本發(fā)明涉及鍋爐燃燒技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種采用二次風(fēng)技術(shù)的π型燃氣鍋爐。

背景技術(shù)：

盡可能降低燃氣鍋爐排放氣體對空氣環(huán)境的污染是目前業(yè)界共同關(guān)心的課題，為了確保環(huán)境空氣的質(zhì)量，有關(guān)職能部門都在積極探索、采取有效措施，并制定了相應(yīng)的制約性環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，而且隨著措施的落實和技術(shù)效果的逐步提高，不斷相應(yīng)提高標(biāo)準(zhǔn)，目前北京地區(qū)正在執(zhí)行的是nox排放30mg/nm³最新標(biāo)準(zhǔn)?？諝夥旨壖夹g(shù)是目前業(yè)界公認的一種比較有效的低氮燃燒方式，采取在燃氣燃燒器機頭處將空氣分為多股通入的形式向燃燒器送助燃空氣，對降低nox的排放有一定成效。但在實踐中發(fā)現(xiàn)其降氮效果有限，難以達到30mg/nm³的排放標(biāo)準(zhǔn)。為此，業(yè)界又探索出了一種在整個燃氣鍋爐中運用空氣分級送氣的整體濃淡燃燒技術(shù)，又稱二次風(fēng)技術(shù)。其要點是將二次風(fēng)布置在距燃燒器一定距離的合適位置處，使之能確保證燃料的充分燃燒,并且鍋爐爐膛出口的煙氣溫度與增加二次風(fēng)前相比較不會升高太多，且還能起到一定的的降氮效果，有一定實效。但在實踐中發(fā)現(xiàn)，雖然它有一定的降氮效果，但適用面有限，特別不適宜用于鍋爐爐膛截面積較大、最上層燃燒器布置的標(biāo)高距爐膛出口較近的π型鍋爐上。然而π型鍋爐是目前電站系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一種爐型，所以，如何把既具有良好降氮效果，又能確保鍋爐達到排放標(biāo)準(zhǔn)的二次風(fēng)技術(shù)引用到π型鍋爐上，具有十分重要的積極意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是要克服現(xiàn)有整體濃淡燃燒的二次風(fēng)技術(shù)不適用于鍋爐爐膛截面積較大、最上層燃燒器布置的標(biāo)高距爐膛出口較近的π型鍋爐上的不足，提供一種結(jié)構(gòu)新穎、布局合理，有利于進一步降低nox的初始排放和達到nox低于30mg/nm³的超低氮排放標(biāo)準(zhǔn)的采用二次風(fēng)技術(shù)的π型燃氣鍋爐。

本發(fā)明的采用二次風(fēng)技術(shù)的π型燃氣鍋爐，主體包含有鍋爐爐膛和數(shù)個燃氣燃燒器，特征在于所述的鍋爐爐膛包含有前墻、左右側(cè)墻、后墻和內(nèi)設(shè)有主燃區(qū)、再燃區(qū)、燃燼區(qū)和二次風(fēng)作用區(qū)的爐腔，所述的燃氣燃燒器層列設(shè)置在前墻上，其喉口直徑為d，包含有最上層燃燒器和若干下層燃燒器，其中：

所述的二次風(fēng)作用區(qū)由設(shè)置在前墻上的前墻二次風(fēng)布設(shè)區(qū)和設(shè)置在左右側(cè)墻上的側(cè)墻二次風(fēng)布設(shè)區(qū)之間的爐膛空間構(gòu)成；

所述的前墻二次風(fēng)布設(shè)區(qū)布設(shè)在最上層燃燒器的中心標(biāo)高和距最上層燃燒器的中心標(biāo)高之上10d之間區(qū)域內(nèi)的前墻上；

所述的側(cè)墻二次風(fēng)布設(shè)區(qū)布設(shè)在與前墻距離為d之后，并且高度上距最上層燃燒器的中心標(biāo)高為10d之下的左右側(cè)墻上；

所述的前墻二次風(fēng)布設(shè)區(qū)和側(cè)墻二次風(fēng)布設(shè)區(qū)上分別有規(guī)則或無規(guī)則地按一層或多層、每層數(shù)個的構(gòu)式設(shè)置有若干二次風(fēng)噴口；

所述的主燃區(qū)包含有由前墻與距離前墻為d之內(nèi)的左右側(cè)墻的限定空間，和與所述的下層燃燒器相對應(yīng)的爐膛下部空間；

所述的再燃區(qū)由位于二次風(fēng)作用區(qū)中下部和與主燃區(qū)相鄰的交接空間構(gòu)成；

所述的燃燼區(qū)由位于二次風(fēng)作用區(qū)17上部與爐膛出口間的爐膛上部空間構(gòu)成；

此外，所述的側(cè)墻二次風(fēng)布設(shè)區(qū)對稱設(shè)置在左右側(cè)墻上；

工作時，燃氣鍋爐所需的助燃空氣分成兩級送入爐膛，其一是70%-95%的助燃空氣通過燃氣燃燒器進入主燃區(qū)，使主燃區(qū)內(nèi)的過量空氣系數(shù)在0.7-1之間，因而使燃料處于缺氧環(huán)境中燃燒，導(dǎo)致燃燒速度緩慢、燃燒溫度不高，同時，由于燃料在缺氧的還原性氛圍中燃燒，使大量的含氮基團與nox反應(yīng)，提高了nox向n2的轉(zhuǎn)化率，從而抑制了nox的生成，有利于降低nox在主燃區(qū)內(nèi)的生成量；其二是其余5%-30%的助燃空氣通過設(shè)置于鍋爐前墻和左右側(cè)墻上的二次風(fēng)噴口送入爐膛，在爐膛內(nèi)形成二次風(fēng)作用區(qū)，使原先在主燃區(qū)內(nèi)未充分燃燒的燃料先在位于二次風(fēng)作用區(qū)中下部附近的再燃區(qū)內(nèi)繼續(xù)燃燒，并使原先在主燃區(qū)內(nèi)生成的nox進一步還原，然后再進入位于二次風(fēng)作用區(qū)上部至爐膛出口區(qū)之間的燃燼區(qū)內(nèi)繼續(xù)燃燒、直至燃盡；雖然燃燼區(qū)接近爐膛出口，內(nèi)部空氣量充足，使燃料能得到充分燃盡，但火焰溫度較低，所以最終nox生成量不大，且由于之前未燃燒的燃料能得到充分燃盡，故co的產(chǎn)生量幾乎為零，能確保爐膛排出的煙氣質(zhì)量及溫升處于標(biāo)準(zhǔn)允許范圍。

基于上述構(gòu)思的本發(fā)明采用二次風(fēng)技術(shù)的π型燃氣鍋爐，由于合理引用了二次風(fēng)技術(shù)，在爐膛內(nèi)建立了二次風(fēng)作用區(qū)，并對爐膛內(nèi)的主燃區(qū)、再燃區(qū)和燃燼區(qū)進行了科學(xué)且合理的配置，從結(jié)構(gòu)上確保二次風(fēng)技術(shù)引用在π型燃氣鍋爐上充分發(fā)揮其整體濃淡燃燒的積極技術(shù)效果，使π型燃氣鍋爐的nox生成量降低了30～60%，同時還帶來了減緩燃燒、降低燃燒溫度、制造了nox的還原性氛圍，有效抑制了熱力型nox和燃料型nox的生成，同時還緩和避免了二次風(fēng)對燃燒的集中沖擊，使燃燒穩(wěn)定，減少鍋爐因燃燒不穩(wěn)定發(fā)生震動的可能性。由上可見，本發(fā)明采用二次風(fēng)技術(shù)的π型燃氣鍋爐切實實現(xiàn)了降低nox的初始排放和達到nox低于30mg/nm³的超低氮排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)明目的，解決了長期以來困擾業(yè)界的整體濃淡燃燒的二次風(fēng)技術(shù)不能有效用于π型鍋爐上的一大難題，本發(fā)明的技術(shù)方案結(jié)構(gòu)合理且科學(xué)，為既具有良好降氮效果、又能確保鍋爐達到排放標(biāo)準(zhǔn)的二次風(fēng)技術(shù)引用到目前電站系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的π型鍋爐上開拓了成功先例，明顯具有很強的實用性和廣闊的市場應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的基本結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中a-a剖視圖；

圖3是圖1中d-d剖視圖。

圖中：

1.鍋爐爐膛11.前墻12.左右側(cè)墻13.后墻14.主燃區(qū)

15.再燃區(qū)16.燃燼區(qū)17.二次風(fēng)作用區(qū)171.前墻二次風(fēng)布設(shè)區(qū)

172.側(cè)墻二次風(fēng)布設(shè)區(qū)2.燃氣燃燒器21.最上層燃燒器

211.最上層燃燒器的中心標(biāo)高22.下層燃燒器3.二次風(fēng)噴口。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和典型實施例對本發(fā)明作進一步說明。

在圖1、圖2和圖3中，本發(fā)明的采用二次風(fēng)技術(shù)的π型燃氣鍋爐，主體包含有鍋爐爐膛1和數(shù)個層列設(shè)置的燃氣燃燒器2，特征在于：所述的鍋爐爐膛1包含有前墻11、左右側(cè)墻12、后墻13和內(nèi)設(shè)有主燃區(qū)14、再燃區(qū)15、燃燼區(qū)16和二次風(fēng)作用區(qū)17的爐腔，所述的燃氣燃燒器2層列設(shè)置在前墻11上，其喉口直徑為d，包含有最上層燃燒器21和若干下層燃燒器22，其中：

所述的二次風(fēng)作用區(qū)17由設(shè)置在前墻11上的前墻二次風(fēng)布設(shè)區(qū)171和設(shè)置在左右側(cè)墻12上的側(cè)墻二次風(fēng)布設(shè)區(qū)172之間的爐膛空間構(gòu)成；

所述的前墻二次風(fēng)布設(shè)區(qū)171布設(shè)在最上層燃燒器21的中心標(biāo)高211和距最上層燃燒器21的中心標(biāo)高211之上10d之間區(qū)域內(nèi)的前墻11上；

所述的側(cè)墻二次風(fēng)布設(shè)區(qū)172布設(shè)在與前墻11距離為d之后，并且高度上距最上層燃燒器21的中心標(biāo)高211為10d之下的左右側(cè)墻12上；

所述的前墻二次風(fēng)布設(shè)區(qū)171和側(cè)墻二次風(fēng)布設(shè)區(qū)172上分別有規(guī)則或無規(guī)則地按一層或多層、每層數(shù)個的構(gòu)式設(shè)置有若干二次風(fēng)噴口3；

所述的主燃區(qū)14包含有由前墻11與距離前墻為d之內(nèi)的左右側(cè)墻12的限定空間，和與所述的下層燃燒器22相對應(yīng)的爐膛下部空間；

所述的再燃區(qū)15由位于二次風(fēng)作用區(qū)17中下部和與主燃區(qū)14相鄰的交接空間構(gòu)成；

所述的燃燼區(qū)16由位于二次風(fēng)作用區(qū)17上部與爐膛出口間的爐膛上部空間構(gòu)成；

此外，所述的側(cè)墻二次風(fēng)布設(shè)區(qū)172對稱設(shè)置在左右側(cè)墻12上；

工作時，燃氣鍋爐所需的助燃空氣分成兩級送入爐膛，其一是70%-95%的助燃空氣通過燃氣燃燒器2進入主燃區(qū)，使主燃區(qū)內(nèi)的過量空氣系數(shù)在0.7-1之間，因而使燃料處于缺氧環(huán)境中燃燒，導(dǎo)致燃燒速度緩慢、燃燒溫度不高，同時，由于燃料在缺氧的還原性氛圍中燃燒，使大量的含氮基團與nox反應(yīng)，提高了nox向n2的轉(zhuǎn)化率，從而抑制了nox的生成，有利于降低nox在主燃區(qū)內(nèi)的生成量；其二是其余5%-30%的助燃空氣通過設(shè)置于鍋爐前墻11和左右側(cè)墻12上的二次風(fēng)噴口3送入爐膛，在爐膛內(nèi)形成二次風(fēng)作用區(qū)17，使原先在主燃區(qū)14內(nèi)未充分燃燒的燃料先在位于二次風(fēng)作用區(qū)17中下部附近的再燃區(qū)15內(nèi)繼續(xù)燃燒，并使原先在主燃區(qū)14內(nèi)生成的nox進一步還原，然后再進入位于二次風(fēng)作用區(qū)17上部至爐膛出口區(qū)之間的燃燼區(qū)16內(nèi)繼續(xù)燃燒、直至燃盡；雖然燃燼區(qū)接近爐膛出口，內(nèi)部空氣量充足，使燃料能得到充分燃盡，但火焰溫度較低，所以最終nox生成量不大，且由于之前未燃燒的燃料能得到充分燃盡，故co的產(chǎn)生量幾乎為零，能確保爐膛排出的煙氣質(zhì)量及溫升處于標(biāo)準(zhǔn)允許范圍。