控制燃烧温度的cfb低氮燃烧系统
技术领域
1.本实用新型涉及火力发电厂“节能减排”领域，具体涉及一种控制燃烧温度的cfb低氮燃烧系统。


背景技术：

2.氮氧化物(no
x
)是我国大气主要污染物之一，除机动车尾气等交通污染源之外，大气中的氮氧化物主要来自于火电厂和工业锅炉的烟气排放。氮氧化物作为一次污染物，本身会对人体健康产生一定的危害。氮氧化物在一定条件下会生成臭氧并产生光化学污染。氮氧化物还会造成土壤的酸化，排入大气中的氮氧化物会导致酸雨。氮氧化物还会通过雨水落在江河湖泊、海洋中，进入地下水，造成水体的富营养化。氮氧化物还能引起土壤化学成分改变，造成土壤酸化以及生态系统失衡。随着我国环保要求的不断提高，对火电厂采取控制氮氧化物排放的技术迫在眉睫。
3.在锅炉燃烧过程中，对no
x
的形成起决定作用的是燃烧区域的温度和过量空气量，目前常用的低no
x
燃烧技术有：
4.(1)空气分级燃烧技术：目前应用较为广泛的低no
x
燃烧技术，它将燃料的燃烧过程分段进行，推迟一、二次风混合时间，煤粉进入炉膛时形成一个富燃料区，使燃料在富燃料区进行缺氧燃烧，以降低燃料型no
x
的生成。
5.(2)低nox燃烧器技术：将空气分级的原理应用于燃烧器的设计，尽可能的降低着火区的氧浓度和温度，以达到控制no
x
生成量的目的。
6.(3)燃料分级燃烧技术：通过形成一个富燃烧、少空气的区域来对no
x
生成进行控制。总体来说，现有的低氮燃烧技术基本上是通过控制过量空气量来实现对no
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的有效控制，而针对燃烧区域温度控制的方法较少。
7.循环流化床锅炉(cfb)因其具燃烧效率高、燃料适应性强、no
x
生成量较少、脱硫成本低等优势，在我国中小锅炉上有大量的应用。但随着环保标准越来越高，循环流化床锅炉no
x
的原始排放也不能满足现行的排放限值。循环流化床锅炉由于其燃烧投煤的特殊性，很难采取低no
x
燃烧器技术和燃料分级技术，广泛使用的低氮燃烧技术为空气分级燃烧技术。但仅仅对采用燃烧优化或空气分级已不能满足日益严格的环保排放要求，还必需配合采用燃烧区域温度控制技术。


技术实现要素：

8.本实用新型针对现有循环流化床锅炉氮氧化物原始排放高、现有炉膛温度控制的问题，提供一种控制燃烧温度的cfb低氮燃烧系统；
9.该系统为高效稳定的低氮燃烧系统，能调节受热面的吸热量，控制炉内燃烧温度，既能满足满负荷条件下低氮燃烧需要，又能保障锅炉在变负荷条件下的稳定燃烧，能保障受热面冷却所需的最小蒸汽量。
10.为实现上述目的，本实用新型所设计一种控制燃烧温度的cfb低氮燃烧系统，所述
系统包括循环流化床锅炉锅筒的汽包出口依次连接有低温过热器、一级减温器、下行屏式过热器和上行屏式过热器，所述下行屏式过热器和上行屏式过热器出入口两端分别设置有下行屏入口集箱、下行屏出口集箱、上行屏出口集箱和上行屏入口集箱；
11.所述下行屏式过热器和上行屏式过热器的本体均设在循环流化床锅炉内，所述下行屏入口集箱、下行屏出口集箱、上行屏出口集箱和上行屏入口集箱均在循环流化床锅炉外，所述下行屏入口集箱与一级减温器连接，所述下行屏出口集箱与上行屏入口集箱通过连接集箱连接；所述上行屏出口集箱依次连接有二级减温器、高温过热器和集汽集箱。
12.进一步地，所述下行屏入口集箱和上行屏出口集箱两端的管线上设置有备用管线。
13.再进一步地，所述备用管线上设置有电动调节阀。
14.再进一步地所述一级减温器和二级减温器上连接有减温水管。
15.再进一步地所述连接集箱连接有疏水管，所述疏水管设置有电动疏水阀。
16.再进一步地所述下行屏入口集箱、上行屏出口集箱、连接集箱和集汽集箱上均设置有温度测量仪。
17.本实用新型的有益效果：
18.1.本实用新型中增加了下行屏式过热器、上行屏式过热器在炉膛内再吸热，增加的下行屏式过热器从低温过热器出口引接蒸汽，低温过热器蒸汽出口温度约350℃，炉膛内燃烧温度达850℃，大的温度可显著增加下行屏式过热器和上行屏式过热器的换热效果，显著降低炉膛内的燃烧温度，大大减少氮氧化物的生成。
19.2.本实用新型中蒸汽进入下行屏式过热器时，需先经过一级减温器减温后，减温水来自主给水，确保下行屏式过热器的进口工作温度达到设计值。蒸汽通过下行屏式过热器后通过连接集箱与上行屏式过热器相连。上行屏式过热器出口设二级减温器减温，减温水来自主给水，确保进入锅炉高温过热器的蒸汽温度达到设计值。
20.3.当遇到锅炉低负荷或负荷波动时，可通过调整上行屏式过热器与下行屏式过热器之间的电动调节阀，减少进入下行屏式过热器和上行屏式过热器的蒸汽量，从而减少下行屏式过热器和上行屏式过热器的吸热量，保证炉膛内的燃烧稳定。
21.4.本实用新型饱和蒸汽从汽包出来后，依次经低温过热器、一级减温器、下行屏式过热器、上行屏式过热器、二级减温器、高温过热器，再到集汽集箱，整个蒸汽流程连续顺畅，电动调节阀方便可控，自动化程度高。
附图说明
22.图1为控制燃烧温度的cfb低氮燃烧系统的示意图；
23.图中，循环流化床锅炉1、低温过热器2、一级减温器3、下行屏式过热器4、下行屏入口集箱4.1、下行屏出口集箱4.2、连接集箱5、上行屏式过热器6、上行屏出口集箱6.1、上行屏入口集箱6.2、二级减温器7、高温过热器8、集汽集箱9、备用管线10、电动调节阀11、减温水管12、疏水管13、电动疏水阀13.1、温度测量仪14。
具体实施方式
24.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述，以便本领域技术
人员理解。
25.如图1所示的控制燃烧温度的cfb低氮燃烧系统，包括循环流化床锅炉1锅筒的汽包出口依次连接有低温过热器2、一级减温器3、下行屏式过热器4和上行屏式过热器6，下行屏式过热器4和上行屏式过热器6出入口两端分别设置有下行屏入口集箱4.1、下行屏出口集箱4.2、上行屏出口集箱6.1和上行屏入口集箱6.2；
26.下行屏式过热器4和上行屏式过热器6的本体均设在循环流化床锅炉1内，下行屏入口集箱4.1、下行屏出口集箱4.2、上行屏出口集箱6.1和上行屏入口集箱6.2均在循环流化床锅炉1外，下行屏入口集箱4.1与一级减温器3连接，下行屏出口集箱4.2与上行屏入口集箱6.2通过连接集箱5连接；
27.下行屏入口集箱4.1和上行屏出口集箱6.1两端的管线上设置有备用管线10；备用管线10上设置有电动调节阀11；
28.上行屏出口集箱6.1依次连接有二级减温器7、高温过热器8和集汽集箱9；一级减温器3和二级减温器7上连接有减温水管12。
29.上述连接集箱5连接有疏水管13，疏水管13设置有电动疏水阀13.1。
30.上述下行屏入口集箱4.1、上行屏出口集箱6.1、连接集箱5和集汽集箱9上均设置有温度测量仪14。
31.上述低温过热器采用光管顺列布置，为减少磨损，低温过热器2加盖防磨盖板。
32.下行屏式过热器4一共四组，下行屏式过热4器采用材质为12cr1movg的管束；鳍片采用12crmo，依据这两种材料的特性，下行屏式过热器4的壁面温度不应超过560℃。根据实际情况，下行屏式过热器数量可以调整(如选择4组)。
33.上行屏式过热器6一共两组，上行屏式过热器6采用材质为t91和12cr1movg的管束，鳍片采用gr91，依据这两种材料的特性，上行屏式过热器的壁面温度不应超过560℃；根据实际情况，上行屏式过热器6数量可以调整(如选择2组)。
34.上述高温过热器8采用的管束，管束外侧两层采用t91的材质，管束其它部分采用12cr1movg的材质。
35.上述控制燃烧温度的cfb低氮燃烧系统适用于高温高压循环流化床锅炉，其工作过程如下：
36.1.饱和蒸汽从循环流化床锅炉1的汽包出来后，经低温过热器2，过热蒸汽从低温过热器2出来后，经连接管进入一级喷水减温器3进行粗调(减温幅度可以通过调节减温水量来实现)，过热蒸汽经一级减温器3后进入下行屏式过热器4的下行屏入口集箱4.1入口分配集箱；四组下行屏式过热器4的水蒸汽在连接集箱5中汇集，随后进入两组上行屏式过热器6；两组上行屏式过热器6的产生的过热蒸汽引至二级减温器7进行细调，最后经高温过热器8加热后引入集汽集箱9，一级减温器3和二级减温器7的喷水均采用锅炉主给水。
37.2.一级减温器3和二级减温器7除了要将汽温调节到额定范围内，保证汽温调节的灵敏和准确，还要保护受热面不致过热。一级减温器3布置在低温过热器2的出口端，它能保证下行屏式过热器4、上行屏式过热器6的运行安全，同时保证进入下行屏式过热器4蒸汽温度调节的灵敏性。在下行屏式过热器4的下行屏入口集箱4.1、集汽集箱9上安装pt100热电
偶，一级减温器3依据下行屏入口集箱4.1上热电偶测量的温度进行减温水量调节；二级减温器7依据集汽集箱9上热电偶测量的温度进行减温水量调节。一级减温器3对主蒸汽温度进行粗调，调温范围为0℃-70℃；二级减温器7布置在高温过热器8的入口端，它对主蒸汽温度进行最终的细调节，调温范围为0℃-10℃，以保证集汽集箱9出口为合格的蒸汽。
38.3.在锅炉满负荷运行时，关闭调节电动调节阀11，使主蒸汽依次经过低温过热器2、一级减温器3、下行屏式过热器4、连接集箱5、上行屏式过热器6、二级减温器7、高温过热器8、集汽集箱9，调节一级减温器3、二级减温器7的减温水量，使锅炉运行达到设计状态。在锅炉低负荷运行时，应以稳定炉内燃烧为首要目标，保证炉内尾部烟气的温度达850℃，dcs通过读取炉膛出口处烟气温度和下行屏、上行屏的金属温度，缓慢开启电动调节阀11，减小流经下行屏式过热器4、上行屏式过热器6的蒸汽量，同时，也应保证下行屏式过热器和上行屏式过热器的金属壁面温度小于材料使用温度560℃。
39.本系统中，电动调节阀11处于常闭或微启的状态，电动调节阀11采用低阻力的等百分比特性调节阀，它在小流量时，流量变化也小，在本系统中调节精度更高、调节性能更稳定。
40.炉内由于有水冷壁的吸热，越靠近水冷壁温度越低。下行屏式过热器4的蒸汽来自于低温过热器2，温度相对较低，上行屏式过热器6内蒸汽经加下行屏式过热器4后温度相对较高。下行屏式过热器4设置4组，上行屏式过热器设置2组，为了梯级利用炉内温度场，4组下行屏式过热器对称布置靠水冷壁两侧，2组上行屏式过热器对称布置靠炉膛中心两侧。6片屏均布在炉膛内，屏与屏之前的距离不应小于800mm。
41.为了更好地监测下行屏式过热器4和上行屏式过热器6的运行情况，同于方便停炉时下行屏式过热器4和上行屏式过热器6进行疏放水，连接集箱5布置在锅炉炉前，连接集箱上布置有电动疏水阀13.1，可以方便地与锅炉其它疏放水系统集中布置。
42.集汽集箱9除设置温度测量仪14外，还设置有压力测量装置和安全阀，保证系统能安全运行。
43.其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本实用新型做出了详尽的描述，但它仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本实用新型保护范围。