一种蒸汽锅炉低氮燃烧系统及燃烧控制方法与流程

本发明属于烟气治理，特别涉及一种蒸汽锅炉低氮燃烧系统及燃烧控制方法。

背景技术：

1、锅炉烟气通过引风机直接排烟囱，烟气中nox含量约为140～200mg/nm3。考虑nox对环境的损害作用极大，它既是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗o3的一个重要因子，因此亟需研制一套燃烧系统以此减少烟气中nox气体的排放量。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种蒸汽锅炉低氮燃烧系统，包括，空气烟气混合输送单元、天然气输送单元及燃烧器1，其中，

2、空气烟气混合输送单元，包括暖风器2、烟气混合箱、鼓风机3及风箱4，其中，

3、暖风器2，与蒸汽锅炉引风机5出口之间设置烟气输送管线6，所述暖风器2具有腔室，上端可进入空气；暖风器2下端连接有烟气混合箱，二者之间设置有插板阀；

4、鼓风机3，进端管线连通至烟气混合箱，出端管线连通至风箱4，所述鼓风机3将烟气混合箱内空气烟气混合气送至锅炉燃烧器入口风箱；所述风箱4具有2个出风口，每个出风口连通至一燃烧器1；

5、风箱4，上依次设置有三个风压检测开关7，三个风压开关与控制器信号连接；

6、天然气输送单元，包括天然气输送管线，天然气输送总管线8末端分成两个分支管线，每个分支管线末端连通至一个燃烧器1；其中，天然气输送管线上设置有三个低压检测开关9；每个分支管线上分别设置有第一燃料气进料阀门10、燃料气排空阀11、泄漏检测开关、三个高压检测开关12及流量调节阀。

7、进一步的，所述暖风器2空气进口处设置有过滤网22。

8、进一步的，还包括空气加热单元，所述空气加热单元包括低压蒸汽输入管线与低压蒸汽凝液回收管线，低压蒸汽输入管线通入至暖风器2内空气进入处，所述低压蒸汽凝液回收管线连通于暖风器2内底部。

9、进一步的，风箱4的出风口处设置进风插板阀用于调节进入燃烧器1中的风量。

10、进一步的，在每个燃烧器1上设置2个并列的火焰检测开关15，与控制器信号连接，当两个火焰检测开关15均未检测到火焰信号时则连锁控制所在分支管线上的第一燃料气进料阀门10关闭，同时控制燃料气排空阀11打开，进行高点放气。

11、进一步的，在每个天然气输送分支管线上还设置第二燃料气进料阀门13，该第二燃料气进料阀门13受控制器控制其打开或者关闭与第一燃料气进料阀门10同步，起到双重保险作用。

12、进一步的，每个分支管线上到燃烧器1之间还设置有点火燃料管线16，用于给燃烧器1点火供给流量比较小的燃料气，点火燃料管线16上面设置有调节子阀门17，当其所在的燃烧器1的两个火焰检测开关15均未检测到火焰信号则控制器控制该调节子阀门17关闭。

13、进一步的，还包括一氮气通入管线，连通至天然气输送管线，用于向系统内注入氮气将系统内的天然气排空。

14、一种蒸汽锅炉低氮燃烧控制方法，基于上述所述的燃烧系统，包括，

15、当风箱4中三个风压检测开关7其中有2个风压开关值异常时，则控制器连锁控制第一燃料气进料阀门10关闭，同时将燃料气排空阀11开启，通过高点放空管线将系统内残余的天然气放空；

16、当天然气输送管线上三个低压检测开关9其中有两个开关异常时，则控制两个分支管线第一燃料气进料阀门10关闭，同时将两个燃料气排空阀11开启，通过高点放空管线将系统内残余的天然气放空；

17、所述分支管线上三个高压检测开关12与控制器连接，当其中有两个开关检测值异常，则控制器控制其所在的分支管线上的第一燃料气进料阀门10关闭，同时将燃料气排空阀11开启，通过高点放空管线将系统内残余的天然气放空；

18、当两个火焰检测开关15均未检测到火焰信号，则控制器控制其所在燃烧器1的该调节子阀门17关闭。

19、本发明的优势在于：

20、1.在蒸汽锅炉引风机5出口取烟气，通过烟气循环管送至鼓风机3入口的烟气混合箱内，让空气与烟气混合后进入炉膛参与燃烧。在烟气再循环管道上设置烟气调节阀。同时为了避免冬天很冷时冷凝水可能结冰对系统产生的安全问题，特在鼓风机3入口处增加暖风器2，采用低压蒸汽加热，将空气的温度加热至5-10℃。本方案中采用烟气再循环，能够有效抑制氮氧化物排放，烟气的再循环不但能够使燃烧器燃烧的温度大幅度降低，并且还能使氧气的浓度随之降低，氮氧化物的浓度显着降低。在实际应用中发现，当烟气再循环率为15-20％时，能够使燃烧器氮氧化物的排放浓度降低25％左右。

21、2.将锅炉原有的2台燃烧器1更换为2台超低氮燃烧器1，将入口的风箱4入口风门挡板调节阀，对每台燃烧器1分别进行控风，实现对燃烧器1的精确控制。另在风箱4上增加3个风压开关，即3取2，风压低联锁关闭燃料气进料阀门同时打开燃料气排空阀11。燃烧器1上设置火焰检测点，即2取2，火焰熄灭联锁关闭燃料气进料阀门同时打开燃料气排空阀11。

22、3.在燃气总管手动切断阀后增加氮气保护系统，氮气通入管线上设双阀和止回阀、中间设检查阀，每个燃气管道支路上分别设置开停车排空系统。

23、通过上述改造，可以保证锅炉燃烧系统安全、平稳运行，排放烟气中nox含量小于30mg/nm3。

技术特征：

1.一种蒸汽锅炉低氮燃烧系统，其特征在于，包括，空气烟气混合输送单元、天然气输送单元及燃烧器(1)，其中，

2.如权利要求1所述的一种蒸汽锅炉低氮燃烧系统，其特征在于，所述暖风器(2)空气进口处设置有过滤网(22)。

3.如权利要求1所述一种蒸汽锅炉低氮燃烧系统，其特征在于，还包括空气加热单元，所述空气加热单元包括低压蒸汽输入管线与低压蒸汽凝液回收管线，低压蒸汽输入管线通入至暖风器(2)内空气进入处，所述低压蒸汽凝液回收管线连通于暖风器(2)内底部。

4.如权利要求1所述一种蒸汽锅炉低氮燃烧系统，其特征在于，风箱(4)的出风口处设置进风插板阀用于调节进入燃烧器(1)中的风量。

5.如权利要求1所述一种蒸汽锅炉低氮燃烧系统，其特征在于，在每个燃烧器(1)上设置2个并列的火焰检测开关(15)，与控制器信号连接，当两个火焰检测开关(15)均未检测到火焰信号时则连锁控制所在分支管线上的第一燃料气进料阀门(10)关闭，同时控制燃料气排空阀(11)打开。

6.如权利要求1所述一种蒸汽锅炉低氮燃烧系统，其特征在于，在每个天然气输送分支管线上还设置第二燃料气进料阀门(13)，该第二燃料气进料阀门(13)受控制器控制其打开或者关闭与第一燃料气进料阀门(10)同步。

7.如权利要求5所述一种蒸汽锅炉低氮燃烧系统，其特征在于，每个分支管线上到燃烧器(1)之间还设置有点火燃料管线(16)，用于给燃烧器(1)点火供给流量比较小的燃料气，点火燃料管线(16)上面设置有调节子阀门(17)，当其所在的燃烧器(1)的两个火焰检测开关(15)均未检测到火焰信号则控制器控制该调节子阀门(17)关闭。

8.如权利要求1所述一种蒸汽锅炉低氮燃烧系统，其特征在于，还包括一氮气通入管线，连通至天然气输送管线，用于向系统内注入氮气将系统内的天然气排空。

9.一种蒸汽锅炉低氮燃烧控制方法，基于上述权1-8任意一项所述的燃烧系统，其特征在于，包括，

技术总结本发明属于烟气治理技术领域，具体提供了一种蒸汽锅炉低氮燃烧系统，包括，空气烟气混合输送单元、天然气输送单元及燃烧器，其中，空气烟气混合输送单元，包括暖风器、烟气混合箱、鼓风机及风箱，其中，暖风器，利用厂内已有低压蒸汽余热给空气加热；鼓风机将空气烟气混合气送至锅炉燃烧器入口风箱；风箱上依次设置有三个风压检测开关；天然气输送单元包括天然气输送管线，末端分成两个分支管线分别连通至一个燃烧器；天然气输送总管线上设置有三个低压检测开关；分支管线上设有第一燃料气进料阀门、燃料气排空阀、泄漏检测开关、三个高压检测开关及流量调节阀。本发明的方案可以保证锅炉燃烧系统安全、平稳运行，减少排放烟气中Nox含量。技术研发人员：高飞,杨万春,梁骁,李广帅,张景鹏,王文弟,蔡晓明,段宁宁,霍旺,武琳受保护的技术使用者：辽宁北方华锦五洲化工工程设计有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29