至下依次排列的上层二次风喷嘴a、上层直流喷燃器1、中层二次风喷嘴b、下层直流喷燃器2和下层二次风喷嘴c构成，其中：上、下两层直流喷燃器的进口端连接给粉机(即上、下层各连接4台给粉机，共8台)，用于将煤粉送入炉膛进行燃烧；上、中、下三层二次风喷嘴的进口端连接风道，用于提供煤粉燃烧所需要的空气量。若能通过控制燃烧器的工作状态来控制燃烧过程，以满足低负荷运行，同时降低nox排放，具有重要的产业价值。

专利cn201910403701.2介绍了一种满足中小煤粉锅炉超低负荷工况运行的煤粉燃烧器，其由上至下依次排列且喷口朝向一侧的1#风喷口、2#风喷口、3#风喷口、1#煤粉喷口、4#风喷口、2#煤粉喷口、5#风喷口、6#风喷口、3#煤粉喷口、7#风喷口、节能点火喷口和8#风喷口构成。在保证燃烧器实现超低负荷工况运行的前提下，可通过调整sofa/ofa喷口(1#风喷口和2#风喷口)控制nox的排放。但是该专利设备需对普通直流喷燃器进行改造，结构比较复杂，不易实施。

技术实现要素：

针对上述现有技术所存在的问题，本发明提供了一种抑制煤粉锅炉低负荷运行时nox产生量的燃烧调节方法，旨在通过在燃料燃烧过程中进行分级燃烧，达到抑制nox生成、实现nox低浓度排放的目的。

本发明为实现发明目的，采用如下技术方案：

一种抑制煤粉锅炉低负荷运行时nox产生量的燃烧调节方法，其特点在于：通过控制上层二次风喷嘴、中层二次风喷嘴和下层二次风喷嘴的开度，以及与上层直流喷燃器相连的4台给粉机的停用台数，来控制nox产生量。

进一步地：上层二次风喷嘴、中层二次风喷嘴和下层二次风喷嘴分别根据具体锅炉负荷按照相应的开度给风，以控制燃烧区域的风量、压低火焰中心位置。与上层直流喷燃器相连的4台给粉机停用1-3台，且停用给粉机的相应上层直流喷燃器不给粉，只作通风使用，达到调整燃烧区域的温度和再燃烧时间的目的。与下层直流喷燃器相连的4台给粉机全部投入使用，并根据负荷需要控制给粉量，实现下层集中燃烧控制燃烧区氧量，达到控制nox产生量的目的。具体实施方式为；

令煤粉锅炉的额定蒸发量为brl、锅炉负荷为bl，则上层二次风喷嘴、中层二次风喷嘴和下层二次风喷嘴的开度以及与上层直流喷燃器相连的4台给粉机的停用台数，按如下方式确定：

若90％brl≤bl≤100％brl，上层二次风喷嘴、中层二次风喷嘴和下层二次风喷嘴的开度分别为100％、100％、100％，与上层直流喷燃器相连的4台给粉机全部投入使用；

若75％brl≤bl<90％brl，上层二次风喷嘴、中层二次风喷嘴和下层二次风喷嘴的开度分别为100％、70％、50％，与上层直流喷燃器相连的4台给粉机停用任意1台；

若60％brl≤bl<75％brl，上层二次风喷嘴、中层二次风喷嘴和下层二次风喷嘴的开度分别为80％、60％、40％，与上层直流喷燃器相连的4台给粉机停用任意2台；

若50％brl≤bl<60％brl，上层二次风喷嘴、中层二次风喷嘴和下层二次风喷嘴的开度分别为70％、50％、30％，与上层直流喷燃器相连的4台给粉机停用任意3台。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明的燃烧调节方法，可使得煤粉锅炉的最低负荷降至额定负荷的50％，nox排放指标稳定控制在100mg/nm³以内，氨水的使用量比正常负荷减少了10％以上，在满足环保排放标准的前提下又提高了锅炉燃烧的稳定性和经济性。且本发明的方法不需要对煤粉锅炉进行低氮燃烧器改造，操作简单、易于实施。

附图说明

图1为燃烧器在煤粉锅炉上的平面布置图。

图2为燃烧器的结构示意图，图中：a为上层二次风喷嘴、1为上层直流喷燃器、b为中层二次风喷嘴、2为下层直流喷燃器、c为下层二次风喷嘴。

具体实施方式

下面以额定蒸发量为130t/h的锅炉为例，对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

锅炉负荷为100t/h时，与上层直流喷燃器相连的4台给粉机停用1台，与下层直流喷燃器相连的4台给粉机全部投入使用，上层二次风喷嘴、中层二次风喷嘴和下层二次风喷嘴分别按100％、70％、50％的开度给风，保证锅炉运行合适的过氧量。炉出口的nox含量为490mg/nm³，排放口的nox含量为85mg/nm³，氨水使用量为90kg/h。

对比例1

锅炉负荷为100t/h时，与上层直流喷燃器相连的4台给粉机全部投入使用，与下层直流喷燃器相连的4台给粉机全部投入使用，上层二次风喷嘴、中层二次风喷嘴和下层二次风喷嘴分别按100％、100％、100％的开度给风，保证锅炉运行合适的过氧量。炉出口的nox含量为800mg/nm³，排放口的nox含量为150mg/nm³，氨水使用量为100kg/h。

实施例2

锅炉负荷为80t/h时，与上层直流喷燃器相连的4台给粉机停用2台，与下层直流喷燃器相连的4台给粉机全部投入使用，上层二次风喷嘴、中层二次风喷嘴和下层二次风喷嘴分别按80％、60％、40％的开度给风，保证锅炉运行合适的过氧量。炉出口的nox含量为400mg/nm³，排放口的nox含量为70mg/nm³，氨水使用量为80kg/h。

对比例2

锅炉负荷为80t/h时，与上层直流喷燃器相连的4台给粉机全部投入使用，与下层直流喷燃器相连的4台给粉机全部投入使用，上层二次风喷嘴、中层二次风喷嘴和下层二次风喷嘴分别按80％、80％、80％的开度给风，保证锅炉运行合适的过氧量。炉出口的nox含量为850mg/nm³，排放口的nox含量为170mg/nm³，氨水使用量为110kg/h。

实施例3

锅炉负荷为70t/h时，与上层直流喷燃器相连的4台给粉机停用3台，与下层直流喷燃器相连的4台给粉机全部投入使用，上层二次风喷嘴、中层二次风喷嘴和下层二次风喷嘴分别按70％、50％、30％的开度给风，保证锅炉运行合适的过氧量。炉出口的nox含量为350mg/nm³，排放口的nox含量为65mg/nm³，氨水使用量为70kg/h。

对比例3

锅炉负荷为70t/h时，与上层直流喷燃器相连的4台给粉机全部投入使用，与下层直流喷燃器相连的4台给粉机全部投入使用，上层二次风喷嘴、中层二次风喷嘴和下层二次风喷嘴分别按70％、70％、70％的开度给风，保证锅炉运行合适的过氧量。炉出口的nox含量为900mg/nm³，排放口的nox含量为180mg/nm³，氨水使用量为115kg/h。

以上各实施例的运行参数对比如下：

从上述试验结果可以发现，随着上层给粉机停用台数的增加，炉内的nox生成量逐渐降低，而氨水的使用量也是呈递减的状态，大幅减少了氨水的使用量。

以上所述，仅是本发明的示例性实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

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