本實(shí)用新型鍋爐減排技術(shù)領(lǐng)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(huán)耦合脫硝系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鏈條爐是一種層燃爐，是目前我國工業(yè)鍋爐中使用最為廣泛的爐型。目前各類企業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)鍋爐中，層燃鍋爐占燃煤鍋爐的95％。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局和國家質(zhì)檢總局的數(shù)據(jù)，到2013年，全國鍋爐總數(shù)為64.12萬臺(tái)，其中燃煤工業(yè)鍋爐約47萬余臺(tái)，每年消耗標(biāo)準(zhǔn)煤約4億噸。煤粉的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的NOx，NOx的生成不僅會(huì)造成酸雨、光化學(xué)煙霧等大氣污染問題，還會(huì)對(duì)人體健康和動(dòng)植物生長造成嚴(yán)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(yuǎn)而重大。

目前我國在運(yùn)行的鏈條爐NOx排放控制形勢(shì)仍非常嚴(yán)峻，這主要是因?yàn)殒湕l爐的NOx排放控制技術(shù)的發(fā)展尚未成熟、NOx控制成本相對(duì)偏高，尤其是對(duì)現(xiàn)有工業(yè)鍋爐的改造由于受到改造空間不足、技術(shù)支持較少、改造成本過高等種種因素限制難以順利實(shí)現(xiàn)。

為了有效控制工業(yè)鍋爐污染物的排放，國家對(duì)GB 13271-2001《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行了重新修訂，發(fā)布了GB 13271-2014《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(diǎn)地區(qū)鍋爐執(zhí)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(biāo)準(zhǔn)》和《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》實(shí)施對(duì)NOx脫除技術(shù)的提出了更高的要求。

選擇性非催化還原SNCR(Selective Non-Catalytic Reductim)技術(shù)、煙氣在循環(huán)等煙氣脫硝技術(shù)具有建設(shè)周期短、設(shè)備投資少、運(yùn)行成本低的特點(diǎn)，兩者協(xié)同作用更能滿足國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求。應(yīng)用SNCR耦合煙氣再循環(huán)技術(shù)設(shè)計(jì)一種投資經(jīng)濟(jì)、工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)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(yōu)化現(xiàn)有鏈條爐燃燒排放提供技術(shù)示范。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)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(huán)耦合脫硝系統(tǒng)，通過在煙氣再循環(huán)工藝中調(diào)節(jié)再循環(huán)煙氣量及二次風(fēng)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(yīng)不同煤種的燃燒特性，實(shí)現(xiàn)多煤種適應(yīng)性的燃燒要求。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

用于鏈條爐的SNCR和煙氣再循環(huán)耦合脫硝系統(tǒng)，包括鏈條爐、煙氣再循環(huán)部分以及SNCR部分；煙氣再循環(huán)部分包括為鏈條爐的主燃區(qū)風(fēng)室提供空氣的鼓風(fēng)機(jī)以及為預(yù)燃區(qū)風(fēng)室、燃盡區(qū)風(fēng)室和二次風(fēng)配給風(fēng)室提供低溫?zé)煔獾脑傺h(huán)風(fēng)機(jī)，再循環(huán)風(fēng)機(jī)從除塵器的出口處引出低溫?zé)煔猓籗NCR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(shè)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(jīng)省煤器、空氣預(yù)熱器換熱后，再經(jīng)過除塵器由引風(fēng)機(jī)送入脫硫塔后經(jīng)煙囪外排。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于：

所述煤粉由給煤機(jī)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(huán)系統(tǒng)，給水泵的出口分為兩路，一路經(jīng)省煤器一側(cè)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(fēng)配給風(fēng)室的二次風(fēng)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(shè)置10支噴槍，分別位于爐膛的前墻和兩側(cè)墻，其中兩側(cè)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(nèi)。

所述再循環(huán)風(fēng)機(jī)的出口管道上設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥，流量調(diào)節(jié)閥的出口分為兩路，一路接再循環(huán)一次風(fēng)管道，另一路接再循環(huán)二次風(fēng)管道；再循環(huán)一次風(fēng)管道將低溫?zé)煔馑腿腩A(yù)燃區(qū)風(fēng)室和燃盡區(qū)風(fēng)室，再循環(huán)二次風(fēng)管道將低溫?zé)煔馑腿攵物L(fēng)配給風(fēng)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(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)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(fēng)在煤粉的預(yù)燃及焦炭的燃盡過程中降低NOx的產(chǎn)生，另一部分作為二次風(fēng)在后拱頂部按一定角度以氣幕的方式噴入燃燒區(qū)域上層，達(dá)到對(duì)上升煙氣的封鎖和擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)再循環(huán)煙氣與上升氣流的充分混合，延長上升氣流在爐內(nèi)的停留時(shí)間，減少NOx的生成和排放，保證燃料的充分燃燒。產(chǎn)生的煙氣與鏈條爐側(cè)墻和前墻上的SNCR噴口噴射尿素反應(yīng)進(jìn)一步降低了NOx的產(chǎn)生。從源頭減少了NOx的生成和排放，對(duì)減少霧霾、酸雨及光化學(xué)煙霧的形成具有積極作用，可以改善人類生存環(huán)境。此外，本實(shí)用新型采用的SNCR耦合煙氣再循環(huán)技術(shù)具有建設(shè)周期短、設(shè)備投資少、運(yùn)行維護(hù)成本低的特點(diǎn)，對(duì)降低企業(yè)運(yùn)行成本，節(jié)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(huán)耦合脫硝系統(tǒng)示意圖。

圖2是噴槍開口位置示意圖。

其中，1—預(yù)燃區(qū)風(fēng)室；2—主燃區(qū)風(fēng)室；3—燃盡區(qū)風(fēng)室；4—二次風(fēng)配給風(fēng)室；5—再循環(huán)一次風(fēng)管道；6—再循環(huán)二次風(fēng)管道；7—省煤器；8—空預(yù)器；9—除塵器；10—脫硫塔；11—煙囪；12—再循環(huán)風(fēng)機(jī)；13—引風(fēng)機(jī)；14—鼓風(fēng)機(jī)；15—流量調(diào)節(jié)閥；16—給煤機(jī)；17—SNCR噴淋裝置；18—汽包；19—蒸汽總管；20—給水泵。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

參見圖1，本實(shí)用新型用于鏈條爐的SNCR和煙氣再循環(huán)耦合脫硝系統(tǒng)，包括煙氣再循環(huán)部分和SNCR部分。煙氣再循環(huán)部分包括鼓風(fēng)機(jī)14、再循環(huán)風(fēng)機(jī)12，其中鼓風(fēng)機(jī)14為煤粉主燃區(qū)風(fēng)室2提供空氣，再循環(huán)風(fēng)機(jī)12從除塵器9之后引出低溫?zé)煔庀蜴湕l爐的預(yù)燃區(qū)風(fēng)室1、燃盡區(qū)風(fēng)室3和二次風(fēng)配給風(fēng)室4送入。燃燒過程所需氧氣由低溫?zé)煔夂涂諝獍催\(yùn)行工況調(diào)節(jié)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(nèi)與NOx發(fā)生反應(yīng)從而降低NOx排放，尿素溶液噴入量按運(yùn)行工控調(diào)節(jié)供給。

再循環(huán)風(fēng)機(jī)12的出口管道上設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥15，流量調(diào)節(jié)閥15的出口分為兩路，一路接再循環(huán)一次風(fēng)管道5，另一路接再循環(huán)二次風(fēng)管道6；再循環(huán)一次風(fēng)管道5將低溫?zé)煔馑腿腩A(yù)燃區(qū)風(fēng)室1和燃盡區(qū)風(fēng)室3，再循環(huán)二次風(fēng)管道6將低溫?zé)煔馑腿攵物L(fēng)配給風(fēng)室4。

本實(shí)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(huán)系統(tǒng)，給水泵20的出口分為兩路，一路經(jīng)省煤器7一側(cè)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(shí)用新型的原理：

本實(shí)用新型鍋爐除塵器后抽取凈煙氣作為再循環(huán)煙氣，再循環(huán)率為15％-25％，分別送入鏈條爐預(yù)燃區(qū)風(fēng)室、燃盡區(qū)風(fēng)室及二次風(fēng)配給風(fēng)室；本實(shí)用新型采用煙氣再循環(huán)一次分級(jí)、二次氣幕射入還原的思路設(shè)計(jì)和采用了煙氣再循環(huán)低氮燃燒技術(shù)來降低鏈條鍋爐燃燒過程N(yùn)Ox的生成與排放。再循環(huán)煙氣中一次風(fēng)占比范圍在75％-85％，二次風(fēng)占比范圍在15％-25％；本實(shí)用新型煙氣再循環(huán)工藝中鏈條爐預(yù)燃區(qū)風(fēng)倉和燃盡區(qū)風(fēng)倉送風(fēng)為純煙氣，控制燃料預(yù)熱區(qū)和燃盡區(qū)的供氧量，強(qiáng)化揮發(fā)分釋放期含氮中間產(chǎn)物的還原，強(qiáng)化氣體燃燒過程還原煙氣遏制NOx生成的作用。

本實(shí)用新型煙氣再循環(huán)工藝二次風(fēng)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(qū)域上層，二次風(fēng)與爐盤進(jìn)風(fēng)動(dòng)量合成在前拱處形成旋流，實(shí)現(xiàn)再循環(huán)煙氣與上升氣流的充分混合，延長上升氣流在爐內(nèi)的停留時(shí)間，減少NOx的生成和排放，保證燃料的充分燃燒。本實(shí)用新型SNCR工藝中爐膛不同高度設(shè)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(nèi)，下層噴槍高度h2與鍋爐高度h之比在0.65-0.75范圍內(nèi)，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(shè)計(jì)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(cè)各布置3支，爐膛前墻布置4支，10支噴槍為對(duì)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(nèi)。

本實(shí)用新型工作過程

給粉：煤粉由給煤機(jī)16送入鏈條爐排上。

進(jìn)風(fēng)：空氣由鼓風(fēng)機(jī)14經(jīng)風(fēng)管送入主燃區(qū)風(fēng)室2，低溫?zé)煔庥稍傺h(huán)風(fēng)機(jī)12送入預(yù)燃區(qū)風(fēng)室1、燃盡區(qū)風(fēng)室3及二次風(fēng)配給風(fēng)室4。其中因?yàn)轭A(yù)燃區(qū)和燃盡區(qū)對(duì)氧氣濃度要求較低，主要起到預(yù)燃和燃盡的作用，預(yù)燃區(qū)風(fēng)室1、燃盡區(qū)風(fēng)室3進(jìn)風(fēng)全部為低溫?zé)煔?；二次風(fēng)配給風(fēng)室4進(jìn)風(fēng)也全部為低溫?zé)煔?，且二次風(fēng)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(dá)到對(duì)上升煙氣的封鎖和擾動(dòng)，二次風(fēng)與上升煙氣動(dòng)量合成形成旋流實(shí)現(xiàn)再循環(huán)煙氣與上升氣流的充分混合，延長上升氣流在爐內(nèi)的停留時(shí)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(shè)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(shè)計(jì)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(cè)各平均布置3支，爐膛前墻平均布置4支，10支噴槍為對(duì)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(nèi)。且SNCR脫硝過程中氨氮摩爾比控制在0.8～1.2之間。

出風(fēng)：鏈條爐中煤粉燃燒之后的煙氣經(jīng)省煤器7、空氣預(yù)熱器8、除塵器9之后由引風(fēng)機(jī)13送入脫硫塔10后經(jīng)煙囪11排入大氣。

以上內(nèi)容僅為說明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。