一种煤粉气化燃烧的低氮燃烧装置及燃烧方法与流程

本发明涉及煤粉燃烧设备领域，具体地，本发明涉及一种煤粉气化燃烧的低氮燃烧装置及燃烧方法。

背景技术：

传统空气分级燃烧技术主要采用增加燃尽风和到主燃烧区的距离，来控制炉膛内还原性气氛和还原性气氛的区域范围，但使得富氧燃尽阶段拖后，反应活性更低的焦炭的燃烧温度降低、燃烧时间缩短，致使飞灰可燃物的含量增高，锅炉效率下降。同时炉膛中大范围还原性气氛也使得炉膛结焦和水冷壁的高温腐蚀几率增加。另外，受焦炭氮转化控制的影响，传统空气分级煤粉低氮燃烧的效果存在很大的局限。

为解决煤粉燃烧效率与nox排放的耦合问题，出现多种煤粉解耦燃烧技术方案。这些技术方案都细化了空气分级，强化了较小尺度和中等尺度的空气分级燃烧，减少了对较大尺度宏观空气分级燃烧的依赖。其可在合理配风下，充分利用煤的热解气化作用，并使主燃区的含氧量几乎为零，从而使主燃区的nox很低。为了控制焦炭氮的转化，所述方案还采取了一些措施：燃尽风率较传统空气分级降低，助燃空气及时与煤粉逐渐均匀扩散混合，燃尽风在与主燃区距离较近的位置分级进入炉膛。但由于焦炭氮转化率与煤燃尽率几乎同步增加，设置分离燃尽风区的方案必然使未燃尽焦炭将部分焦炭氮带入燃尽区，造成部分焦炭氮在高氧浓度环境下转化，产生nox浓度的阶跃，最终使nox排放浓度的进一步降低存在一个极限。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本发明提出一种煤粉气化燃烧的低氮燃烧装置及燃烧方法。

本发明提供了一种煤粉气化燃烧的低氮燃烧装置，该装置包括多切圆燃烧炉膛，所述多切圆燃烧炉膛包括炉膛角墙和炉膛侧墙，炉膛炉墙设置有一列以上的喷口组，所述喷口组包括粉下风喷口、气化喷口小组、助燃风喷口和顶部风喷口；

所述的气化喷口小组内包括第一一次风喷口组、第二一次风喷口组和气化风喷口组，其包括的第一一次风喷口、第二一次风喷口和气化风喷口按照气流水平旋转方向同向或者反向依次排列；

所述粉下风喷口设置于最下部的第一一次风喷口和/或第二一次风喷口的下方；

所述助燃风喷口设置于最上方的第一一次风喷口和/或第二一次风喷口的上方，或者所述助燃风喷口设置于最上方的气化风喷口的上方；

所述顶部风喷口设置于最上方的气化风喷口的上方，或者设置于最上方的第一一次风喷口和/或第二一次风喷口的上方；

所述顶部风喷口的高度不低于最上方的助燃风喷口。

所述第一一次风喷口组可以包括一个或两个以上的第一一次风喷口，所述第二一次风喷口组可以包括一个或两个以上的第二一次风喷口，所述气化风喷口组可以包括一个或两个以上的气化风喷口。

作为常识，炉膛角墙和炉膛侧墙都称为炉膛炉墙。

所述各列喷口组对应喷口在炉膛对应高度上共同形成假想切圆，使由喷口进入炉膛的气流共同形成旋转上升气流。

作为上述煤粉气化燃烧的低氮燃烧装置一种更好的选择，所述气化喷口小组内的第一一次风喷口、第二一次风喷口和气化风喷口沿气流水平旋转方向同向或反向依次排列；所述第一一次风喷口、第二一次风喷口和气化风喷口数量相同，并水平一一对应；或者，所述的第一一次风喷口、第二一次风喷口和气化风喷口数量不同，上下交错。

作为一种改进，所述第一一次风喷口和第二一次风喷口水平之间设置有粉间风喷口；或者所述第一一次风喷口和第二一次风喷口的各喷口上下之间设置有粉间风喷口。所述粉间风喷口的数量随煤种不同而不同，挥发分高、热值高的煤粉间风喷口的数量多，挥发分低、热值低的煤粉间风喷口的数量少。

作为一种改进，所述第二一次风喷口、粉间风喷口和第一一次风喷口采用相同或不同的气流流向和假想切圆直径，以控制各气流的混合。

作为一种改进，所述顶部风喷口为多个，各顶部风喷口按水平排列；或者各顶部风喷口按上下排列。所述顶部风喷口的数目可以选择4-8，或者根据需要自行调整。

作为一种改进，所述粉下风喷口为多个，各粉下风喷口分别与第一一次风喷口或第二一次风喷口对应按水平排列；或者各粉下风喷口按上下排列。

作为一种改进，煤粉间风喷口为第一一次风喷口和第二一次风喷口的冷却风出口。

作为一种改进，粉下风喷口中设置有点火油枪。

作为一种改进，所述粉下风喷口采用可水平摆动的喷口，形成的假想切圆直径可调节。

作为一种改进，所述气化风喷口、助燃风喷口和顶部风喷口均采用可水平和/或垂直摆动的喷口。

所述气化风喷口水平摆动可调节假想切圆直径，控制气化区的动力场、浓度场及气化反应进程；气化风喷口垂直摆动可调节气化区范围和气化强度。

所述助燃风喷口水平摆动可调节不同高度的假想切圆直径，控制主燃烧区的动力场和主燃烧区上部旋转气流的强度及气化、燃烧反应进程；助燃风喷口垂直摆动可调节主燃烧区范围和炉膛出口烟温。

所述顶部风喷口水平摆动可调节假想切圆直径，主要控制燃尽区的动力场和炉膛出口气流旋转强度及烟温偏差；顶部风喷口垂直摆动可调节燃尽区范围和炉膛出口烟温。

所述各喷口的摆动调整可形成多种动力场和温度场，其中优化的配风方案包括：气化风喷口形成的假想切圆旋向与第二一次风喷口、第一一次风喷口形成的假想切圆旋向相同或相反；气化风喷口与助燃风喷口形成的假想切圆旋向相同或相反；助燃风喷口与顶部风喷口形成的假想切圆旋向相反；

作为上述技术方案的一种改进，所述的多切圆燃烧炉膛为四角切圆燃烧炉膛或八角切圆燃烧炉膛。

作为上述技术方案的一种改进，所述的每列气化风喷口设置于炉膛角墙上，对应地，所述的每列第二一次风喷口、第一一次风喷口及其粉下风喷口设置于炉膛侧墙上；

或所述的每列气化风喷口设置于炉膛侧墙上，对应地，所述的每列第二一次风喷口、第一一次风喷口及其粉下风喷口设置于炉膛角墙上；

或所述的每列第二一次风喷口、第一一次风喷口及其粉下风喷口与气化风喷口共同设置于炉膛侧墙一侧或炉膛角墙一侧。

所述每列气化风喷口与所述的每列第二一次风喷口的水平间距视煤种而定，对于优质烟煤，二者可以相邻布置，对于低挥发难燃煤或灰熔点低、易结焦的煤，二者间距可增大。

作为煤粉气化燃烧的低氮燃烧装置的一种改进，所述煤粉气化燃烧的低氮燃烧装置还包括三次风喷口或乏气喷口，所述三次风喷口或乏气喷口布置于第二一次风喷口和/或第一一次风喷口之间；或者，三次风喷口或乏气喷口布置于所述的最上部第二一次风喷口和/或第一一次风喷口上。该设计有利于三次风或乏气携带的煤粉及时气化，并使三次风或乏气中的空气为气化剂，其中的水蒸气参与变换反应和气化反应，控制气化区反应温度、减少氧浓度、增加h自由基抑制燃料氮向nox的转化。

作为上述技术方案的一种改进，所述各喷口的配风比例为：

所述气化风喷口的空气比例占炉膛总风量的20％～60％，流经所述助燃风喷口的空气比例占炉膛总风量的20％～50％；流经粉间风喷口的空气比例占炉膛总风量的0％～30％流经所述粉下风喷口1的空气比例占炉膛总风量的10％～30％，流经所述顶部风喷口7的空气比例占炉膛总风量的10％～40％。

在本发明的实施例内使用了如下的配风方式：

流经所述气化风喷口2的空气比例占炉膛总风量的20％～60％，若增大下部气化强度，则增加该风量；若锅炉炉膛的结焦状况较重，可增大该风量；

流经所述助燃风喷口6的空气比例占炉膛总风量的20％～50％，通常气化风风量增大，则该风量可减小；

流经粉间风喷口4的空气比例占炉膛总风量的0％～30％，随着机组负荷的提高和燃煤的易燃性的增强，该风量可增大。

流经所述粉下风喷口1的空气比例占炉膛总风量的10％～30％；随着燃煤的易燃性的增强，该风量可增大；

流经所述顶部风喷口7的空气比例占炉膛总风量的10％～40％；若炉膛出口烟温偏差较大，可增大该风量；若要提高锅炉主、再热汽温，则可增大该风量；若飞灰含碳量较大，可减小该风量。

更优选的，一种优化的配风方式为：

流经所述气化风喷口2的空气比例占炉膛总风量的30％～40％；

流经所述助燃风喷口6的空气比例占炉膛总风量的25％～35％；

流经粉间风喷口4的空气比例占炉膛总风量的5％～10％；

流经所述粉下风喷口1的空气比例占炉膛总风量的10％～15％；

流经所述顶部风喷口7的空气比例占炉膛总风量的10％～20％。

本发明提供了煤粉气化燃烧的低氮燃烧装置实现超低nox排放的燃烧方法，其具体过程如下：

由各喷口进入炉膛的气流在相互作用下在炉膛形成旋转上升的气流，第二一次风喷口和第一一次风喷口携带煤粉进入炉膛着火，气化风喷口、粉下风喷口和粉间风喷口补充气化所需空气，助燃风喷口补充主要助燃空气，顶部风喷口补充部分助燃空气和燃尽空气。

燃烧过程中优选的配风方式为：

流经所述气化风喷口2的空气比例占炉膛总风量的20％～60％，若增大下部气化强度，则增加该风量；若锅炉炉膛的结焦状况较重，可增大该风量；

流经所述助燃风喷口6的空气比例占炉膛总风量的20％～50％，通常气化风风量增大，则该风量可减小；

流经粉间风喷口4的空气比例占炉膛总风量的0％～30％，随着机组负荷的提高和燃煤的易燃性的增强，该风量可增大。

流经所述粉下风喷口1的空气比例占炉膛总风量的10％～30％；随着燃煤的易燃性的增强，该风量可增大；

流经所述顶部风喷口7的空气比例占炉膛总风量的10％～40％；若炉膛出口烟温偏差较大，可增大该风量；若要提高锅炉主、再热汽温，则可增大该风量；若飞灰含碳量较大，可减小该风量。

更优选的，一种优化的配风方式为：

流经所述气化风喷口2的空气比例占炉膛总风量的30％～40％；

流经所述助燃风喷口6的空气比例占炉膛总风量的25％～35％；

流经粉间风喷口4的空气比例占炉膛总风量的5％～10％；

流经所述粉下风喷口1的空气比例占炉膛总风量的10％～15％；

流经所述顶部风喷口7的空气比例占炉膛总风量的10％～20％。

在炉膛下部的煤气化区，空气量与煤粉量的具体化学当量比的大小根据煤气化区炉膛温度进行调节，即有利于快速煤气化，也避免产生过高的区域热强度，造成大量结渣。

在炉膛中部的主燃烧区，助燃空气逐渐进入，中下部助燃空气使气化区产生的煤气燃烧，气化区未气化完的剩余焦炭以co2和空气为气化剂继续气化，维持炉膛温度和还原性气氛的稳定；上部助燃空气主要使煤气燃烧。同时由于部分燃料氮需先氧化后还原才能完成燃料氮向n2的转化，主燃烧区不同高度的助燃空气量根据过程需要的氧来控制，调节不同区域的还原性气氛的强弱。

在炉膛上部的燃尽区，燃尽空气使未燃烧的co和焦粉(极少量)等可燃物燃尽。

由于上述的气化和燃烧过程，在炉膛大部分气化燃烧区域都存在浓度很高的co等气相可燃物，o2与co的混合接触几率及发生均相反应的速度都远大于焦炭，反应区的氧气浓度极低，焦炭与co2发生气化反应的几率大于o2(煤焦二氧化碳气化反应机理在1200℃即基本完成由化学反应控制过渡到扩散控制)，生成的nox很少，而nox的还原率很高。在氧化性气氛较强的燃尽区，未燃尽的焦炭及携带的燃料氮已经非常少，向nox的转化率很低，最终实现nox的超低排放。

对于易燃煤可适量增加粉间风喷口的风量，形成“粉包风”，使煤粉与气化剂混合更为均匀和及时，气化反应更为快速。由于有旋转气流外侧气化风喷口控制的气化风形成“风包粉”，可减轻水冷壁的结焦和高温腐蚀。通过增大气化区的o/c比例提高燃烧份额，气化区可以采用较高的气化温度来提高气化反应速度。由于高温气化区很低的氧浓度，生成热力型nox的几率也很小。

由于煤粉集中在炉膛下部送入，且气化反应热仅为燃烧反应热的30％左右，在同样热强度下，炉膛下部送风量可远大于传统煤粉炉，这样有利于快速进行煤的转化，避免在氧化性气氛下的燃尽阶段存在较多的剩余燃料氮。

另外，对于低挥发高灰分难燃煤、高水分褐煤和其它劣质燃料等，本发明气化区也可以适量采用富氧空气，以增加气化强度和速度，提高气化效率。

本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过使煤粉先气化后燃烧的过程，使炉膛中煤粉转化反应区始终保持适宜的还原性气氛，氧气浓度极低，可充分抑制燃料型和热力型nox的产生。在氧化性气氛的燃尽阶段，主要进行煤气的燃尽，焦炭及焦炭氮非常少，可确保实现nox的超低排放。

2、本发明的气化风与助燃风的交错布置有利于增强气固的充分混合和扩散传质。本发明通过一次风喷口的“粉包风”使煤粉与气化剂混合更为均匀和及时，气化反应更为快速。通过旋转气流外侧气化风形成的“风包粉”，可提高气化区外侧的氧浓度，避免水冷壁的结焦和高温腐蚀。

3、通过控制气化区的o/c比例和燃烧份额，本发明可采用较高的气化温度来提高气化反应速度。由于气化反应热小，在同样热强度下，本发明炉膛下部送风量可远大于传统煤粉炉，有利于快速进行煤的转化，避免在氧化性气氛下的燃尽阶段存在较多的剩余燃料氮，无法实现nox的超低排放。

4、本发明采用煤粉先气化后燃烧的过程，对分级配风控制的精度要求较低，运行工况适应性增强。由于燃尽阶段主要为气相的煤气燃烧，炉膛出口过量空气系数可以更低，炉膛辐射传热能力增强；烟气量减小也使锅炉的排烟损失和风机电耗降低。

5、由于只需保持碳转化阶段的还原性气氛，最终使煤气燃烧，本发明不同于传统空气作为气化剂的煤气化，配风控制更灵活，可根据需要调整气化阶段的风煤比和co2浓度，有利于控制煤气化温度和转化反应速度，提高气化阶段的转化效率(热煤气效率)，并使燃烧阶段及早开始。

6、由于减少一次风喷口的上下层数，而增加水平排列布置，使一次风喷口十分集中地布置在炉膛下部，煤粉初期易燃部分更集中，气化燃烧的配风更及时和更灵活，本发明的煤粉燃烧稳定性和煤种适应性较强，对制粉系统的要求也较低。

附图说明

图1为本发明的一种煤粉气化燃烧的低氮燃烧装置局部炉墙上的喷口示意图；

图2为本发明的一种煤粉气化燃烧的低氮燃烧装置的俯视图示意图；

附图标识

1、粉下风喷口；2、气化风喷口；3、第二一次风喷口；4、粉间风喷口；5、第一一次风喷口；6、助燃风喷口；7、顶部风喷口。

具体实施方式

如下为本发明的实施例，其示出了一种煤粉气化燃烧的低氮燃烧装置及燃烧方法，其仅用作对本发明的解释而并非限制。

本发明提供的煤粉气化燃烧的低氮燃烧装置，该装置包括多切圆燃烧炉膛，所述多切圆燃烧炉膛包括炉膛角墙和炉膛侧墙、多切圆燃烧炉膛炉墙上的多列沿高度方向设置的喷口组，所述喷口组包括粉下风喷口1，由气化风喷口2、第二一次风喷口3和第一一次风喷口5构成的气化喷口小组，助燃风喷口6和顶部风喷口7；

其中，第一一次风喷口、第二一次风喷口和气化风喷口按照气体水平螺旋方向同向或者反向依次排列，这些喷口自身又构成一个喷口小组；所述粉下风喷口设置于最下部的第一一次风喷口和/或第二一次风喷口的下方；

所述的每列第一一次风喷口5、第二一次风喷口3和气化风喷口2沿气流水平旋转方向同向或反向依次排列；第一一次风喷口5、第二一次风喷口3和气化风喷口2数量相同，并水平一一对应；或者，所述的第一一次风喷口5、第二一次风喷口3和气化风喷口2数量不同，上下交错；

最下部的第一一次风喷口5和/或第二一次风喷口3的下方设置粉下风喷口1；

最上方的第一一次风喷口5和/或第二一次风喷口3的上方设置助燃风喷口6；或者，最上方的气化风喷口2的上方设置助燃风喷口6；

最上方的气化风喷口2的上方设置顶部风喷口7；或者，最上方的第一一次风喷口5和/或第二一次风喷口3的上方设置顶部风喷口7；

所述顶部风喷口7的高度不低于最上方的助燃风喷口6。

作为上述技术方案的一种改进，气体喷口组内可以包括多列一次风喷口和一列以上的气化风喷口，所述的一次风喷口和气化风喷口按照气体水平螺旋方向同向或者反向依次排列；其余喷口可以采取和只包括两列一次风喷口类似的设置方式。在如下的实施例中，设置两列和两列以上的气体喷口组时，其他组件的布置方式为类似的，因此不再单独示出。

本发明中，第一一次风喷口和第二一次风喷口可以为不同的结构形式，比如第一一次风喷口采用原解耦燃烧器喷口以改进着火和热解性能，第二一次风喷口可采用普通喷口；其也可以采用相同的结构形式。在采用水平一一对应布置时，装置的结构形式简单，在采用上下交错布置时，气流混合更为均匀快速。

本发明中，所述气化风喷口2设置于第一一次风喷口和第二一次风喷口之间，本领域技术人员也可以根据需要选择其他的布置方式。

上述煤粉气化燃烧的低氮燃烧装置的一种改进为所述第一一次风喷口5和第二一次风喷口3水平之间设置有粉间风喷口4；或者所述第一一次风喷口5和第二一次风喷口3的各喷口上下之间设置有粉间风喷口4；所述粉间风喷口4的数量随煤种不同而不同，挥发分高、热值高的煤粉间风喷口4的数量多，挥发分低、热值低的煤粉间风喷口4的数量少。

上述煤粉气化燃烧的低氮燃烧装置的另一种改进为，所述第二一次风喷口3、粉间风喷口4和第一一次风喷口5采用相同；或者所述第二一次风喷口3、粉间风喷口4和第一一次风喷口5采用不同的气流流向和假想切圆直径；

作为一种改进，所述顶部风喷口7为多个，各顶部风喷口7按水平排列；或者各顶部风喷口7按上下排列。

作为一种改进，所述粉下风喷口1为多个，各粉下风喷口1分别与第一一次风喷口5和第二一次风喷口3对应按水平排列；或者各粉下风喷口1按上下排列。

作为一种改进，煤粉间风喷口4为第一一次风喷口5和第二一次风喷口3的冷却风出口。

作为一种改进，粉下风喷口1中设置有点火油枪。

所述粉下风喷口1采用可水平摆动的喷口，形成的假想切圆直径可调节。

所述气化风喷口2、助燃风喷口6和顶部风喷口7均采用可水平和/或垂直摆动的喷口。

气化风喷口2水平摆动可调节假想切圆直径，控制气化区的动力场、浓度场及气化反应进程；气化风喷口2垂直摆动可调节气化区范围和气化强度。

助燃风喷口6水平摆动可调节不同高度的假想切圆直径，控制主燃烧区的动力场和主燃烧区上部旋转气流的强度及气化、燃烧反应进程；助燃风喷口6垂直摆动可调节主燃烧区范围和炉膛出口烟温。

顶部风喷口7水平摆动可调节假想切圆直径，其主要控制燃尽区的动力场和炉膛出口气流旋转强度及烟温偏差；顶部风喷口7垂直摆动可调节燃尽区范围和炉膛出口烟温。

各喷口的摆动调整可形成多种动力场和温度场，其中优化的配风方案包括：气化风喷口2形成的假想切圆旋向与第二一次风喷口3、第一一次风喷口5形成的假想切圆旋向相同或相反；气化风喷口2与助燃风喷口6形成的假想切圆旋向相同或相反；助燃风喷口6与顶部风喷口7形成的假想切圆旋向相反。

作为上述技术方案的一种改进，所述的多切圆燃烧炉膛为四角切圆燃烧炉膛或八角切圆燃烧炉膛。

作为上述技术方案的一种改进，所述的每列气化风喷口2设置于炉膛角墙上，对应地，所述的每列第二一次风喷口3、第一一次风喷口5及其粉下风喷口1设置于炉膛侧墙上；或，所述的每列气化风喷口2设置于炉膛侧墙上，对应地，所述的每列第二一次风喷口3、第一一次风喷口5及其粉下风喷口1设置于炉膛角墙上；或，所述的每列第二一次风喷口3、第一一次风喷口5及其粉下风喷口1与气化风喷口2共同设置于炉膛侧墙一侧或炉膛角墙一侧。所述每列气化风喷口2与所述的每列第二一次风喷口3的水平间距视煤种而定，对于优质烟煤，二者可以相邻布置，对于低挥发难燃煤或灰熔点低、易结焦的煤，二者间距可增大。

作为上述技术方案的一种改进，三次风喷口或乏气喷口布置于第二一次风喷口3和/或第一一次风喷口5之间；或者，三次风喷口或乏气喷口布置于所述的最上部第二一次风喷口3和/或第一一次风喷口5上。以利于三次风或乏气携带的煤粉及时气化，并使三次风或乏气中的空气为气化剂，其中的水蒸气参与变换反应和气化反应，控制气化区反应温度、减少氧浓度、增加h自由基抑制燃料氮向nox的转化。

作为上述技术方案的一种改进，所述各喷口的配风方式为：

流经所述气化风喷口2的空气比例占炉膛总风量的20％～60％；若增大下部气化强度，则增加该风量；若锅炉炉膛的结焦状况较重，可增大该风量；

流经所述助燃风喷口6的空气比例占炉膛总风量的20％～50％；通常气化风风量增大，则该风量可减小；

流经粉间风喷口4的空气比例占炉膛总风量的0％～30％，随着机组负荷的提高和燃煤的易燃性的增强，该风量可增大。

流经所述粉下风喷口1的空气比例占炉膛总风量的10％～30％；随着燃煤的易燃性的增强，该风量可增大；

流经所述顶部风喷口7的空气比例占炉膛总风量的10％～40％；若炉膛出口烟温偏差较大，可增大该风量；若要提高锅炉主、再热汽温，则可增大该风量；若飞灰含碳量较大，可减小该风量。

此处，一种优化的配风方式为：

流经所述气化风喷口2的空气比例占炉膛总风量的30％～40％；

流经所述助燃风喷口6的空气比例占炉膛总风量的25％～35％；

流经粉间风喷口4的空气比例占炉膛总风量的5％～10％；

流经所述粉下风喷口1的空气比例占炉膛总风量的10％～15％；

流经所述顶部风喷口7的空气比例占炉膛总风量的10％～20％。

本发明实现超低nox排放的燃烧过程是：

由各喷口进入炉膛的气流在相互作用下在炉膛形成旋转上升的气流，第二一次风喷口3和第一一次风喷口5携带煤粉进入炉膛着火，气化风喷口2、粉下风喷口1和粉间风喷口4补充气化所需空气，助燃风喷口6补充主要助燃空气，顶部风喷口7补充部分助燃空气和燃尽空气。

燃烧过程中，所述各喷口的配风方式为：

流经所述气化风喷口2的空气比例占炉膛总风量的20％～60％；若增大下部气化强度，则增加该风量；若锅炉炉膛的结焦状况较重，可增大该风量；

流经所述助燃风喷口6的空气比例占炉膛总风量的20％～50％；通常气化风风量增大，则该风量可减小；

流经粉间风喷口4的空气比例占炉膛总风量的0％～30％，随着机组负荷的提高和燃煤的易燃性的增强，该风量可增大。

流经所述粉下风喷口1的空气比例占炉膛总风量的10％～30％；随着燃煤的易燃性的增强，该风量可增大；

流经所述顶部风喷口7的空气比例占炉膛总风量的10％～40％；若炉膛出口烟温偏差较大，可增大该风量；若要提高锅炉主、再热汽温，则可增大该风量；若飞灰含碳量较大，可减小该风量。

此处一种优化的配风方式为：

流经所述气化风喷口2的空气比例占炉膛总风量的30％～40％；

流经所述助燃风喷口6的空气比例占炉膛总风量的25％～35％；

流经粉间风喷口4的空气比例占炉膛总风量的5％～10％；

流经所述粉下风喷口1的空气比例占炉膛总风量的10％～15％；

流经所述顶部风喷口7的空气比例占炉膛总风量的10％～20％。

在炉膛下部的煤气化区，空气量与煤粉量的具体化学当量比的大小根据煤气化区炉膛温度进行调节，即有利于快速煤气化，也避免产生过高的区域热强度，造成大量结渣。

在炉膛中部的主燃烧区，助燃空气逐渐进入，中下部助燃空气使气化区产生的煤气燃烧，气化区未气化完的剩余焦炭以co2和空气为气化剂继续气化，维持炉膛温度和还原性气氛的稳定；上部助燃空气主要使煤气燃烧。

在炉膛上部的燃尽区，燃尽空气使未燃烧的co和焦粉(极少量)等可燃物燃尽。

由于上述的气化和燃烧过程，在炉膛大部分气化燃烧区域都存在浓度很高的co等气相可燃物，o2与co的混合接触几率及发生均相反应的速度都远大于焦炭，反应区的氧气浓度极低，焦炭与co2发生气化反应的几率大于o2(煤焦二氧化碳气化反应机理在1200℃即基本完成由化学反应控制过渡到扩散控制)，生成的nox很少，而nox的还原率很高。在氧化性气氛较强的燃尽区，未燃尽的焦炭及携带的燃料氮已经非常少，向nox的转化率很低，最终实现nox的超低排放。

对于易燃煤可适量增加粉间风喷口4的风量，形成“粉包风”，使煤粉与气化剂混合更为均匀和及时，气化反应更为快速。由于有旋转气流外侧气化风喷口2控制的气化风形成“风包粉”，可减轻水冷壁的结焦和高温腐蚀。通过增大气化区的o/c比例提高燃烧份额，气化区可以采用较高的气化温度来提高气化反应速度。由于高温气化区很低的氧浓度，生成热力型nox的几率也很小。

由于煤粉集中在炉膛下部送入，且气化反应热仅为燃烧反应热的30％左右，在同样热强度下，炉膛下部送风量可远大于传统煤粉炉，这样有利于快速进行煤的转化，避免在氧化性气氛下的燃尽阶段存在较多的剩余燃料氮。

使用本发明的装置，可以实现nox≤50mg/m³的目标。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。