富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種能夠達(dá)標(biāo)排放并減緩裝置腐蝕現(xiàn)象的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)，富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)的尾部煙道與預(yù)熱器之間連接有脫硝裝置，預(yù)熱器的放熱煙氣出口經(jīng)除塵器與煙氣換熱器的放熱煙氣進(jìn)口連接，煙氣換熱器的放熱煙氣出口與脫硫裝置、煙氣冷卻器依次連接后回接至煙氣換熱器的吸熱煙氣進(jìn)口，燃燒器的一次風(fēng)在經(jīng)過預(yù)熱器后一部分經(jīng)一次風(fēng)氧注入器送入燃燒器，其余部分作為制粉用風(fēng)，燃燒器的二次風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)氧注入器后進(jìn)入預(yù)熱器再送入燃燒器，其環(huán)境友好，易于實現(xiàn)，兼顧注氧安全性和經(jīng)濟(jì)性。
【專利說明】富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種鍋爐，尤其是一種富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化碳因具有溫室效應(yīng)被普遍認(rèn)為是導(dǎo)致全球氣候變暖的重要原因之一。化石能源利用是最重要的CO2排放源，如果將全球溫室氣體排放量按行業(yè)統(tǒng)計，發(fā)電行業(yè)是最大的排放源，而燃煤發(fā)電又是發(fā)電行業(yè)中CO2排放的最主要來源，富氧燃燒是一種針對化石燃料發(fā)電的CO2減排解決方案。
[0003]富氧燃燒方式是在現(xiàn)有電站鍋爐系統(tǒng)基礎(chǔ)上，用含高濃度氧氣的氣體代替常規(guī)的助燃空氣，同時通過煙氣再循環(huán)來獲得富含80%以上體積濃度的CO2煙氣，通過進(jìn)一步的冷凝壓縮純化后，實現(xiàn)CO2的永久封存或資源化利用的一種燃燒方式。這種新型燃燒方式與現(xiàn)有電站燃燒方式在技術(shù)具有良好的承接性，較為容易實現(xiàn)大規(guī)模化CO2富集和減排，也容易被電力行業(yè)接受。這種燃燒方式的主要特點是采用煙氣再循環(huán)，以煙氣中的CO2替代助燃空氣中的氮氣，與氧一起參與燃燒，這樣可大幅度提高煙氣中的CO2濃度，方便CO2的利用和處理，可望形成一種污染物綜合排放低的“無煙?”的環(huán)境友好的發(fā)電方式。已有的分析表明，和其他碳捕獲方式相比，富氧燃燒技術(shù)在投資成本、運行成本、CO2減排成本、大型化和與現(xiàn)有技術(shù)的兼容度等方面都具有優(yōu)越性。
[0004]但在富氧燃燒運行試驗中出現(xiàn)了以下的問題:一是煙氣中的NOx濃度會超過國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，二是對煙風(fēng)道、爐膛、受熱面等的腐蝕加劇。一、富氧燃燒由于采用煙氣再循環(huán)，循環(huán)煙氣中的NOx會隨煙氣循環(huán)而出現(xiàn)富集現(xiàn)象，排向大氣的煙氣中NOx濃度會超過國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，需要采取必要的措施，防止富氧燃燒煙氣中高濃度NOx的產(chǎn)生。
[0005]二、富氧燃燒由于采用煙氣再循環(huán)，循環(huán)煙氣中的SOx也會隨煙氣循環(huán)而出現(xiàn)富集現(xiàn)象，從而對煙風(fēng)道、爐膛、受熱面等產(chǎn)生腐蝕，需要采取必要的措施，防止再循環(huán)煙氣中SOx濃度的大幅增加。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠達(dá)標(biāo)排放并減緩裝置腐蝕現(xiàn)象的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)。
[0007]發(fā)明人注意到:富氧燃燒由于采用煙氣再循環(huán)，循環(huán)煙氣中的NOx、SOx會隨煙氣循環(huán)而出現(xiàn)富集現(xiàn)象，然而這一現(xiàn)象普遍被忽略:在電廠的鍋爐、煙氣凈化和蒸汽發(fā)電單元以外，常規(guī)富氧燃燒發(fā)電系統(tǒng)增加了空氣分離、煙氣冷凝、煙氣壓縮純化等單元，但卻沒有考慮氮氧化物和硫氧化物的處理。
[0008]為了將富氧燃燒工況下硫氧化物、氮氧化物排放濃度控制在合理范圍內(nèi)，本實用新型提供了一種富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)，其包括爐膛、燃燒器、燃盡風(fēng)噴口、預(yù)熱器、尾部煙道、收塵器和煙?，其煙氣再循環(huán)管路中包括脫硝裝置、脫硫裝置和煙氣冷卻器并遵循以下設(shè)置，尾部煙道的出口與預(yù)熱器的放熱煙氣進(jìn)口之間連接有脫硝裝置，預(yù)熱器的放熱煙氣出口經(jīng)除塵器與煙氣換熱器的放熱煙氣進(jìn)口連接，煙氣換熱器的放熱煙氣出口與脫硫裝置、煙氣冷卻器依次連接后回接至煙氣換熱器的吸熱煙氣進(jìn)口，燃燒器的一次風(fēng)在經(jīng)過預(yù)熱器后一部分經(jīng)一次風(fēng)氧注入器送入燃燒器，其余部分作為制粉用風(fēng)，燃燒器的二次風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)氧注入器后進(jìn)入預(yù)熱器再送入燃燒器。
[0009]本實用新型通過在尾部煙氣通道上布置脫硝裝置，脫除煙氣中的NOx，防止煙氣中的NOx隨煙氣循環(huán)而出現(xiàn)富集的問題，控制再循環(huán)煙氣及排放煙氣中NOx濃度在合適范圍內(nèi)；在尾部煙氣通道內(nèi)布置脫硫裝置10，脫除煙氣中的SOx，防止煙氣中的SOx隨煙氣循環(huán)而出現(xiàn)富集的問題，控制再循環(huán)煙氣及排放煙氣中SOx濃度在合適范圍內(nèi)，防止煙道及受熱面酸腐蝕，由于煙氣均需經(jīng)過煙氣凈化裝置，尤其經(jīng)脫硫處理后，含水量可高達(dá)20%，爐內(nèi)絕熱火焰溫度降低，燃燒器的穩(wěn)燃相對困難，因此在脫硫處理裝置后設(shè)置煙氣冷卻器進(jìn)行除水處理，降低煙氣含水量后再將低含水量煙氣投入再循環(huán)，使得絕熱火焰溫度、爐內(nèi)煙氣流量等與空氣燃燒時差異較小，增加燃燒穩(wěn)定性，使得富氧燃燒在工程上更容易實現(xiàn)。
[0010]SCR脫硝的最佳反應(yīng)溫度區(qū)間在300-420°C，此溫度區(qū)間正好處于省煤器與預(yù)熱器之間，故脫硝裝置放置布置于預(yù)熱器及除塵器之前，因為濕法脫硫后煙氣中會帶出一定的水分，若布置在除塵器之前，會導(dǎo)致除塵器粘堵等，故將脫硫裝置放置在預(yù)熱器及除塵器之后。
[0011]此外，從安全性考慮，氧注入器最好設(shè)置在煙氣溫度較低的位置，即在煙氣進(jìn)入預(yù)熱器之前進(jìn)行，但在富氧燃燒方式下，從一次風(fēng)預(yù)熱器出來的一部分熱風(fēng)要作為制粉系統(tǒng)的用風(fēng)，不需要注氧，因此，從兼顧經(jīng)濟(jì)性考慮，選擇兩個注氧點分別對一次風(fēng)、二次風(fēng)進(jìn)行注氧，也方便調(diào)節(jié)對一次風(fēng)、二次風(fēng)各自的注氧量。一次風(fēng)、二次風(fēng)分別通過布置在再循環(huán)煙道上的氧注入器按設(shè)定的比例注氧，盡量與煤粉常規(guī)空氣燃燒一、二風(fēng)配風(fēng)相近。
[0012]進(jìn)一步的是，煙氣換熱器的吸熱煙氣出口分出三個出口支路，第一出口支路依次經(jīng)二次風(fēng)氧注入器及預(yù)熱器與燃燒器的二次風(fēng)進(jìn)口連接，即二次風(fēng)采用冷端注氧的方式，第二出口支路經(jīng)預(yù)熱器后分兩路各自與一次風(fēng)氧注入器、制粉系統(tǒng)連接，一次風(fēng)氧注入器經(jīng)風(fēng)粉混合器與燃燒器的一次風(fēng)進(jìn)口連接，制粉系統(tǒng)與粉倉連接，粉倉分別與風(fēng)粉混合器、燃盡風(fēng)噴口和收塵器連接，制粉用風(fēng)經(jīng)制粉系統(tǒng)后可作為燃盡風(fēng)從燃盡風(fēng)口送入爐膛，也可作為乏氣經(jīng)收塵處理后直接送入煙?排掉，第三出口支路經(jīng)控制閥連接到二氧化碳壓縮純化裝置或煙?，即已經(jīng)處理但不需要進(jìn)入煙氣再循環(huán)的那部分多余煙氣可進(jìn)入后續(xù)處理或排放，煙氣均需經(jīng)過煙氣凈化系統(tǒng)，煙氣凈化系統(tǒng)所需處理的煙氣量相比常規(guī)空氣燃燒系統(tǒng)只略有所降低，相對而言投資較大。但由于循環(huán)煙氣的含水量較低，絕熱火焰溫度、爐內(nèi)煙氣流量等與空氣燃燒時差異較小，燃燒穩(wěn)定性較好；各風(fēng)道流量與空氣燃燒時最為接近，因此風(fēng)機(jī)選型相對較易，該系統(tǒng)與常規(guī)空氣燃燒系統(tǒng)差異最小，因而工程上較容易實現(xiàn)。
[0013]所述第一出口支路上，在煙氣換熱器與預(yù)熱器之間依次設(shè)置第一煙氣控制閥、吸風(fēng)系統(tǒng)、送風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)氧注入器，第一煙氣控制閥用于調(diào)節(jié)二次風(fēng)量，吸風(fēng)系統(tǒng)用于在空氣燃燒時吸風(fēng)用，送風(fēng)機(jī)為煙氣動力來源，二次風(fēng)氧注入器用于向作二次風(fēng)用的煙氣中注氧。
[0014]所述第二出口支路上，在煙氣換熱器與預(yù)熱器之間依次設(shè)置第二煙氣控制閥、吸風(fēng)系統(tǒng)、一次風(fēng)機(jī)，第二煙氣控制閥用于調(diào)節(jié)一次風(fēng)量，吸風(fēng)系統(tǒng)用于在空氣燃燒時吸風(fēng)用，一次風(fēng)機(jī)為煙氣動力來源。
[0015]所述煙氣冷卻器的兩端并聯(lián)了設(shè)置有煙冷控制閥的煙氣冷卻器關(guān)閉支路，在所述煙氣冷卻器的煙氣進(jìn)口設(shè)置有前關(guān)斷閥、在所述煙氣冷卻器的煙氣出口設(shè)置有后關(guān)斷閥，煙氣冷卻器關(guān)閉支路的節(jié)點一在所述前關(guān)斷閥與脫硫裝置之間，節(jié)點二在所述后關(guān)斷閥與煙氣換熱器之間?？諝馊紵r時，將前、后關(guān)斷閥關(guān)閉，煙冷控制閥開啟，將煙氣冷卻器切除運行，富氧燃燒工況時，將前、后關(guān)斷閥開啟，煙冷控制閥關(guān)閉，煙氣冷卻器投入運行。
[0016]所述預(yù)熱器與制粉系統(tǒng)之間設(shè)置有第三煙氣控制閥、預(yù)熱器與一次風(fēng)氧注入器之間設(shè)置有第四煙氣控制閥、預(yù)熱器與燃燒器的二次風(fēng)進(jìn)口之間設(shè)置有第五煙氣控制閥，通過上述煙氣控制閥調(diào)節(jié)一次風(fēng)、二次風(fēng)和制粉用風(fēng)的各自風(fēng)量。
[0017]所述煙氣換熱器與二氧化碳壓縮純化裝置之間設(shè)置有第六煙氣控制閥，煙氣換熱器經(jīng)第七煙氣控制閥與煙?連接，根據(jù)運行需要將多余煙氣作壓縮純化處理或排出。
[0018]所述除塵器的煙氣出口后分為兩路，一路經(jīng)二次風(fēng)氧注入器進(jìn)入預(yù)熱器后作為二次風(fēng)，另一路進(jìn)入煙氣冷卻器，即在脫硫設(shè)備之前抽取煙氣作為二次風(fēng)，循環(huán)煙氣溫度較高，可達(dá)150- 200°C，能在一定程度上減少排煙熱損失，同時由于煙氣量的減少，后續(xù)煙氣凈化系統(tǒng)所需處理的煙氣量降低，可以在較大程度的減小該系統(tǒng)的規(guī)模，降低成本；但由于循環(huán)煙氣未經(jīng)脫硫脫水處理，含水量可高達(dá)20%，爐內(nèi)絕熱火焰溫度降低，燃燒器的穩(wěn)燃相對困難。
[0019]所述脫硫裝置的煙氣出口后分為兩路，一路進(jìn)入煙氣冷卻器，另一路經(jīng)二次風(fēng)氧注入器進(jìn)入預(yù)熱器后作為二次風(fēng)，即也可考慮抽取經(jīng)脫硫但未除水的煙氣作為二次風(fēng)。
[0020]所述燃燒器的燃盡風(fēng)噴口外側(cè)設(shè)置風(fēng)口，制粉系統(tǒng)運行時該風(fēng)口不供風(fēng)，制粉系統(tǒng)停運時以該風(fēng)口供風(fēng)。
[0021]本實用新型的有益效果是:采用在富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)中布置脫硝系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)，避免了富氧燃燒煙氣再循環(huán)過程中硫氧化物、氮氧化物出現(xiàn)富集，造成再循環(huán)煙氣管道及受熱面腐蝕及排放煙氣中硫氧化物、氮氧化物濃度偏高等問題，使硫氧化物、氮氧化物排放濃度可控制在合理范圍；采用經(jīng)預(yù)熱器加熱后、未注氧的干煙氣作為制粉系統(tǒng)的流體介質(zhì)，經(jīng)注氧后的一次風(fēng)作為煤粉輸送介質(zhì)，有效控制鍋爐排煙中CO2濃度富集到80%以上，利于煤粉燃燒后煙氣中CO2的捕集；可實現(xiàn)一次風(fēng)、二次風(fēng)分開注氧，及注氧比例控制，二次風(fēng)采用低溫端注氧，兼顧了富氧燃燒注氧的均勻性、安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)的組成示意圖。
[0023]圖2是本實用新型的注氧位置(氧注入器在管路中的位置)選擇示意圖。
[0024]圖中標(biāo)記為:爐膛1、燃燒器2、燃盡風(fēng)噴口 3、省煤器4、脫硝裝置5、預(yù)熱器6、除塵器7、引風(fēng)機(jī)8、煙氣換熱器9、脫硫裝置10、前關(guān)斷閥11、煙氣冷卻器12、煙冷控制閥13、后關(guān)斷閥14、第六煙氣控制閥15、二氧化碳壓縮純化裝置16、第一煙氣控制閥17、第二煙氣控制閥18、吸風(fēng)系統(tǒng)19、尾部煙道20、送風(fēng)機(jī)21、一次風(fēng)機(jī)22、一次風(fēng)氧注入器23、二次風(fēng)氧注入器24、二次風(fēng)25、一次風(fēng)26、制粉用風(fēng)27、第五煙氣控制閥28、第四煙氣控制閥29、第三煙氣控制閥30、制粉系統(tǒng)31、風(fēng)粉混合器32、粉倉33、收塵器34、煙? 35、第七煙氣控制閥36、受熱面37、受熱面38、受熱面39?！揪唧w實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0026]如圖1、圖2所示，本實用新型的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)包括爐膛1、燃燒器2、燃盡風(fēng)噴口 3、預(yù)熱器6、尾部煙道20、收塵器34和煙? 35，尾部煙道20的出口與預(yù)熱器6的放熱煙氣進(jìn)口之間連接有脫硝裝置5，預(yù)熱器6的放熱煙氣出口經(jīng)除塵器7與煙氣換熱器9的放熱煙氣進(jìn)口連接，煙氣換熱器9的放熱煙氣出口與脫硫裝置10、煙氣冷卻器12依次連接后回接至煙氣換熱器9的吸熱煙氣進(jìn)口，煙氣換熱器9的吸熱煙氣出口分出三個出口支路，第一出口支路依次經(jīng)二次風(fēng)氧注入器24及預(yù)熱器6與燃燒器2的二次風(fēng)進(jìn)口連接，第二出口支路經(jīng)預(yù)熱器6后分兩路各自與一次風(fēng)氧注入器23、制粉系統(tǒng)31連接，一次風(fēng)氧注入器23經(jīng)風(fēng)粉混合器32與燃燒器2的一次風(fēng)進(jìn)口連接，制粉系統(tǒng)31與粉倉33連接，粉倉33分別與風(fēng)粉混合器32、燃盡風(fēng)噴口 3和收塵器34連接，第三出口支路經(jīng)控制閥連接到二氧化碳壓縮純化裝置16或煙? 35，第一出口支路和第二出口支路上分別設(shè)置有位于預(yù)熱器6之前的吸風(fēng)系統(tǒng)19。
[0027]使用上述富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)的富氧燃燒方法為:通過送風(fēng)機(jī)21和一次風(fēng)機(jī)22，共從煙氣換熱器9凈煙氣出口煙道抽取60%~90%的凈煙氣。作為二次風(fēng)25的循環(huán)煙氣通過布置在送風(fēng)機(jī)21出口的二次風(fēng)氧注入器24將燃燒所需的60%~80%的氧氣注入，并通過二次風(fēng)氧注入器24將氧氣與循環(huán)煙氣混合均勻，再經(jīng)預(yù)熱器6將循環(huán)煙氣加熱后送至燃燒器2 ;經(jīng)一次風(fēng)機(jī)22的循環(huán)煙氣經(jīng)預(yù)熱器6將循環(huán)煙氣加熱后，分為一次風(fēng)26和制粉用風(fēng)27，一次風(fēng)26通過布置在一次風(fēng)道上的一次風(fēng)氧注入器23將燃燒所需的10%~40%的氧氣注入，一次風(fēng)26在風(fēng)粉混合器32中與煤粉混合后，與二次風(fēng)25經(jīng)燃燒器2送入爐膛I燃燒。燃燒產(chǎn)生的熱煙氣依次通過各級受熱面37、38、39后，經(jīng)布置在省煤器4后的脫硝裝置5脫除煙氣中的NOx ，再依次通過除塵器7、引風(fēng)機(jī)8、煙氣換熱器9后，進(jìn)入雙堿法脫硫裝置10脫除煙氣中的SO2,經(jīng)脫硫后的凈煙氣再通過煙氣冷卻器12脫除煙氣中的部分水分，使凈煙氣中的水分控制在5%以內(nèi)。經(jīng)煙氣冷卻器12除濕的凈煙氣的60%~90%作為循環(huán)煙氣，其余部分送至二氧化碳壓縮純化裝置16壓縮純化或通過煙? 35排入大氣。除塵器?采用電除塵器，脫硝裝置5采用SCR脫硝裝置。
[0028]本實用新型的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)，經(jīng)脫硝裝置5脫硝、脫硫裝置10脫硫后的再循環(huán)煙氣經(jīng)布置在脫硫裝置10后面的煙氣冷卻器12脫除煙氣中的大部分水蒸氣，控制再循環(huán)煙氣中水蒸氣的含量在4%~7%以內(nèi)，再循環(huán)煙氣的循環(huán)倍率控制在70%~95%。
[0029]如圖2所示，本實用新型的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)，一次風(fēng)26、二次風(fēng)25分別通過布置在再循環(huán)煙道上的氧注入器按不同比例注氧。一次風(fēng)26采用氧注入器熱端注氧，注氧比例在15%~25% ;二次風(fēng)25采用氧注入器冷端注氧，注氧比例在20%~35%。
[0030]如圖1的本實用新型的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)，通過控制兩個吸風(fēng)系統(tǒng)19和第一煙氣控制閥17、第二煙氣控制閥18的開關(guān)及開度，可順利可實現(xiàn)空氣燃燒和富氧燃燒以及兩種燃燒工況間的切換?？諝馊紵r時，第一煙氣控制閥17、第二煙氣控制閥18關(guān)閉，兩吸風(fēng)系統(tǒng)19開啟，直接抽空氣作為燃燒及制粉用風(fēng)，并將前關(guān)斷閥11、后關(guān)斷閥14關(guān)閉，煙冷控制閥13開啟，將煙冷器切除運行。富氧燃燒工況時，將兩吸風(fēng)系統(tǒng)19關(guān)閉，第一煙氣控制閥17、第二煙氣控制閥18開啟，將前關(guān)斷閥11、后關(guān)斷閥14開啟，煙冷控制閥13關(guān)閉，煙氣冷卻器12投入運行。
[0031]實施例:
[0032]如圖1、圖2所示，本實用新型的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)包括爐膛1、燃燒器2、燃盡風(fēng)噴口 3、省煤器4位于尾部煙道20內(nèi)、預(yù)熱器6、收塵器34和煙囪35，尾部煙道20的出口與預(yù)熱器6的放熱煙氣進(jìn)口之間連接有脫硝裝置5，預(yù)熱器6的放熱煙氣出口經(jīng)除塵器7與煙氣換熱器9的放熱煙氣進(jìn)口連接，煙氣換熱器9的放熱煙氣出口與脫硫裝置10、煙氣冷卻器12依次連接后回接至煙氣換熱器9的吸熱煙氣進(jìn)口，煙氣冷卻器12的兩端并聯(lián)了設(shè)置有煙冷控制閥13的煙氣冷卻器關(guān)閉支路，在煙氣冷卻器12的煙氣進(jìn)口設(shè)置有前關(guān)斷閥11、在煙氣冷卻器12的煙氣出口設(shè)置有后關(guān)斷閥14，煙氣冷卻器關(guān)閉支路的節(jié)點一在前關(guān)斷閥11與脫硫裝置10之間，節(jié)點二在后關(guān)斷閥14與煙氣換熱器9之間，煙氣換熱器9的吸熱煙氣出口分出三個出口支路，第一出口支路依次有第一煙氣控制閥17、吸風(fēng)系統(tǒng)19、送風(fēng)機(jī)21、二次風(fēng)氧注入器24，經(jīng)預(yù)熱器6與燃燒器2的二次風(fēng)進(jìn)口連接，第二出口支路依次設(shè)置第二煙氣控制閥18、吸風(fēng)系統(tǒng)19、一次風(fēng)機(jī)22，經(jīng)預(yù)熱器6后分兩路分別連接第四煙氣控制閥29、第三煙氣控制閥30后各自與一次風(fēng)氧注入器23、制粉系統(tǒng)31連接，一次風(fēng)氧注入器23經(jīng)風(fēng)粉混合器32與燃燒器2的一次風(fēng)進(jìn)口連接，制粉系統(tǒng)31與粉倉33連接，粉倉33分別與風(fēng)粉混合器32、燃盡風(fēng)噴口 3和收塵器34連接，第三出口支路經(jīng)第六煙氣控制閥15連接到二氧化碳壓縮純化裝置16或繼續(xù)經(jīng)第七煙氣控制閥36連接到煙? 35，除塵器34與煙囪35連接。
[0033]上述鍋爐的空氣燃燒工況:
[0034]第一煙氣控制閥17、第二煙氣控制閥18處于關(guān)閉狀態(tài)，兩吸風(fēng)系統(tǒng)19開啟，直接抽空氣作為燃燒及制粉用風(fēng)風(fēng)源，并將前關(guān)斷閥11、后關(guān)斷閥14關(guān)閉，煙冷控制閥13開啟，將煙氣冷卻器12切除運行。制粉系統(tǒng)31的磨煤干燥劑采用經(jīng)過預(yù)熱器6的熱風(fēng)即制粉用風(fēng)27，采用冷風(fēng)進(jìn)行調(diào)溫；制粉系統(tǒng)采用閉式系統(tǒng)，乏氣271作為燃燒器燃盡風(fēng)送入爐膛I。送粉采用預(yù)熱器6出來的熱的一次風(fēng)26，用旁路冷風(fēng)調(diào)溫，燃燒器一次風(fēng)溫度選取150?200°C，燃燒器一次風(fēng)率選取20%?30%，一次風(fēng)速度選取20?25m/s。
[0035]上述鍋爐的富氧燃燒工況:
[0036]兩吸風(fēng)系統(tǒng)19處于關(guān)閉狀態(tài)，第一煙氣控制閥17、第二煙氣控制閥18開啟，前關(guān)斷閥11、后關(guān)斷閥14開啟，煙冷控制閥13處于關(guān)閉狀態(tài)，煙氣冷卻器12運行。制粉系統(tǒng)31的磨煤干燥劑采用經(jīng)預(yù)熱器6預(yù)熱后的熱風(fēng)即制粉用風(fēng)27，采用冷再循環(huán)煙氣進(jìn)行調(diào)溫；制粉系統(tǒng)31采用開式系統(tǒng)，制粉系統(tǒng)乏氣27經(jīng)過收塵器34收集煤粉后引至尾部煙道20并通過煙囪35排入大氣。一次風(fēng)26采用高溫注氧，燃燒器一次風(fēng)溫度選取150 - 200°C,燃燒器一次風(fēng)量按與空氣燃燒工況相當(dāng)?shù)拿悍酃艿浪俣群腿紵饕淮物L(fēng)出口速度確定，一次風(fēng)注氧比例為15 - 20%。燃燒器二次風(fēng)采用經(jīng)預(yù)熱器6加熱后的熱二次風(fēng)，在預(yù)熱器6前采用低溫注氧。由于制粉系統(tǒng)31采用了開式系統(tǒng)，燃燒器燃盡風(fēng)噴口 3外側(cè)設(shè)置風(fēng)口，制粉系統(tǒng)運行時該風(fēng)口不供風(fēng)，制粉系統(tǒng)停運時供風(fēng)。
[0037]空氣燃燒/富氧燃燒工況切換:
[0038]如圖1所示的本實用新型的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)，既可實現(xiàn)空氣燃燒，也可實現(xiàn)富氧燃燒，通過兩吸風(fēng)系統(tǒng)19和第一煙氣控制閥17、第二煙氣控制閥18可順利實現(xiàn)空氣燃燒與富氧燃燒兩種燃燒工況的切換。對于空氣燃燒方式，通過調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)21、引風(fēng)機(jī)8的風(fēng)門，即很容易實現(xiàn)風(fēng)量和爐膛微負(fù)壓的調(diào)節(jié)；對于富氧燃燒方式，除了達(dá)到前述最終控制目標(biāo)以外，對于富氧燃燒接近全封閉狀態(tài)的煙風(fēng)系統(tǒng)，通過選擇合適的風(fēng)量、風(fēng)壓調(diào)節(jié)方式，以合理的分配爐膛和煙風(fēng)管道的壓力，使切換過程中引風(fēng)機(jī)的出力要求不過度增加，同時避免爐膛壓力超限。從空氣燃燒工況切換到富氧燃燒工況時主要控制變量的變化過程，包括進(jìn)入爐膛的空氣量、空分系統(tǒng)供氧量、以及循環(huán)煙氣流量、通過煙囪排出的煙氣流量和一次循環(huán)煙氣流量等控制量間的協(xié)調(diào)控制。為保證切換過程中煙風(fēng)系統(tǒng)壓力、流量和爐內(nèi)燃燒、傳熱不發(fā)生明顯的惡化，應(yīng)當(dāng)依次進(jìn)行“增加注入氧氣、增加循環(huán)煙氣比例和減小總風(fēng)量”的操作，通過數(shù)次操作分階段達(dá)到最終的工況切換目標(biāo)。
【權(quán)利要求】
1.富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)，包括爐膛(I)、燃燒器(2)、燃盡風(fēng)噴口(3)、預(yù)熱器(6)、尾部煙道(20)、收塵器(34)和煙囪(35)，其特征是:其煙氣再循環(huán)管路中包括脫硝裝置(5)、脫硫裝置(10)和煙氣冷卻器(12)并遵循以下設(shè)置，尾部煙道(20)的出口與預(yù)熱器(6)的放熱煙氣進(jìn)口之間連接有脫硝裝置(5)，預(yù)熱器(6)的放熱煙氣出口經(jīng)除塵器(7)與煙氣換熱器(9)的放熱煙氣進(jìn)口連接，煙氣換熱器(9)的放熱煙氣出口與脫硫裝置(10)、煙氣冷卻器(12)依次連接后回接至煙氣換熱器(9)的吸熱煙氣進(jìn)口，燃燒器(2)的一次風(fēng)(26)在經(jīng)過預(yù)熱器(6)后一部分經(jīng)一次風(fēng)氧注入器(23)送入燃燒器(2)，其余部分作為制粉用風(fēng)(27)，燃燒器(2 )的二次風(fēng)(25 )經(jīng)二次風(fēng)氧注入器(24 )后進(jìn)入預(yù)熱器(6 )再送入燃燒器(2 )。
2.如權(quán)利要求1所述的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)，其特征是:所述煙氣換熱器(9)的吸熱煙氣出口分出三個出口支路，第一出口支路依次經(jīng)二次風(fēng)氧注入器(24)及預(yù)熱器(6)與燃燒器(2)的二次風(fēng)進(jìn)口連接，第二出口支路經(jīng)預(yù)熱器(6)后分兩路各自與一次風(fēng)氧注入器(23)、制粉系統(tǒng)(31)連接，一次風(fēng)氧注入器(23 )經(jīng)風(fēng)粉混合器(32 )與燃燒器(2 )的一次風(fēng)進(jìn)口連接，制粉系統(tǒng)(31)與粉倉(33)連接，粉倉(33 )分別與風(fēng)粉混合器(32)、燃盡風(fēng)噴口( 3)和收塵器(34 )連接，第三出口支路經(jīng)控制閥連接到二氧化碳壓縮純化裝置(16 )或煙? (35 )，第一出口支路和第二出口支路上分別設(shè)置有位于預(yù)熱器(6)之前的吸風(fēng)系統(tǒng)(19)。
3.如權(quán)利要求2所述的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)，其特征是:所述第一出口支路上，在煙氣換熱器(9)與預(yù)熱器(6)之間依次設(shè)置第一煙氣控制閥(17)、吸風(fēng)系統(tǒng)(19)、送風(fēng)機(jī)(21)和二次風(fēng)氧注入器(24)。
4.如權(quán)利要求2所述的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)，其特征是:所述第二出口支路上，在煙氣換熱器(9)與預(yù)熱器(6)之間依次設(shè)置第二煙氣控制閥(18)、吸風(fēng)系統(tǒng)(19)、一次風(fēng)機(jī)(22)。
5.如權(quán)利要求2所述的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)，其特征是:所述煙氣冷卻器(12)的兩端并聯(lián)了設(shè)置有煙冷控制閥(13)的煙氣冷卻器關(guān)閉支路，在所述煙氣冷卻器(12)的煙氣進(jìn)口設(shè)置有前關(guān)斷閥(11)、在所述煙氣冷卻器(12)的煙氣出口設(shè)置有后關(guān)斷閥(14)，煙氣冷卻器關(guān)閉支路的節(jié)點一在所述前關(guān)斷閥(11)與脫硫裝置(10)之間，節(jié)點二在所述后關(guān)斷閥(14)與煙氣換熱器(9)之間。
6.如權(quán)利要求2所述的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)，其特征是:所述預(yù)熱器(6)與制粉系統(tǒng)(31)之間設(shè)置有第三煙氣控制閥(30)、預(yù)熱器(6)與一次風(fēng)氧注入器(23)之間設(shè)置有第四煙氣控制閥(29 )、預(yù)熱器(6 )與燃燒器(2 )的二次風(fēng)進(jìn)口之間設(shè)置有第五煙氣控制閥(28 )。
7.如權(quán)利要求2所述的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)，其特征是:所述煙氣換熱器(9)與二氧化碳壓縮純化裝置(16)之間設(shè)置有第六煙氣控制閥(15)，煙氣換熱器(9)經(jīng)第七煙氣控制閥(36)與煙囪(35)連接。
8.如權(quán)利要求1所述的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)，其特征是:所述除塵器(7)的煙氣出口后分為兩路，一路經(jīng)二次風(fēng)氧注入器(24)進(jìn)入預(yù)熱器(6)后作為二次風(fēng)(25)，另一路進(jìn)入煙氣冷卻器(12)。
9.如權(quán)利要求1所述的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)，其特征是:所述脫硫裝置(10)的煙氣出口后分為兩路，一路進(jìn)入煙氣冷卻器(12)，另一路經(jīng)二次風(fēng)氧注入器(24)進(jìn)入預(yù)熱器(6)后作為二次風(fēng)(25)。
10.如權(quán)利要求1所述的富氧燃燒鍋爐系統(tǒng)，其特征是:所述燃燒器(2)的燃盡風(fēng)噴口(3)外側(cè)設(shè)置風(fēng)口。
【文檔編號】F23L9/00GK203823745SQ201420196593
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】毛宇, 陳燦, 曾潔, 胡修奎, 霍鎖善 申請人:東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司