内燃机排气全余热回收及氮氧化物控制系统及方法
本发明涉及内燃机技术领域，尤其是提供一种内燃机排气全余热回收及氮氧化物控制系统及方法，该控制系统包括内燃机，煤粉锅炉，煤粉燃烧器，高温换热器，低温换热器，高压加热器以及低压加热器；所述内燃机的输出端依次连接有高温换热器、低温换热器和煤粉锅炉；还包括输入该系统的锅炉给水，锅炉给水通过管道分别输入高温换热器、高压加热器、低温换热器、低压加热器。其目的在于，用以进一步回收内燃机排气余热，提升内燃机排气余热回收效率，降低内燃机排气中高浓度NOx以提升内燃机能源利用效率，减少污染物排放。
发明专利
CN202311398412.0
2023-10-26
CN117329007A
2024-01-02
F02D41/00(2006.01)
华能太仓发电有限责任公司
张志勇;陈钢;王成;陆利烨;王晓东
215400 江苏省苏州市太仓市浮桥镇金浪浪港村
成都睿道专利代理事务所(普通合伙)
刘粤
江苏;32
1.内燃机排气全余热回收及氮氧化物控制系统，其特征在于，包括内燃机(1)，煤粉锅炉(2)，煤粉燃烧器(3)，高温换热器(4)，低温换热器(5)，高压加热器(6)以及低压加热器(8)；所述内燃机(1)的输出端依次连接有高温换热器(4)、低温换热器(5)和煤粉锅炉(2)；还包括输入该系统的锅炉给水，锅炉给水通过管道分别输入高温换热器(4)、高压加热器(6)、低温换热器(5)、低压加热器(8)。 2.根据权利要求1所述的内燃机排气全余热回收及氮氧化物控制系统，其特征在于，所述高温换热器(4)的输入端设有第一阀门(7)，所述第一阀门(7)用于调节进入高温换热器(4)的高压锅炉给水流量。 3.根据权利要求1所述的内燃机排气全余热回收及氮氧化物控制系统，其特征在于，所述低温换热器(5)的输入端设有第二阀门(9)，所述第二阀门(9)用于调节进入低温换热器(5)的低压锅炉给水流量。 4.根据权利要求1所述的内燃机排气全余热回收及氮氧化物控制系统，其特征在于，所述高压加热器(6)内的锅炉给水由汽轮机排出的高压蒸汽加热，所述低压加热器(8)内的锅炉给水由汽轮机排出的低压蒸汽加热。 5.根据权利要求1至4任一项所述的内燃机排气全余热回收及氮氧化物控制系统，其特征在于，所述煤粉燃烧器(3)包括一次风管道(33)、排气管(34)、中心管(35)； 所述排气管(34)设有进气口(31)和第一喷口(37)，所述进气口(31)用于输入经余热回收后的内燃机(1)排气，所述第一喷口(37)用于将内燃机(1)排气喷入煤粉锅炉(2)的炉膛内； 所述一次风管道(33)套设于排气管(34)内且与排气管(34)之间设有间隔，所述一次风管道(33)设有进风口(32)和第二喷口(38)，进风口(32)用于输入含有煤粉的一次风，所述第二喷口(38)用于将混合后的一次风、煤粉、内燃机(1)排气喷入煤粉锅炉(2)的炉膛内；所述中心管(35)设于一次风管道(33)内。 6.根据权利要求5所述的内燃机排气全余热回收及氮氧化物控制系统，其特征在于，所述中心管(35)设于一次风管道(33)的中心，所述中心管(35)的一端封闭设置，中心管(35)的另一端贯穿一次风管道(33)的侧壁并与排气管(34)连通。 7.根据权利要求6所述的内燃机排气全余热回收及氮氧化物控制系统，其特征在于，所述中心管(35)靠近中心管(35)封闭端的一侧设有若干个第三喷口(36)，所述第三喷口(36)用于输出预设比例的内燃机(1)排气至一次风管道(33)内。 8.根据权利要求7所述的内燃机排气全余热回收及氮氧化物控制系统，其特征在于，若干个所述第三喷口(36)均匀分布于中心管(35)的侧壁并且分层设置。 9.根据权利要求8所述的内燃机排气全余热回收及氮氧化物控制系统，其特征在于，所述预设比例的内燃机(1)排气为排气管(34)内内燃机(1)排气的10％-20％。 10.内燃机排气全余热回收及氮氧化物控制方法，其特征在于，采用权利要求1至9任一项所述的内燃机排气全余热回收及氮氧化物控制系统，包括如下步骤： 内燃机(1)产生高温排气进入高温换热器(4)，同时锅炉给水通过管道分别输入高温换热器(4)和高压加热器(6)，内燃机(1)高温排气的余热在高温换热器(4)中被锅炉给水吸收，高压加热器(6)内的锅炉给水通过汽轮机排出的高压蒸汽加热； 高温换热器(4)输出一次降温后的内燃机(1)排气至低温换热器(5)中，同时锅炉给水通过管道分别输入低温换热器(5)和低压加热器(8)，经一次降温后的内燃机排气的余热在低温换热器(5)中被锅炉给水二次吸收，低压加热器(8)内的锅炉给水通过汽轮机排出的低压蒸汽加热； 低温换热器(5)输出二次降温后的内燃机排气并通过煤粉燃烧器(3)的多层燃烧器喷口中至少一个燃烧器喷口喷出，其中煤粉燃烧器(3)的工作原理为： 二次降温后的内燃机排气通过煤粉燃烧器(3)的进气口(31)输入排气管(34)，同时含有煤粉的一次风通过进风口(32)输入一次风管道(33)，排气管(34)与一次风管道(33)之间配置有用于形成气体流动的夹层，内燃机排气作为煤粉燃烧器(3)的周界风在夹层内流动，并通过第一喷口(37)喷入煤粉锅炉(2)的炉膛； 同时，二次降温后的内燃机排气中预设比例的内燃机排气还通过设于一次风管道(33)内的中心管(35)上的第三喷口(36)喷入一次风管道(33)与含有煤粉的一次风进行混合，混合后的内燃机排气通过第二喷口(38)喷入煤粉锅炉(2)的炉膛内。