CN108548173A - 一种具有脱水调节能力的富氧燃烧锅炉*** - Google Patents

一种具有脱水调节能力的富氧燃烧锅炉*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有脱水调节能力的富氧燃烧锅炉***，锅炉本体排出的烟气经过除尘装置和脱硫装置处理后分为两路：一路经过脱水进口烟道后进入脱水装置，另一路经过脱水调节烟道；经脱水装置脱水后的烟气分为两路：一路经脱水后排烟烟道进入CO2处理装置，另一路的烟气经脱水后再循环烟道后与脱水调节烟道的烟气混合；经脱水后再循环烟道与脱水调节烟道混合后的烟气分为三路：第一路进入气体预热器进行加热，第二路进入调温风道，第三路经密封风道和密封风机后进入制粉设备。本发明大大增加了锅炉***脱水量的调节能力，进而显著增加在富氧燃烧条件下锅炉对于煤质波动或煤种变化的适应性。

Description

一种具有脱水调节能力的富氧燃烧锅炉***
技术领域
本发明涉及一种具有脱水调节能力的富氧燃烧锅炉***，属于锅炉***技术领域。
背景技术
以煤为主要能源的电力生产中CO2的排放占所有人类活动中CO2排放总量的25％左右，是CO2最大的单点排放源。常规煤粉锅炉空气助燃燃烧的排烟中CO2的浓度只有13％～15％，这给CO2的分离与捕捉带来很大的技术和经济难题。富氧燃烧技术，也称作O2/CO2燃烧技术，为组织煤粉在O2和CO2的混合气中燃烧，可以大幅度的提高排烟中CO2的浓度(脱水后CO2的浓度能达到95％以上)，大大简化了CO2的回收成本和难度。N2的含量很少，便于压缩冷却得到液态CO2，同时去除、回收其它污染物，如SO2等有害气体。因此，越来越多的国家都相继展开了富氧燃烧技术的技术经济性研究。目前，国内外在富氧燃烧领域技术已经开展了大量卓有成效的工作，积累了相当数量的科学试验数据。
目前富氧锅炉的烟气再循环方式主要分为两种：如果一次再循环烟气和二次再循环烟气均经过脱水后进入炉膛为干烟气循环方式；如果在重新进入炉膛以前只有一次再循环烟气经过脱水处理，而二次再循环烟气不脱水则为湿烟气循环方式。两种烟气再循环方式各有优缺点：对于干烟气循环方式，锅炉尾部烟气中的SO3和水蒸气的体积分数较低，有利于减轻尾部受热面的低温腐蚀，脱硫塔、烟气冷凝器等相关设备***过于庞大和复杂，同时热效率也较低。而对于湿烟气循环方式，由于烟气处理量小，脱硫和脱水设备投资低，但由于烟气中SO3和水蒸气的体积分数较高，锅炉尾部受热面发生低温腐蚀的可能性大大提高，同时，该方式的热效率较高。
从锅炉实际运行的角度来看，如果考虑到制粉***中磨煤机通风量要求的限制，一次再循环烟气量在一定负荷下通常是无法大幅调整的。这也意味着目前的富氧燃烧锅炉***几乎没有对烟气中脱水量的调节能力。如果锅炉遇到煤质(例如，水分、灰分)有明显波动或更换煤种的情况，这一点所产生的影响则会表现得尤为突出。如何使富氧燃烧锅炉***有较宽的脱水调节能力对富氧燃烧锅炉***的设计提出了更高的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供了一种增加在富氧燃烧条件下锅炉对于煤质波动或煤种变化的适应性的具有脱水调节能力的富氧燃烧锅炉***，解决了如何使富氧燃烧锅炉***有较宽的脱水调节能力的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种具有脱水调节能力的富氧燃烧锅炉***，其特征在于，包括锅炉本体和煤仓，锅炉本体内设有气体预热器和燃烧器，燃烧器上设有一次风喷口和二次风喷口，锅炉本体排出的烟气经过除尘装置和脱硫装置处理后分为两路：一路经过脱水进口烟道后进入脱水装置，另一路经过脱水调节烟道；经脱水装置脱水后的烟气分为两路：一路经脱水后排烟烟道进入CO2处理装置，经净化、提纯后产生符合运输、储存或利用要求的CO2，其余废气通过烟囱排入大气，另一路的烟气经脱水后再循环烟道后与脱水调节烟道的烟气混合；经脱水后再循环烟道与脱水调节烟道混合后的烟气分为三路：第一路进入气体预热器进行加热，第二路进入调温风道，第三路经密封风道和密封风机后进入制粉设备；经气体预热器加热后的再循环烟气分为两路：一路与调温风道内的调温风混合并经一次风机加压后，经一次再循环烟道进入制粉设备，另一路经过二次再循环烟道，再经二次风喷口进入锅炉本体；经煤仓下落进入制粉设备的燃料与一次再循环烟道内的一次再循环风、密封风道内的密封风混合后，所产生的气固混合物经一次风喷口进入锅炉本体，该气固混合物温度保持在70℃以上。
优选地，从所述的脱硫装置出口至气体预热器进口的非分流烟气再循环烟道上设有烟气再循环风机。
优选地，所述的气体预热器为一级气体预热器或多级气体预热器。
优选地，所述的气体预热器进口管道处、一次再循环烟道、二次再循环烟道以及一次风喷口和二次风喷口的上游管道上均设有为锅炉内燃料的燃烧提供所需氧气的注氧点。
优选地，所述的燃烧器还上设有分离燃尽风喷口，经过二次再循环烟道的烟气还通过分离燃尽风喷口进入锅炉本体内。
优选地，经所述的脱水装置后脱出的水通过烟气除水去水处理装置进行净化。
本发明的***通过改进锅炉尾部的烟气处理***，大大增加了锅炉***脱水量的调节能力，进而显著增加在富氧燃烧条件下锅炉对于煤质波动或煤种变化的适应性。
在本发明中，通过调节脱水调节烟道、脱水后再循环烟道、脱水后排烟烟道上的调节装置，可使再循环烟气在从不脱水至全脱水的全范围内进行调节。这一措施不仅大大增加了锅炉对于煤质波动或煤种变化的适应性，同时还达到兼顾锅炉热效率的目的。
在本发明中，通过控制脱水后排烟烟道、调温风道、密封风道和气体预热器工质流程出口一次再循环支路烟道上的调节装置不仅可控制一次再循环烟气量，还可以控制制粉设备出口气固混合物的温度，使之同时满足制粉设备的气体流通量要求和其出口的温度要求。
在本发明中，将制粉设备出口气固混合物温度保持在70℃以上可以保证制粉设备出口管道内气固混合物的顺利流动，并最大程度地消除锅一次再循环烟气中水蒸气含量的变化对制粉***的影响。此外，较高的气固混合物温度也为燃料创造了更好的着火条件，加快了燃料在炉膛内的燃烧进程，为后续二次再循环烟气量的调整和氧气注入量的分配增加了空间。
在本发明中，燃料燃烧所需的氧气通过4个注氧点的合理分配，不仅能够将气体预热器的漏风量控制在较低水平，同时还可达到增加能量利用水平和优化燃烧的目的。
附图说明
图1为一种具有脱水调节能力的富氧燃烧锅炉***的示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
本发明为一种具有脱水调节能力的富氧燃烧锅炉***，如图1所示，其包括锅炉本体、燃烧器喷口、制粉设备5、烟气再循环风机15、一次风机9、密封风机6、除尘装置13、脱硫装置14、脱水装置16、一次再循环烟道7、二次再循环烟道8、密封风道11、调温风道12、脱水调节烟道S1、脱水进口烟道S2、脱水后再循环烟道M1、脱水后排烟烟道M2、CO2处理装置19以及锅炉***内其它连接管道；锅炉本体内设有气体预热器10和燃烧器；气体预热器10可为一级气体预热器或多级气体预热器。本实施例中，气体预热器10为一级气体预热器。燃烧器上设有燃烧器喷口，燃烧器喷口分为一次风喷口3和二次风喷口4；锅炉本体排出的烟气经过除尘装置13和脱硫装置14处理后分为两路：一路经过脱水进口烟道S2后进入脱水装置16，另一路经过脱水调节烟道S1；经脱水装置16脱水后的烟气分为两路：一路经脱水后排烟烟道M2进入CO2处理装置19，经净化、提纯后产生符合运输、储存或利用要求的CO2，其余废气通过烟囱17排入大气，另一路的烟气经脱水后再循环烟道M1后与脱水调节烟道S1的烟气混合；经脱水后再循环烟道M1与脱水调节烟道S1混合后的烟气分为三路：其中一路，大部分的烟气进入气体预热器10进行加热，第二路进入调温风道12，第三路经密封风道11和密封风机6后进入制粉设备5；烟气再循环风机15可放置在从脱硫装置14出口至气体预热器10进口的非分流烟气再循环烟道上；经气体预热器10加热后的再循环烟气分为两路：一路与调温风道12内的调温风混合并经一次风机9加压后，经一次再循环烟道7进入制粉设备5，另一路经过二次再循环烟道8经二次风喷口4进入锅炉本体；经煤仓2下落进入制粉设备5的燃料与一次再循环风、密封风混合后，所产生的气固混合物经一次风喷口3进入锅炉本体的炉膛，该气固混合物温度保持在110℃左右。
在本发明的***中，分别在气体预热器10进口管道处、一次再循环烟道7、二次再循环烟道8以及一次风喷口3和二次风喷口3的上游等4处设置注氧点，为锅炉内燃料的燃烧提供所需氧气。燃烧器上还设有分离燃尽风喷口1，二次再循环烟道8中的一部分烟气从该喷口进入锅炉；烟气经脱水装置16而脱出的水通过烟气除水去水处理装置18进行净化。

Claims (6)

1.一种具有脱水调节能力的富氧燃烧锅炉***，其特征在于，包括锅炉本体和煤仓(2)，锅炉本体内设有气体预热器(10)和燃烧器，燃烧器上设有一次风喷口(3)和二次风喷口(4)，锅炉本体排出的烟气经过除尘装置(13)和脱硫装置(14)处理后分为两路：一路经过脱水进口烟道(S2)后进入脱水装置(16)，另一路经过脱水调节烟道(S1)；经脱水装置(16)脱水后的烟气分为两路：一路经脱水后排烟烟道(M2)进入CO2处理装置(19)，经净化、提纯后产生符合运输、储存或利用要求的CO2，其余废气通过烟囱(17)排入大气，另一路的烟气经脱水后再循环烟道(M1)后与脱水调节烟道(S1)的烟气混合；经脱水后再循环烟道(M1)与脱水调节烟道(S1)混合后的烟气分为三路：第一路进入气体预热器(10)进行加热，第二路进入调温风道(12)，第三路经密封风道(11)和密封风机(6)后进入制粉设备(5)；经气体预热器(10)加热后的再循环烟气分为两路：一路与调温风道(12)内的调温风混合并经一次风机(9)加压后，经一次再循环烟道(7)进入制粉设备(5)，另一路经过二次再循环烟道(8)，再经二次风喷口(4)进入锅炉本体；经煤仓(2)下落进入制粉设备(5)的燃料与一次再循环烟道(7)内的一次再循环风、密封风道(11)内的密封风混合后，所产生的气固混合物经一次风喷口(3)进入锅炉本体，该气固混合物温度保持在70℃以上。
2.如权利要求1所述的一种具有脱水调节能力的富氧燃烧锅炉***，其特征在于，从所述的脱硫装置(14)出口至气体预热器(10)进口的非分流烟气再循环烟道上设有烟气再循环风机(15)。
3.如权利要求1所述的一种具有脱水调节能力的富氧燃烧锅炉***，其特征在于，所述的气体预热器(10)为一级气体预热器或多级气体预热器。
4.如权利要求1所述的一种具有脱水调节能力的富氧燃烧锅炉***，其特征在于，所述的气体预热器(10)进口管道处、一次再循环烟道(7)、二次再循环烟道(8)以及一次风喷口(3)和二次风喷口(3)的上游管道上均设有为锅炉内燃料的燃烧提供所需氧气的注氧点。
5.如权利要求1所述的一种具有脱水调节能力的富氧燃烧锅炉***，其特征在于，所述的燃烧器还上设有分离燃尽风喷口(1)，经过二次再循环烟道(8)的烟气还通过分离燃尽风喷口(1)进入锅炉本体内。
6.如权利要求1所述的一种具有脱水调节能力的富氧燃烧锅炉***，其特征在于，经所述的脱水装置(16)后脱出的水通过烟气除水去水处理装置(18)进行净化。
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