煙氣內(nèi)循環(huán)水管鍋爐及低氮燃燒控制方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及鍋爐技術領域，具體涉及一種煙氣內(nèi)循環(huán)水管鍋爐，以及低氮燃燒控制方法。
【背景技術】
[0002]燃料在燃燒過程中，氮氧化物是燃燒生成產(chǎn)物之一，一般燃燒產(chǎn)生的氮氧化物來源于兩方面:一是燃燒所需空氣中氮氣的氧化;二是燃料中所含氮化物在燃燒過程中不斷分解、氧化產(chǎn)生。氮氧化物對環(huán)境和人體健康危害極大，采取技術措施減少氮氧化物的生成，減少氮氧化物的排放是鍋爐技術發(fā)展面臨的重大課題。
[0003]現(xiàn)有技術中，這種技術措施分兩類:一類是爐內(nèi)脫氮，另一類是尾部脫氮。爐內(nèi)脫氮就是采用各種燃燒技術手段來控制燃燒過程中氮氧化物的生成，又稱低NOx燃燒技術;尾部脫氮就是把尾部煙氣中已經(jīng)生成的氮氧化物還原或吸附，從而降低氮氧化物的排放。
[0004]現(xiàn)在的爐內(nèi)脫氮技術一般采用分級燃燒、低氧燃燒和煙氣再循環(huán)等技術，通過降低燃料的燃燒溫度，達到減少氮氧化物生成的目的，取得了良好的脫氮效果。其中現(xiàn)在比較成熟的煙氣再循環(huán)技術是將大量低溫煙氣從引風機出口通過循環(huán)風機引回到燃燒器與空氣預先混合或直接引回到爐膛，降低燃燒溫度的方法，減少氮氧化物生成。這種煙氣再循環(huán)方法，由于引回大量的低溫煙氣加大了系統(tǒng)的煙氣量，導致煙氣流速增加，加大了引風機的負荷，同時還需增加一臺循環(huán)風機，控制復雜，投資和能耗加大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種結(jié)構設計合理，通過煙氣在爐膛內(nèi)循環(huán)的方式，降低燃燒溫度，減少氮氧化物產(chǎn)生的煙氣內(nèi)循環(huán)水管鍋爐。
[0006]為實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明采用以下的技術方案:
[0007]煙氣內(nèi)循環(huán)水管鍋爐，包括爐墻以及所述爐墻圍合形成的供燃料燃燒的爐膛，所述爐膛與燃燒器出口相連通，所述爐膛側(cè)壁安裝有外側(cè)水冷壁，所述爐膛內(nèi)安裝有與所述外側(cè)水冷壁相對應的內(nèi)側(cè)水冷壁，所述外側(cè)水冷壁與對應的所述內(nèi)側(cè)水冷壁之間形成水冷夾層，所述水冷夾層遠離所述燃燒器出口的一端形成有煙氣回流入口，所述水冷夾層靠近所述燃燒器出口的一端形成有低溫煙氣回流出口，所述水冷夾層構成低溫煙氣回流區(qū)，所述爐膛位于所述內(nèi)側(cè)水冷壁的內(nèi)側(cè)構成高溫煙氣輻射區(qū)。
[0008]作為優(yōu)選，所述爐膛呈環(huán)形水冷夾套結(jié)構。
[0009]作為優(yōu)選，所述外側(cè)水冷壁沿所述爐膛側(cè)壁延伸設置。
[0010]本發(fā)明的另一目的在于提供采用以上所述煙氣內(nèi)循環(huán)水管鍋爐的低氮燃燒控制方法，方法如下:
[0011]S1.燃燒器產(chǎn)生的高溫煙氣從燃燒器出口高速噴出，在燃燒器出口處形成局部負壓狀態(tài)，并形成噴入爐膛的燃燒火焰；
[0012]S2.高溫煙氣經(jīng)過爐膛輻射換熱后，形成較低溫度的煙氣，在煙氣壓力作用下通過水冷夾層進一步降溫后，回流到爐膛前部的燃燒器出口附近，與高溫煙氣混合后形成相對較低的燃燒溫度。
[0013]本發(fā)明具有至少以下有益效果:(1)通過煙氣在爐膛內(nèi)循環(huán)的方式，降低燃燒溫度，減少氮氧化物產(chǎn)生，相對于外煙氣再循環(huán)技術，沒有增加大量的煙氣量，不會增加引風機負荷，系統(tǒng)及控制簡單；(2)通過煙氣在爐膛內(nèi)循環(huán)的方式，內(nèi)循環(huán)煙氣沒有大量外循環(huán)煙氣的影響，燃燒穩(wěn)定性好。
【附圖說明】
[0014]以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:
[0015]圖1是本發(fā)明實施例的主視結(jié)構不意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明實施例的局部剖視結(jié)構示意圖；
[0017]圖3是爐膛內(nèi)煙氣流動狀態(tài)示意圖。
[0018]圖中:1-爐墻；2-爐膛；21-低溫煙氣回流區(qū)；22-高溫煙氣輻射區(qū)；3_燃燒器出口；4_外側(cè)水冷壁;5-內(nèi)側(cè)水冷壁;6-水冷夾層;61-煙氣回流入口 ；62-低溫煙氣回流出口 ； 7-燃燒器;8-燃燒火焰。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例，進一步闡述本發(fā)明。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本發(fā)明的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。
[0020]如圖1和圖2所示，煙氣內(nèi)循環(huán)水管鍋爐，包括爐墻1以及所述爐墻1圍合形成的供燃料燃燒的爐膛2，所述爐膛呈環(huán)形水冷夾套結(jié)構，所述爐膛2與燃燒器出口 3相連通，所述爐膛2側(cè)壁安裝有外側(cè)水冷壁4，所述爐膛2內(nèi)安裝有與所述外側(cè)水冷壁4相對應的內(nèi)側(cè)水冷壁5，所述外側(cè)水冷壁4與對應的所述內(nèi)側(cè)水冷壁5之間形成水冷夾層6，所述水冷夾層6遠離所述燃燒器出口 3的一端形成有煙氣回流入口 61，所述水冷夾層6靠近所述燃燒器出口 3的一端形成有低溫煙氣回流出口 62，所述水冷夾層6構成低溫煙氣回流區(qū)21，所述爐膛2位于所述內(nèi)側(cè)水冷壁5的內(nèi)側(cè)構成高溫煙氣輻射區(qū)22。
[0021 ]所述外側(cè)水冷壁4和內(nèi)側(cè)水冷壁5均由數(shù)排鋼管組成，其中，所述外側(cè)水冷壁4沿所述爐膛2側(cè)壁延伸設置;根據(jù)爐膛形狀進行合理設計和布置尺寸，以便于和燃燒器7配合，組織爐內(nèi)空氣動力場，使火焰不貼壁、不沖墻、充滿度高，壁面熱負荷均勻。
[0022]參考圖2和圖3，工作時，燃燒器7產(chǎn)生的高溫煙氣從燃燒器出口3高速噴出，在燃燒器出口 3處形成局部負壓狀態(tài)，并形成噴入爐膛2的燃燒火焰8;高溫煙氣經(jīng)過爐膛2輻射換熱后，形成較低溫度的煙氣，在煙氣壓力作用下由煙氣回流入口 61進入水冷夾層6，通過水冷夾層6進一步降溫后，由低溫煙氣回流出口 62回流到爐膛2前部的燃燒器出口 3附近，與高溫煙氣混合后形成相對較低的燃燒溫度。這樣一來，通過煙氣在爐膛內(nèi)循環(huán)的方式，降低了燃燒溫度，減少了氮氧化物產(chǎn)生，由于沒有增加大量外循環(huán)煙氣量，不會增加引風機負荷，系統(tǒng)及控制簡單;并且內(nèi)循環(huán)煙氣沒有大量外循環(huán)煙氣的影響，燃燒穩(wěn)定性好。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本發(fā)明保護的范圍。
【主權項】
1.煙氣內(nèi)循環(huán)水管鍋爐，包括爐墻(1)以及所述爐墻(1)圍合形成的爐膛(2)，所述爐膛(2)與燃燒器出口( 3)相連通，其特征在于:所述爐膛(2)側(cè)壁安裝有外側(cè)水冷壁(4)，所述爐膛(2)內(nèi)安裝有與所述外側(cè)水冷壁(4)相對應的內(nèi)側(cè)水冷壁(5)，所述外側(cè)水冷壁(4)與對應的所述內(nèi)側(cè)水冷壁(5)之間形成水冷夾層(6)，所述水冷夾層(6)遠離所述燃燒器出口(3)的一端形成有煙氣回流入口(61)，所述水冷夾層(6)靠近所述燃燒器出口(3)的一端形成有低溫煙氣回流出口(62)，所述水冷夾層(6)構成低溫煙氣回流區(qū)(21)，所述爐膛(2)位于所述內(nèi)側(cè)水冷壁(5)的內(nèi)側(cè)構成高溫煙氣輻射區(qū)(22)。2.如權利要求1所述的煙氣內(nèi)循環(huán)水管鍋爐，其特征在于:所述爐膛(2)呈環(huán)形水冷夾套結(jié)構。3.如權利要求2所述的煙氣內(nèi)循環(huán)水管鍋爐，其特征在于:所述外側(cè)水冷壁(4)沿所述爐膛(2)側(cè)壁延伸設置。4.采用如權利要求1至3任一項所述煙氣內(nèi)循環(huán)水管鍋爐的低氮燃燒控制方法，其特征在于: S1.燃燒器(7)產(chǎn)生的高溫煙氣從燃燒器出口(3)高速噴出，在燃燒器出口(3)處形成局部負壓狀態(tài)，并形成噴入爐膛(2)的燃燒火焰(8); S2.高溫煙氣經(jīng)過爐膛(2)輻射換熱后，形成較低溫度的煙氣，在煙氣壓力作用下通過水冷夾層(6)進一步降溫后，回流到爐膛(2)前部的燃燒器出口(3)附近，與高溫煙氣混合后形成相對較低的燃燒溫度。
【專利摘要】本發(fā)明涉及鍋爐技術領域，具體涉及一種煙氣內(nèi)循環(huán)水管鍋爐及低氮燃燒控制方法。所述煙氣內(nèi)循環(huán)水管鍋爐，包括爐墻以及爐膛，所述爐膛與燃燒器出口相連通，所述爐膛側(cè)壁安裝有外側(cè)水冷壁，所述爐膛內(nèi)安裝有內(nèi)側(cè)水冷壁，所述外側(cè)水冷壁與所述內(nèi)側(cè)水冷壁之間形成水冷夾層，所述水冷夾層遠離所述燃燒器出口的一端形成有煙氣回流入口，所述水冷夾層靠近所述燃燒器出口的一端形成有低溫煙氣回流出口，所述水冷夾層構成低溫煙氣回流區(qū)，所述爐膛位于所述內(nèi)側(cè)水冷壁的內(nèi)側(cè)構成高溫煙氣輻射區(qū)。本發(fā)明通過煙氣在爐膛內(nèi)循環(huán)的方式，利于降低燃燒溫度，減少氮氧化物產(chǎn)生，不會增加引風機負荷，系統(tǒng)控制簡單，燃燒穩(wěn)定性好。
【IPC分類】F23N5/00, F24H1/24
【公開號】CN105485897
【申請?zhí)枴緾N201610065984
【發(fā)明人】張青, 張世倉
【申請人】青島全能節(jié)能環(huán)保鍋爐有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2016年1月29日