CN102927566A - 常规锅炉局部富氧燃烧改造后二次风量曲线的修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种常规锅炉局部富氧燃烧改造后二次风量曲线的修正方法，属于电站锅炉燃烧的技术领域。常规循环流化床锅炉进行二次风富氧燃烧技术改造后，与改造前比燃用相同的煤样，省煤器出口的烟气含氧量负荷曲线相同。首先选定改造后运行的富氧二次风含氧浓度，根据锅炉燃用相同煤质时所需氧气量一定，结合原始设计煤样时的二次风流量负荷曲线，进行不同负荷典型工况时需要的常规空气二次风流量与富氧二次风流量的换算，得到不同负荷典型工况时富氧二次风流量的参数表，通过参数表得到新的富氧二次风流量负荷修正曲线，指导常规循环流化床锅炉进行二次风富氧燃烧改造后的燃烧配风，并填补机组在协调自动状态下机组升降负荷的参数缺失的问题。

Description

常规锅炉局部富氧燃烧改造后二次风量曲线的修正方法

技术领域

本发明涉及一种常规锅炉局部富氧燃烧改造后二次风量曲线的修正方法，尤其涉及到一种常规循环流化床锅炉二次风局部富氧燃烧技术改造后富氧二次风流量负荷曲线的修正方法，属于电站锅炉燃烧的技术领域。 

背景技术

CO₂的排放是产生“温室效应”的罪魁祸首，目前我国是世界上第二大CO₂排放国，预测我国的CO₂排放总量可能在2020年前超过美国而成为CO₂排放头号大国。在锅炉燃煤时产生的烟气中含有的温室气体CO₂浓度比较低，在较低的压力下，以N₂为主的烟气中分离出CO₂的难度很大，导致分离设备复杂，成本较高。 

O₂/CO₂燃烧技术是解决上述问题的有效途径之一，即用空气分离获得的高浓度氧气和一部分锅炉尾部的再循环烟气混合，得到的混合气代替空气作为燃料燃烧时的氧化剂，通过多次的循环来提高锅炉尾部烟气中的CO₂浓度以便于回收。富氧燃烧技术会大大降低分离回收CO₂的成本，还可以降低常规燃烧时空气中N₂造成的排烟热损失及生成的氮氧化物。 

美国阿贡国家实验室(ANL)的研究证明，只需将常规锅炉进行适当的改造，就可以采用富氧燃烧技术。循环流化床锅炉富氧燃烧技术可分为全部富氧燃烧和部分富氧燃烧两种，若采用全部富氧燃烧就需要循环流化床锅炉在设计上做很大的改动，全部富氧燃烧对锅炉的传热、脱硫及烟道***等会产生根本性的影响，而部分富氧燃烧则相对改动较少，尤其对于二次风局部富氧助燃改造在工业应用上更方便实现。若常规循环流化床锅炉二次风进行局部富氧燃烧改造之后，二次风的含氧浓度提高后，燃用的煤样不变，需要的二次送风量将相应 减少，烟气***随之变化，如锅炉的烟气排放量会减少，烟气密度会升高等，最重要的是不同锅炉负荷的给煤量对应的二次风量将改变，这就会影响到改造之后锅炉的燃烧配风，造成机组在协调状态下自动升降负荷时参数的缺失，所以常规循环流化床锅炉二次风局部富氧燃烧改造之后，二次风量的负荷曲线需要重新的进行修正。 

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出了一种常规锅炉局部富氧燃烧改造后二次风量曲线的修正方法。具体是常规循环流化床锅炉二次风富氧燃烧技术改造之后的二次风流量负荷曲线的修正方法，解决了二次风富氧燃烧技术改造之后的循环流化床锅炉的燃烧配风及机组在协调状态下自动升降负荷时参数缺失的问题。 

本发明解决的技术问题所采用的技术方案是： 

常规循环流化床锅炉进行二次风富氧燃烧技术改造之后，锅炉的一次风及高压流化风仍为常规空气，保持锅炉省煤器出口的烟气含氧量仍与二次风常规空气燃烧时相同（波动在3～7%之间）。首先选定改造之后运行的富氧二次风含氧浓度数值，目前为保证改造之后炉膛温度的安全，控制含氧浓度在25%～30%之间。根据锅炉燃用相同煤质时所需的氧气量一定，再结合原始设计煤样时的二次风流量负荷曲线，进行不同负荷典型工况时需要的常规空气二次风流量与富氧二次风流量的换算，得到不同负荷典型工况时富氧二次风流量的参数表，最后通过不同负荷典型工况时富氧二次风流量参数表得到新的富氧二次风流量负荷修正曲线，确保局部富氧燃烧改造之后的循环流化床锅炉长期稳定的运行。 

所述的常规循环流化床锅炉进行二次风富氧燃烧技术改造之后，锅炉的一次风及高压流化风仍为常规空气，与改造之前相比，二次风10流量负荷曲线均 起始于最低稳燃负荷30%至最大负荷102%，燃用相同的煤样11，省煤器出口的烟气含氧量4负荷曲线相同； 

首先从循环流化床锅炉改造之前30%、40%、45%、50%、60%、70%、80%、90%、100%及102%负荷时需要的常规空气二次风10流量V₀，再选择改造之后预期运行的富氧二次风10的不同含氧浓度ρ_v为25%、26%、27%、28%、29%及30%，以便于控制改造之后炉膛温度12的安全，通过公式 

计算获得循环流化床锅炉改造后不同含氧浓度时典型工况的富氧二次风10流量参数表，根据此参数表可以得到循环流化床锅炉二次风富氧燃烧技术改造后，对应含氧浓度为25%、26%、27%、28%、29%及30%时二次风10流量负荷修正曲线图；依据得到的二次风10流量负荷修正曲线图，在常规循环流化床锅炉进行二次风富氧燃烧技术改造后运行时，根据不同的富氧二次风10的含氧浓度，采取对应的二次风10流量负荷曲线，确保局部富氧燃烧技术改造后的循环流化床锅炉在不同的含氧浓度下均可以长期稳定的运行。 

本发明的优点效果如下： 

本发明得到的富氧二次风流量负荷修正曲线可以指导常规循环流化床锅炉进行二次风富氧燃烧技术改造之后的燃烧配风，并填补机组在协调自动状态下机组升降负荷的参数缺失的问题。 

附图说明

图1为一种常规循环流化床锅炉的***示意图； 

图2为循环流化床锅炉改造之前及之后省煤器出口烟气含氧量的负荷曲线图； 

图3为循环流化床锅炉改造之前的二次风流量负荷曲线图； 

图4为循环流化床锅炉改造后之不同含氧浓度时二次风流量负荷修正曲线 图。 

图中：炉膛1，旋风分离器2，尾部受热面3，烟气含氧量4，空气预热器5，电除尘6，返料器7，外置换热器8，排渣口9，二次风10，煤样11，炉膛温度12。 

本发明参照附图、附表，结合具体实施例，进行详细描述如下。 

具体实施方式

实施例 

本发明是一种常规锅炉局部富氧燃烧改造后二次风量曲线的修正方法，如图1所示的常规循环流化床锅炉***，煤样11在炉膛1内燃烧后，产生的烟气经旋风分离器2、尾部受热面3、空气预热器5及电除尘6后排入大气，从旋风分离器2中分离下来的细灰进入返料器7后，一部分直接返回炉膛1，另一部分经外置换热器8后返回炉膛1，燃烧产生的底渣通过排渣口9排出锅炉，图1所示的常规循环流化床锅炉进行二次风10富氧燃烧技术改造后，本发明提出了一种常规锅炉局部富氧燃烧技术改造后二次风10流量负荷曲线的修正方法。循环流化床锅炉的设计参数如表1所示，循环流化床锅炉二次风富氧燃烧技术改造之后，与改造之前相比，二次风10流量负荷曲线均起始于最低稳燃负荷30%至最大负荷102%，燃用相同的煤样11如表2所示，省煤器出口的烟气含氧量4负荷曲线相同，如图2所示。锅炉改造之前的二次风10流量负荷曲线如图3所示。 

常规循环流化床锅炉进行二次风富氧燃烧技术改造后，锅炉的一次风及高压流化风仍为常规空气，首先从图3获得循环流化床锅炉改造之前30%、40%、45%、50%、60%、70%、80%、90%、100%及102%负荷时需要的常规空气二次风10流量V₀如表3，再选择改造之后预期运行的富氧二次风10的不同含氧浓度ρ_v为25%、26%、27%、28%、29%及30%，以便于控制改造之后炉膛温度12的安全，通 过公式 

计算获得循环流化床锅炉改造之后不同含氧浓度时典型工况的富氧二次风10流量如表4所示，根据表4的数据可以得到循环流化床锅炉二次风富氧燃烧技术改造之后，对应含氧浓度为25%、26%、27%、28%、29%及30%时二次风10流量负荷修正曲线组如图4所示。依据本发明得到的二次风10流量负荷修正曲线，在常规循环流化床锅炉进行二次风富氧燃烧技术改造之后运行时，根据不同的富氧二次风10的含氧浓度，采取对应的二次风10流量负荷曲线，确保局部富氧燃烧改造后的循环流化床锅炉在不同的氧气浓度下均可以长期稳定的运行。 

本发明的保护范围以权利要求为准，不受具体实施例所限制。 

表1循环流化床锅炉的主要设计参数 

表2煤样的工业分析及元素分析 

表3循环流化床锅炉改造前常规空气时典型工况的二次风流量 

表4循环流化床锅炉改造之后不同含氧浓度时典型工况的富氧二次风流量 

Claims (2)

1.常规锅炉局部富氧燃烧改造后二次风量负荷曲线的修正方法，其特征是：常规循环流化床锅炉进行二次风富氧燃烧技术改造之后，锅炉的一次风及高压流化风仍为常规空气，保持锅炉省煤器出口的烟气含氧量仍与二次风常规空气燃烧时相同（波动在3～7%之间）。首先选定改造之后运行的富氧二次风含氧浓度数值，目前为保证改造之后炉膛温度的安全，控制含氧浓度在25%～30%之间。根据锅炉燃用相同煤质时所需的氧气量一定，再结合原始设计煤样时的二次风流量负荷曲线，进行不同负荷典型工况时需要的常规空气二次风流量与富氧二次风流量的换算，得到不同负荷典型工况时富氧二次风流量的参数表，最后通过不同负荷典型工况时富氧二次风流量参数表得到新的富氧二次风流量负荷修正曲线，确保局部富氧燃烧改造之后的循环流化床锅炉长期稳定的运行。

2.根据权利要求1所述的常规锅炉局部富氧燃烧改造后二次风量曲线的修正方法，其特征在于：所述的常规循环流化床锅炉进行二次风富氧燃烧技术改造之后，锅炉的一次风及高压流化风仍为常规空气，与改造之前相比，二次风10流量负荷曲线均起始于最低稳燃负荷30%至最大负荷102%，燃用相同的煤样11，省煤器出口的烟气含氧量4负荷曲线相同；

首先从循环流化床锅炉改造之前30%、40%、45%、50%、60%、70%、80%、90%、100%及102%负荷时需要的常规空气二次风10流量V₀，再选择改造之后预期运行的富氧二次风10的不同含氧浓度ρ_v为25%、26%、27%、28%、29%及30%，以便于控制改造之后炉膛温度12的安全，通过公式

计算获得循环流化床锅炉改造后不同含氧浓度时典型工况的富氧二次风10流量参数表，根据此参数表可以得到循环流化床锅炉二次风富氧燃烧技术改造后，对应含氧浓度为25%、26%、27%、28%、29%及30%时二次风10流量负荷修正曲线图；依据得到的二次风10流量负荷修正曲线图，在常规循环流化床锅炉进行二次风富氧燃烧技术改造后运行时，根据不同的富氧二次风10的含氧浓度，采取对应的二次风10流量负荷曲线，确保局部富氧燃烧技术改造后的循环流化床锅炉在不同的含氧浓度下均可以长期稳定的运行。

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