本發(fā)明涉及鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高效低氮燃燒的層燃鏈條鍋爐。

背景技術(shù)：

層燃鏈條鍋爐是一種非常成熟的鍋爐型式，應(yīng)用已有上百年，主要是供暖和工業(yè)供汽為主，發(fā)展歷程經(jīng)歷了手燒爐、鏈條爐和拋煤機(jī)鏈條爐等多種型式?，F(xiàn)在應(yīng)用的主要結(jié)構(gòu)型式有：固定爐排爐，鏈條爐排爐，拋煤機(jī)爐排爐，往復(fù)爐排爐及振動(dòng)爐排爐等。

層燃鏈條鍋爐因?yàn)槠淙剂线m用性廣、造價(jià)低，運(yùn)行啟停方便、負(fù)荷調(diào)節(jié)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在我國工業(yè)應(yīng)用和冬季供暖方面具有先天優(yōu)勢，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，市場保有量巨大。據(jù)中國鍋爐網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)有鍋爐高數(shù)大62.03萬臺(tái)，其中10噸/小時(shí)以上的燃煤小鍋爐的數(shù)量占到三分之一。中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)工業(yè)鍋爐分會(huì)統(tǒng)計(jì)顯示：我國鍋爐制造企業(yè)數(shù)量為1500家左右，年產(chǎn)工業(yè)鍋爐臺(tái)數(shù)為1.5萬臺(tái)左右，其中40％是鏈條爐排鍋爐，而容量大于35t/h的鏈條爐排鍋爐產(chǎn)量占年鍋爐產(chǎn)量的比例約為13％，計(jì)算可知約0.2萬臺(tái)，實(shí)際具有改造價(jià)值的鍋爐存量多于1萬臺(tái)。

早期工業(yè)層燃鍋爐的主要技術(shù)重點(diǎn)在于提高鍋爐效率，解決鍋爐的容量提升、燃料適應(yīng)性、運(yùn)行可操作性和安全性等方面的問題。對鍋爐的大氣污染物排放，尤其是氮氧化物的排放濃度關(guān)注度不高。對于層燃鍋爐的污染物排放的研究始于上世紀(jì)九十年代，不同研究人員進(jìn)行了燃燒裝置的脫硫最佳溫度，減少煙塵排放，減少nox排放等研究，開展了空氣分級(jí)燃燒、燃料分級(jí)燃燒和煙氣循環(huán)對nox排放控制影響的研究。

目前，關(guān)于降低層燃鍋爐污染物排放的工程實(shí)例主要集中除塵和爐外脫硫等，有部分鍋爐考慮了應(yīng)用sncr脫除nox方面，而對于層燃鍋爐低nox燃燒技術(shù)方面并沒有改造工程的應(yīng)用實(shí)例。目前國內(nèi)層燃鍋爐基本沒有采用低氮燃燒技術(shù)，其大多數(shù)排放量在300～800mg/nm3之間，隨著國家環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，這些鍋爐都面臨著改造升級(jí)的要求。迫切需要一種簡單有效的低氮燃燒方式運(yùn)用到層燃鏈條鍋爐上。

因此，如何提供一種高效低氮燃燒的層燃鏈條鍋爐，以降低污染，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種高效低氮燃燒的層燃鏈條鍋爐，以降低污染。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種高效低氮燃燒的層燃鏈條鍋爐，包括爐體和爐排，所述爐體包括呈環(huán)形包圍設(shè)置的前拱、后拱以及左側(cè)壁和右側(cè)壁，所述爐排位于所述爐體的下方且位于所述前拱和所述后拱之間，還包括第一隔墻和第二隔墻，所述第一隔墻設(shè)置在所述前拱和所述后拱之間且位于所述爐排的上方，所述第二隔墻設(shè)置在所述第一隔墻的上方且兩者之間具有間隙，所述第二隔墻自所述前拱起始并向所述后拱的方向沿伸且越過所述第一隔墻，所述第二隔墻的頂端與所述后拱之間具有間隙，所述爐體上且位于所述前拱以上的位置設(shè)置有二次進(jìn)風(fēng)口。

優(yōu)選的，上述第一隔墻為垂直墻。

優(yōu)選的，上述第二隔墻為水平墻。

優(yōu)選的，上述第二隔墻自所述前拱開始至所述第一隔墻的上方為水平墻，自所述第一隔墻的上方開始至頂端傾斜向下。

優(yōu)選的，上述前拱和所述后拱的內(nèi)壁為光滑直線型。

優(yōu)選的，上述前拱和所述后拱的內(nèi)壁為s型。

優(yōu)選的，上述前拱和所述后拱的內(nèi)壁為拋物線型。

優(yōu)選的，上述前拱遮蓋所述爐排的比例不超過0.2。

優(yōu)選的，上述后拱的頂端和末端的連線與所述爐排的夾角為5°至20°。

優(yōu)選的，上述二次進(jìn)風(fēng)口的數(shù)量為2-20個(gè)。

本發(fā)明提供的高效低氮燃燒的層燃鏈條鍋爐，包括爐體和爐排，所述爐體包括呈環(huán)形包圍設(shè)置的前拱、后拱以及左側(cè)壁和右側(cè)壁，所述爐排位于所述爐體的下方且位于所述前拱和所述后拱之間，還包括第一隔墻和第二隔墻，所述第一隔墻設(shè)置在所述前拱和所述后拱之間且位于所述爐排的上方，所述第二隔墻設(shè)置在所述第一隔墻的上方且兩者之間具有間隙，所述第二隔墻自所述前拱起始并向所述后拱的方向沿伸且越過所述第一隔墻，所述第二隔墻的頂端與所述后拱之間具有間隙，所述爐體上且位于所述前拱以上的位置設(shè)置有二次進(jìn)風(fēng)口。通過前拱、爐排、第一隔墻和第二隔墻以及左側(cè)壁和右側(cè)壁圍成著火揮發(fā)區(qū)，通過爐排、第一隔墻、第二隔墻和后拱以及左側(cè)壁和右側(cè)壁圍成主燃還原區(qū)，通過第二隔墻的頂端和后拱以及左側(cè)壁和右側(cè)壁圍成爐渣燃盡區(qū)。

在工作時(shí)，在著火揮發(fā)區(qū)送入約占總風(fēng)量20％-25％的少量空氣，使煙氣中產(chǎn)生co、nh3、hcn等還原氣體，燃煤隨爐排往前行進(jìn)過程中逐步變?yōu)榘虢固繝顟B(tài)，繼而進(jìn)入主燃還原區(qū)，該區(qū)域送入約總風(fēng)量50-60％的燃燒空氣，燃煤將在底部送入空氣和上方折返下沖的煙氣作用，形成強(qiáng)烈懸浮混合燃燒過程，保證焦炭顆粒在此充分燃燒，充分釋放nox的生成，同時(shí)主燃還原區(qū)內(nèi)的煙氣將與著火揮發(fā)區(qū)產(chǎn)生的還原性氣體混合，可進(jìn)行部分已生成nox的還原；在爐渣燃盡區(qū)通入約占總風(fēng)量5-10％的空氣，可起到爐渣燃盡的作用。整個(gè)過程中，燃燒產(chǎn)生的煙氣將在爐內(nèi)折返流動(dòng)，首先流經(jīng)爐排上方的主燃區(qū)，在此保證燃煤充分燃燒；其次，在第一隔墻、第二隔墻、前拱、后拱和左側(cè)壁、右側(cè)壁兩側(cè)壁圍成的煙氣通道內(nèi)，可使?fàn)t排上方區(qū)域形成一個(gè)低過量空氣區(qū)域，燃燒產(chǎn)生的煙氣在此形成一個(gè)混合還原區(qū)，可使煙氣中的nox進(jìn)一步還原；煙氣繼續(xù)向上流動(dòng)，在前拱或者后拱上方的某處設(shè)置的二次進(jìn)風(fēng)口噴入一股分級(jí)二次風(fēng)，可起到燃盡作用，保證煙氣中飛灰和co的燃盡。從而實(shí)現(xiàn)降低污染。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的層燃鏈條鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

上圖1中：

前墻11、后墻12、前拱13、后拱14、第二隔墻15、第一隔墻16、爐排17、著火揮發(fā)區(qū)21、主燃還原區(qū)22、爐渣燃盡區(qū)23、混合還原區(qū)24、煙氣燃盡區(qū)25、底部一次風(fēng)31、分級(jí)二次風(fēng)32。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的層燃鏈條鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明實(shí)施例提供的高效低氮燃燒的層燃鏈條鍋爐，包括爐體和爐排17，爐體包括呈環(huán)形包圍設(shè)置的前拱13、后拱14以及左側(cè)壁和右側(cè)壁，爐排17位于爐體的下方且位于前拱13和后拱14之間，還包括第一隔墻16和第二隔墻15，第一隔墻16設(shè)置在前拱13和后拱14之間且位于爐排17的上方，第二隔墻15設(shè)置在第一隔墻16的上方且兩者之間具有間隙，第二隔墻15自前拱13起始并向后拱14的方向沿伸且越過第一隔墻16，第二隔墻15的頂端與后拱14之間具有間隙，位于爐體上且位于前拱13以上的位置設(shè)置有二次進(jìn)風(fēng)口。通過前拱13、爐排17、第一隔墻16和第二隔墻15以及左側(cè)壁和右側(cè)壁圍成著火揮發(fā)區(qū)21，通過爐排17、第一隔墻16、第二隔墻15和后拱14以及左側(cè)壁和右側(cè)壁圍成主燃還原區(qū)22，通過第二隔墻15的頂端和后拱14以及左側(cè)壁和右側(cè)壁圍成爐渣燃盡區(qū)23。

在工作時(shí)，在著火揮發(fā)區(qū)21送入約占總風(fēng)量20％-25％的少量空氣，使煙氣中產(chǎn)生co、nh3、hcn等還原氣體，燃煤隨爐排往前行進(jìn)過程中逐步變?yōu)榘虢固繝顟B(tài)，繼而進(jìn)入主燃還原區(qū)22，該區(qū)域送入約總風(fēng)量50-60％的燃燒空氣，燃煤將在底部送入空氣和上方折返下沖的煙氣作用，形成強(qiáng)烈懸浮混合燃燒過程，保證焦炭顆粒在此充分燃燒，充分釋放nox的生成，同時(shí)主燃還原區(qū)22內(nèi)的煙氣將與著火揮發(fā)區(qū)21產(chǎn)生的還原性氣體混合，可進(jìn)行部分已生成nox的還原；在爐渣燃盡區(qū)23通入約占總風(fēng)量5-10％的空氣，可起到爐渣燃盡的作用。整個(gè)過程中，燃燒產(chǎn)生的煙氣將在爐內(nèi)折返流動(dòng)，首先流經(jīng)爐排17上方的主燃區(qū)，在此保證燃煤充分燃燒；其次，在第一隔墻16、第二隔墻15、前拱13、后拱14和左側(cè)壁、右側(cè)壁兩側(cè)壁圍成的煙氣通道內(nèi)，可使?fàn)t排17上方區(qū)域形成一個(gè)低過量空氣區(qū)域，燃燒產(chǎn)生的煙氣在此形成一個(gè)混合還原區(qū)24，可使煙氣中的nox進(jìn)一步還原；煙氣繼續(xù)向上流動(dòng)，在前拱13或者后拱14上方的某處設(shè)置的二次進(jìn)風(fēng)口噴入一股分級(jí)二次風(fēng)32，可起到燃盡作用，保證煙氣中飛灰和co的燃盡。從而實(shí)現(xiàn)降低污染。一次風(fēng)從爐排17下方吹入。鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)分包括底部一次風(fēng)31和分級(jí)二次風(fēng)32。

其中，第一隔墻16為垂直墻。第二隔墻15為水平墻?；蛘?，第二隔墻15自前拱13開始至第一隔墻16的上方為水平墻，自第一隔墻16的上方開始至頂端傾斜向下。使用效果更好。

其中，前拱13和后拱14的內(nèi)壁為光滑直線型?；蛘?，前拱13和后拱14的內(nèi)壁為s型，或者前拱13和后拱14的內(nèi)壁為拋物線型。

其中，前拱13遮蓋爐排17的比例不超過0.2。后拱14的頂端和末端的連線與爐排17的夾角為5°至20°。二次進(jìn)風(fēng)口的數(shù)量為2-20個(gè)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的層燃鏈條鍋爐，利用爐膛兩側(cè)墻、鏈條上部和前后爐拱的配合，將爐內(nèi)空間強(qiáng)制隔離出水平方向的著火揮發(fā)區(qū)21、主燃還原區(qū)22、爐渣燃盡區(qū)23，垂直方向的燃燒區(qū)(即著火揮發(fā)區(qū)21、主燃還原區(qū)22、爐渣燃盡區(qū)23)、混合還原區(qū)24(即第二隔墻15和后拱14之間)、煙氣燃盡區(qū)25(即第二隔墻15的上方)。隨著鏈條的轉(zhuǎn)動(dòng)，燃煤將依次經(jīng)過著火揮發(fā)區(qū)21、主燃還原區(qū)22、爐渣燃盡區(qū)23。爐體中，位于前拱13上方的壁體稱為前墻11，位于后拱14上方的壁體稱為后墻12，前墻11和后墻12之間即為煙氣燃盡區(qū)25。

通過前拱13、爐排17、第一隔墻16、第二隔墻15、左側(cè)壁和右側(cè)壁兩側(cè)壁圍成著火揮發(fā)區(qū)21，燃煤首先在著火揮發(fā)區(qū)21內(nèi)受到前拱13和第二隔墻15反射的輻射熱，進(jìn)行原煤干燥、揮發(fā)分析出和著火、焦炭生成；再通過爐排17、第一隔墻16、第二隔墻15、兩側(cè)墻(即左側(cè)壁和右側(cè)壁)圍成主燃還原區(qū)22，在主燃還原區(qū)22內(nèi)燃煤的揮發(fā)分保證充分燃盡、焦炭顆粒在此快速燃燒，在底部送入空氣和上方折返下沖煙氣的作用下，形成強(qiáng)烈懸浮混合燃燒過程；最后通過爐排17、兩側(cè)墻和后拱14形成的爐渣燃盡區(qū)23，少量通入的空氣可確保未燃碳顆粒的充分燃盡。

燃燒產(chǎn)生的煙氣在流動(dòng)過程中將依次經(jīng)過燃燒區(qū)、混合還原區(qū)24和煙氣燃盡區(qū)25。在鍋爐兩側(cè)墻、前后拱和第二隔墻15形成的煙氣通道內(nèi)，燃煤在此充分燃燒，并保持一種合理欠氧狀態(tài)。煙氣繞過第二隔墻15后進(jìn)入其與后拱14和兩側(cè)墻形成的通道內(nèi)，可將此視為混合還原區(qū)24，煙氣中大量還原性其他成分將與燃燒區(qū)中生產(chǎn)的nox在此發(fā)生進(jìn)一步的還原反應(yīng)。在前后拱的上方某處，通過空氣分級(jí)設(shè)置，再通過二次進(jìn)風(fēng)口噴入一股分級(jí)二次風(fēng)32，可起到燃盡作用，形成燃盡區(qū)，保證飛灰和co的充分燃盡。

通過本技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)燃燒區(qū)域的強(qiáng)化分級(jí)燃燒，在強(qiáng)化燃燒效果，有效提升鍋爐燃燒效率的情況下，可大幅降低鏈條爐排鍋爐的nox初始排放濃度。此種布置結(jié)構(gòu)不需要改變爐膛主體結(jié)構(gòu)，主要根據(jù)鍋爐容量和爐內(nèi)空間，設(shè)置不同角度和長度的耐火耐磨隔墻，布置位置和型式靈活方便。

該爐膛結(jié)構(gòu)位于鍋爐鍋筒的下方，鏈條爐排裝置設(shè)于爐膛結(jié)構(gòu)的下方；前拱13位于爐膛進(jìn)口處，并在鏈條爐排起始端的上方，前拱13分上半部和下半部，成拱形結(jié)構(gòu)形式；后拱位于爐膛的另一側(cè)，鏈條爐排末端的上方，分上半部和下半部的拱形結(jié)構(gòu)；爐膛內(nèi)部、鏈條爐排的上方設(shè)有第二隔墻15和第一隔墻16，第二隔墻15一端與前拱13緊密連接，兩側(cè)均與兩側(cè)墻緊密連接，另一端深入爐膛內(nèi)部，并由水平轉(zhuǎn)折為下傾式，傾角控制在10-20°，與后拱14相配合形成煙氣通道，另一端延伸一般至爐底第5或6風(fēng)倉之后，高度方向與鏈條爐排間保持距離約800-1000mm；第二隔墻15結(jié)構(gòu)可以為兩個(gè)矩形墻拼接而成，或是一個(gè)弧形墻，采用耐火磚砌筑而成；第一隔墻16位于鏈條爐排的正上方，其兩側(cè)與兩側(cè)墻緊密連接，底側(cè)與爐排17保持一定間隙，需根據(jù)煤層厚度來確定，確保燃煤隨鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)過程中順利通過，一般控制在100-300mm，頂側(cè)與第二隔墻15保持一定距離，需根據(jù)煙氣量核算來確定，一般控制在500-800mm，確保著火揮發(fā)區(qū)21內(nèi)的煙氣順利通過。第一隔墻16在水平方向的距離，與前拱13和第二隔墻15布置相匹配，一般為爐底第二風(fēng)倉之后；第一隔墻16結(jié)構(gòu)為矩形，采用耐火磚砌筑而成。

對燃用不同燃料的鍋爐，其所用前、后拱的傾角、高度和長度均有所不同。但不管什么形式的前、后拱，其所起的作用是相同的，就是使燃燒室內(nèi)氣體充分的混臺(tái)，反射燃燒產(chǎn)生的輻射熱，并與第二隔墻15和第一隔墻16相配合，控制爐內(nèi)煙氣的走向進(jìn)行，使燃料及時(shí)著火、燃燒及燃盡。

前拱13位于爐膛進(jìn)口處，并在鏈條爐排起始端的上方，成拱形結(jié)構(gòu)形式，分上半拱和下半拱，上、下半拱的比例可根據(jù)需要調(diào)整，一般而言下半拱高度要大于上半拱，下半拱的高度控制在1000-1500mm，下半拱深度方向即其投影占爐排17深度方向的覆蓋度比例控制不超過20％，上半拱的高度控制在800-1300mm；前拱13的結(jié)構(gòu)形式既可以是光滑直線型，也可以呈s型或拋物線型，前拱13內(nèi)一般含有水冷壁管，并在其上敷設(shè)耐火澆注料。

后拱14位于鍋爐鍋筒的下方，后拱14位于爐膛相對前拱13的另一側(cè)，鏈條爐排末端的上方，分上半拱和下半拱，下半拱的深度方向要遠(yuǎn)大于上半拱，下半拱深度方向即其投影占爐排17深度方向的覆蓋度比例控制不超過50％，下半拱的高度控制在1100-1600mm，后拱14兩端點(diǎn)間連接線與爐排17間的最佳夾角范圍為5°到20°，以使前后拱組合形成一個(gè)縮口形狀，后拱14的結(jié)構(gòu)形式既可以是光滑直線型或拋物線型，后拱14內(nèi)一般含有水冷壁管，并在其上敷設(shè)耐火澆注料。

前拱13、后拱14、第二隔墻15、第一隔墻16的上述作用，與其結(jié)構(gòu)形式、砌筑質(zhì)量等有直接關(guān)系。鏈條爐排上方的前拱13和后拱14，既可以光滑直線型，也可以呈s型、拋物線型，第二隔墻15一般呈光滑直線型或拋物線型，第一隔墻16一般呈光滑直線型。

前拱13的上半部與下半部比例為可根據(jù)需要分配，一般而言下半部高度要大于上半部，且前拱13遮蓋整個(gè)爐排面的比例不易超過0.2；后拱14的設(shè)置主要考慮其傾角，后拱14兩端點(diǎn)間連接線與爐排17間的最佳夾角范圍為5°到20°。

分級(jí)二次風(fēng)的設(shè)置要考慮與前后拱的喉口配合，前后拱的上方均可布置，一般以布置在前拱13上方為主；二次風(fēng)口的結(jié)構(gòu)可以是方形、圓形或橢圓形，材質(zhì)為耐熱鋼；風(fēng)口數(shù)量不限，可在2到20個(gè)之間確定，噴入爐膛的角度宜適當(dāng)下傾設(shè)置；所有二次風(fēng)口均引自一個(gè)大風(fēng)箱，風(fēng)箱與二次風(fēng)口之間用支管連接，并在其上配置可調(diào)蝶閥；分級(jí)二次風(fēng)32的風(fēng)源可取自獨(dú)立的二次風(fēng)機(jī)，或取自一次風(fēng)機(jī)，一般選取為風(fēng)機(jī)出口經(jīng)過空預(yù)器加熱的熱風(fēng)。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。