本實用新型屬于燃燒方法及燃燒設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種流化床鍋爐負荷調(diào)節(jié)及低氮燃燒裝置。
背景技術(shù)：
循環(huán)流化床鍋爐在額定工況下可獲得較高的熱效率和理想的排放指標，但是在低負荷時，由于爐膛溫度場不均勻，爐膛出口溫度低，不僅影響了熱效率，蒸汽參數(shù)還影響了氮氧化物的生存和爐內(nèi)脫硝效果。因此，目前的循環(huán)流化床鍋爐不僅無法做到超低負荷運行，更不能做到超低排放。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，而提供一種流化床鍋爐負荷調(diào)節(jié)及低氮燃燒裝置，既可實現(xiàn)循環(huán)流化床鍋爐的高負荷和正常負荷的運行，又能實現(xiàn)低負荷和超低負荷的調(diào)節(jié)和運行，特別是還能實現(xiàn)低氮燃燒、超低排放的環(huán)保效果。
本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種流化床鍋爐負荷調(diào)節(jié)及低氮燃燒裝置，包括流化床鍋爐的爐膛、流化床鍋爐頂部的汽包、流化床鍋爐尾部依次連接的分離器、過熱器、省煤器、空氣預制器、布袋除塵器、引風機和煙筒，在布袋除塵器和引風機之間的煙氣管道上增設(shè)一分流管道連接回流風機的輸入口，回流風機的輸出管道連接連通至鼓風機的入口，鼓風機的輸出風管經(jīng)空氣預熱器后連接連通至流化床鍋爐底下的進風口；在流化床鍋爐的爐膛一側(cè)增設(shè)一臺煤的變徑設(shè)備和一套煤的加料系統(tǒng)，煤的變徑設(shè)備輸出通過螺旋給料機連接至流化床鍋爐的爐膛，煤的加料系統(tǒng)也連接至流化床鍋爐的爐膛；在流化床鍋爐的爐膛中部安裝有二次進風口。
上述技術(shù)方案中，在過熱器和省煤器之間的煙氣管道上安裝有測量煙氣中氧含量或氮氧化物含量的氧含量表或氮氧化物含量表，氧含量表或氮氧化物含量表輸出測量信號連接至自動控制裝置，自動控制裝置輸出控制信號連接并控制回流風機。
上述技術(shù)方案中，所述的煤的變徑設(shè)備為破碎機；所述煤的加料系統(tǒng)為爐前增加給料倉，將煤底料經(jīng)斗提機進入給料倉，給料倉輸出連接螺旋給料機，螺旋給料機輸出連接流化床鍋爐的爐膛。
流化床鍋爐的負荷調(diào)節(jié)及低氮燃燒方法，負荷調(diào)節(jié)為低負荷時改變?nèi)霠t煤的當量直徑，減少臨界流速，使負荷達到最小值，在高負荷調(diào)節(jié)時配備一個加料系統(tǒng)；所述低氮燃燒為控制氧量，在煤的預燃階段缺氧燃燒，生成CO,用CO還原NOx，生成N與CO2，再加入二次風，在燃盡階段將CO充分燃燒，減少不完全燃燒損失。
上述技術(shù)方案中，所述改變?nèi)霠t煤的當量直徑是增加一臺煤的變徑設(shè)備，皮帶上的入爐煤經(jīng)過變徑設(shè)備后，再通過螺旋給料機送入爐膛；所述在高負荷調(diào)節(jié)時配備一個加料系統(tǒng)是在爐前增加給料倉和螺旋給料機，預先將合格的煤底料經(jīng)斗提機進入給料倉，再經(jīng)螺旋給料機進入爐膛。
上述技術(shù)方案中，上述的變徑設(shè)備為破碎機，將粒徑為8-10mm的煤粒破碎成粒徑為5mm以下的煤粒。
上述技術(shù)方案中，所述在煤的預燃階段缺氧燃燒為：將鍋爐尾部布袋除塵器的煙氣通過回流風機和管道連接輸送至鼓風機入口，鼓風機將該煙氣與自然空氣一起經(jīng)空氣預熱器預熱后輸送至爐膛底部的進風口；所述加入二次風為爐膛中部安裝有二次進風口。
上述技術(shù)方案中，所述控制氧量為：在鍋爐尾部的過熱器與省煤器之間安裝有測量煙氣中氧含量或氮氧化物含量的氧含量表或氮氧化物含量表氧含量表或氮氧化物含量表，一方面進行氧含量或氮氧化物含量指示，另一方面輸出測量氧含量或氮氧化物含量信號連接至自動控制裝置，自動控制裝置進行信號處理后輸出控制信號連接回流風機，控制回流風機的流量大小。
原燃燒設(shè)備（布風板及風帽）不合理的部分還需進行改進及優(yōu)化設(shè)計。
工作原理及顯著效果：
循環(huán)流化床鍋爐的負荷調(diào)節(jié)必須風、煤、底料三樣同時調(diào)節(jié)，循環(huán)流化床鍋爐為了燃燒穩(wěn)定，其風量必須要大于臨界風量，由于風量受到限制，所以循環(huán)流化床鍋爐的低負荷調(diào)節(jié)功能也受到了限制，臨界流速與入爐煤的當量直徑成三次方的關(guān)系，改變?nèi)霠t煤的當量直徑就可以減少臨界流速，使負荷達到最小值。
由于減少了臨界流速，減少了底料的厚度，流化高度也隨之降低，這樣埋管的吸熱量也大為減少，雖然爐膛的溫度保持了一定值，負荷卻可以保持一定的低度。這樣也不會影響脫硝的效果。
由于改變了入爐煤的當量直徑，引入了回流風，不僅可以超低負荷運行，而且在超低負荷時爐瞠溫度場均勻，保持理想的爐膛出口溫度和過量空氣系數(shù)，保證了蒸汽參數(shù)和氮氧化物的原始排放及脫硝效果，在超低負荷時保證蒸汽參數(shù)即可做到超低排放。
也就是說在低負荷時，改變?nèi)霠t煤的當量直徑，既可以保證低負荷運行，又可以保證低氮燃燒。
當需要高負荷時，底料隨之增加，靠自身的底料積累速度太慢，無法靈活應對，滿足工藝要求，所以需配備一個加料系統(tǒng)。低負荷時再引入煙氣回流，減少爐膛內(nèi)的過剩空氣系數(shù)，減少氮氧化物的排放。
現(xiàn)有技術(shù)的流化床鍋爐其負荷調(diào)節(jié)范圍在50-110%，一般鍋爐白天負荷高，晚上負荷低，有時甚至低到20-30%，而現(xiàn)有技術(shù)的流化床鍋爐在負荷低于50%時就無法運行，因為爐底風室進風小，吹不動燃煤，不能流化燃燒，爐底風室進風大，燃煤溫度被吹低，易熄滅，所以現(xiàn)有流化床鍋爐最怕夜晚低負荷運行。本實用新型采用改變?nèi)霠t煤的當量直徑，也就是將入爐煤的粒徑破碎得更小后再送入爐膛，減少風量，因為煤粒粒徑小，爐底風室很小的進風，就可以將燃煤吹起，實現(xiàn)流化燃燒。本實用新型這一技術(shù)突破，可以將流化床鍋爐最低負荷運行值從50%降至20%，極大提高了流化床鍋爐的技術(shù)性能和使用性能。而在需要高負荷運行時，只要恢復煤底料經(jīng)給料倉和螺旋給料機送入爐膛即可。
同時，鍋爐燃燒的氮氧化物排放，國家標準為200mg/m3，超低排放地區(qū)為50 mg/m3，而現(xiàn)有的流化床鍋爐其氮氧化物排放在250 mg/m3以上，因此，降低鍋爐的氮氧化物排放難度很大。為此，有的流化床鍋爐采用爐內(nèi)噴氨水的脫銷方法來降低氮氧化物排放，投資大，運行成本高，而脫硝率也只有50%左右，同時氨水對鍋爐尾部腐蝕很大，影響鍋爐壽命。以130T流化床鍋爐為例，投資達200萬，外加運行成本。也有的流化床鍋爐采用爐外氧化還原法脫銷，以此來降低氮氧化物排放，投資更大，達500萬。本實用新型采用在預燃階段缺氧燃燒、再在爐膛中加入二次風充分燃燒的方法來降低氮氧化物的排放，本實用新型的這一技術(shù)突破使流化床鍋爐的氮氧化物排放降至＜50 mg/m3，達到超低排放標準，同時蒸汽參數(shù)偏差＜5%，熱效率＞90%。
附圖說明：
圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)原理圖。
附圖標記說明：1—自動控制裝置，2—加料系統(tǒng)，3—變徑設(shè)備，4—螺旋給料機，
5—爐膛，6—氧含量表，7—布袋除塵器，8—煙筒，9—引風機，10—回流風機，
11—鼓風機，12—分離器，13—汽包，l4—過熱器，15—省煤器，16—空氣預熱器，
17—二次進風口。
具體實施方式：
參見圖1，本實用新型的一種流化床鍋爐負荷調(diào)節(jié)及低氮燃燒裝置，包括流化床鍋爐的爐膛、流化床鍋爐頂部的汽包、流化床鍋爐尾部依次連接的分離器、過熱器、省煤器、空氣預制器、布袋除塵器、引風機和煙筒，在布袋除塵器和引風機之間的煙氣管道上增設(shè)一分流管道連接回流風機的輸入口，回流風機的輸出管道連接連通至鼓風機的入口，鼓風機的輸出風管經(jīng)空氣預熱器后連接連通至流化床鍋爐底下的進風口；在流化床鍋爐的爐膛一側(cè)增設(shè)一臺煤的變徑設(shè)備和一套煤的加料系統(tǒng)，煤的變徑設(shè)備輸出通過螺旋給料機連接至流化床鍋爐的爐膛，煤的加料系統(tǒng)也連接至流化床鍋爐的爐膛；在流化床鍋爐的爐膛中部安裝有二次進風口；在過熱器和省煤器之間的煙氣管道上安裝有測量煙氣中氧含量或氮氧化物含量的氧含量表或氮氧化物含量表，氧含量表或氮氧化物輸含量表出測量信號連接至自動控制裝置，自動控制裝置輸出控制信號連接并控制回流風機；所述的煤的變徑設(shè)備為破碎機；所述煤的加料系統(tǒng)為爐前增加給料倉，將煤底料經(jīng)斗提機進入給料倉給料倉輸出連接螺旋給料機，螺旋給料機輸出連接流化床鍋爐的爐膛。
本實用新型的流化床鍋爐負荷調(diào)節(jié)及低氮燃燒方法，負荷調(diào)節(jié)為低負荷時改變?nèi)霠t煤的當量直徑，減少臨界流速，使負荷達到最小值，在高負荷調(diào)節(jié)時配備一個加料系統(tǒng)；所述低氮燃燒為控制氧量，在煤的預燃階段缺氧燃燒，生成CO,用CO還原NOx，生成N與CO2，再加入二次風，在燃盡階段將CO充分燃燒，減少不完全燃燒損失；所述改變?nèi)霠t煤的當量直徑是增加一臺煤的變徑設(shè)備，皮帶上的入爐煤經(jīng)過變徑設(shè)備后，再通過螺旋給料機送入爐膛。所述在高負荷調(diào)節(jié)時配備一個加料系統(tǒng)是在爐前增加給料倉和螺旋給料機，預先將合格的煤底料經(jīng)斗提機進入給料倉，再經(jīng)螺旋給料機進入爐膛；所述的變徑設(shè)備為破碎機，將粒徑為8-10mm的煤粒破碎成粒徑為5mm以下的煤粒；所述在煤的預燃階段缺氧燃燒為：將鍋爐尾部布袋除塵器的煙氣通過回流風機和管道連接輸送至鼓風機入口，鼓風機將該煙氣與自然空氣一起經(jīng)空氣預熱器預熱后輸送至爐膛底部的進風口；所述加入二次風為爐膛中部安裝有二次進風口；所述控制氧量為：在鍋爐尾部的過熱器與省煤器之間安裝有測量煙氣中氧含量或氮氧化物含量的氧含量表或氮氧化物含量表氧含量表或氮氧化物含量表，一方面進行氧含量或氮氧化物含量指示，另一方面輸出測量氧含量或氮氧化物含量信號連接至自動控制裝置，自動控制裝置進行信號處理后輸出控制信號連接回流風機，控制回流風機的流量大小。