CN102016419B - 氧气燃烧锅炉的废气控制方法及装置 - Google Patents

氧气燃烧锅炉的废气控制方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102016419B
CN102016419B CN2008801291098A CN200880129109A CN102016419B CN 102016419 B CN102016419 B CN 102016419B CN 2008801291098 A CN2008801291098 A CN 2008801291098A CN 200880129109 A CN200880129109 A CN 200880129109A CN 102016419 B CN102016419 B CN 102016419B
Authority
CN
China
Prior art keywords
oxygen
valve
path
flow
recirculation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2008801291098A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102016419A (zh
Inventor
照下修平
山田敏彦
渡边修三
内田辉俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
IHI Corp
Kawasaki Jukogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp, Kawasaki Jukogyo KK filed Critical IHI Corp
Publication of CN102016419A publication Critical patent/CN102016419A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102016419B publication Critical patent/CN102016419B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/003—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber for pulverulent fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00—Control systems for steam boilers
    • F22B35/002—Control by recirculating flue gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K3/00—Feeding or distributing of lump or pulverulent fuel to combustion apparatus
    • F23K3/02—Pneumatic feeding arrangements, i.e. by air blast
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/007—Supplying oxygen or oxygen-enriched air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/022—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2202/00—Fluegas recirculation
    • F23C2202/10—Premixing fluegas with fuel and combustion air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2202/00—Fluegas recirculation
    • F23C2202/50—Control of recirculation rate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07001—Injecting synthetic air, i.e. a combustion supporting mixture made of pure oxygen and an inert gas, e.g. nitrogen or recycled fumes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07006—Control of the oxygen supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2221/00—Pretreatment or prehandling
    • F23N2221/12—Recycling exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2237/00—Controlling
    • F23N2237/24—Controlling height of burner
    • F23N2237/28—Controlling height of burner oxygen as pure oxydant
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/32—Direct CO2 mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)

Abstract

一种氧气燃烧锅炉(4)的废气控制装置，具有：设有燃烧器(6)和二级燃烧用气门(7)的锅炉(4)；利用一次再循环废气将经过碾磨机(3)粉碎的煤粉向锅炉(4)的燃烧器(6)供给的一次再循环路径(12)；将再循环的废气的另一部分向锅炉(4)的风箱(5)供给的二次再循环路径(14)；氧气制造装置(23)；将用氧气制造装置(23)制造的氧气的一部分直接向燃烧器(6)供给的直接供给路径(25)；将用氧气制造装置(23)制造的氧气的另一部分向二次再循环路径(14)供给的二次氧气混合路径(24)，其特征在于，具有对锅炉(4)的二级燃烧用气门(7)供给氧气的氧气供给路径(26)、以及配置在氧气供给路径(26)中而对氧气浓度进行调节的流量调节器(20、27)。

Description

氧气燃烧锅炉的废气控制方法及装置
技术领域
本发明涉及氧气燃烧锅炉(酸素燃焼ボィラ)的废气控制方法及装置。
背景技术
关于近年来作为全球规模的环境问题而被广泛提及的地球变暖问题，已知一个主要原因是大气中的二氧化碳(CO2)的浓度增加，而火力发电站则作为这些物质的固定排出源而备受关注，但作为火力发电用燃料，使用石油、天然气和煤，尤其是煤，其可开采量大，预计今后的需求会进一步增加。
与天然气及石油相比，煤的含碳量很高，此外还含有氢、氮、硫等成分以及作为无机质的灰，因此一旦使煤在空气中燃烧，废气的成分几乎都是氮(约70％)，此外还含有二氧化碳CO2、硫氧化物SOx、氮氧化物NOx、氧气(约4％)等气体、以及包含未燃烧成分、灰分等微粒的物质。因此，要对废气实施脱硝、脱硫、脱尘等废气处理，使NOx、SOx、微粒达到环境排出基准值以下，然后再从烟囱向大气排放。
在上述废气中的NOx中，有空气中的氮被氧气氧化后生成的热NOx和燃烧中的氮被氧化后生成的燃料NOx。过去，为了减少热NOx，是采用降低火炎温度的燃烧法，而为了减少燃料NOx，是采用在燃烧炉内形成将NOx还原的燃烧过剩区域的燃烧法。
而在使用煤之类的含硫的燃料时，是通过燃烧而在废气中产生SOx，因此要配备湿式或干式的脱硫装置来进行除去。
另一方面，还期望能够高效地分离并除去在废气中大量产生的二氧化碳，而作为回收废气中的二氧化碳的方法，过去研究过使吸收至胺等吸收液中的方法、被固体吸附剂吸附的吸附法、或膜分离法等，但这些方法的转换效率都很低，还未能实际用于从燃煤锅炉回收CO2。
为此，作为既能够从废气中分离二氧化碳又能够抑制热NOx的问题的有效方法，提出了用氧气代替空气来使燃料燃烧的方法(例如参照专利文献1～4等)。
一旦用氧气来使煤燃烧，就不会产生热NOx，废气几乎成为二氧化碳，其它则为含有燃料NOx、SOx、未燃烧成分的气体，因此通过将废气冷却，就比较容易使上述二氧化碳液化而分离。
在此说明空气燃烧锅炉的结构，锅炉有各种结构，其中的一种结构是沿炉宽方向配设复数列燃烧器，且沿上下方向配设复数段燃烧器，同时与各列燃烧器对应地在各自的上方所需位置上配设二级燃烧用气门(所谓OAP(Over Air Port))，且利用从二级燃烧用气门吹出的二级燃烧用空气来实施二级燃烧。
专利文献1：日本专利特开平5-231609号公报
专利文献2：日本专利特开2001-235103号公报
专利文献3：日本专利特开平5-168853号公报
专利文献4：日本专利特开2007-147162号公报。
然而，采用通常的锅炉及二级燃烧的锅炉时，存在很难控制从锅炉排出的废气中的NOx、CO等未燃烧成分的量的问题。另外，过去虽然研究过改变空气流量比率，以控制废气中的NOx、CO等未燃烧成分的量，但尚不能进行有效的控制。
发明内容
本发明鉴于上述实情，目的在于提供一种氧气燃烧锅炉的废气控制方法及装置，其控制从锅炉排出的废气中的NOx和废气的未燃烧成分的量。
本发明涉及一种氧气燃烧锅炉的废气控制方法，所述氧气燃烧锅炉具有：锅炉，该锅炉设有燃烧器和二级燃烧用气门；一次再循环路径，该一次再循环路径将从所述锅炉排出并进行再循环的废气的一部分作为一次再循环废气导入碾磨机，且利用所述一次再循环废气将经过该碾磨机粉碎的煤粉向锅炉的燃烧器供给；二次再循环路径，该二次再循环路径将再循环的废气的另一部分向锅炉的风箱供给；氧气制造装置；直接供给路径，该直接供给路径将用所述氧气制造装置制造的氧气的一部分直接向所述燃烧器供给；二次氧气混合路径，该二次氧气混合路径将用所述氧气制造装置制造的氧气的另一部分向所述二次再循环路径供给，其中，所述方法包括：对所述锅炉的二级燃烧用气门供给氧气而对氧气浓度进行调节。
在上述氧气燃烧锅炉的废气控制方法中，优选在要使废气的未燃烧成分为容许值、且使全体的NOx浓度下降的情况下，将通往二级燃烧用气门的再循环废气量向使之增加的方向调节，以使通往二级燃烧用气门的氧气浓度减少，且在要使锅炉全体的聚热上升的情况下和要使全体废气的未燃烧成分下降的情况下，将通往二级燃烧用气门的再循环废气量向使之减少的方向调节，以使通往二级燃烧用气门的氧气浓度增加。
另外，在上述氧气燃烧锅炉的废气控制方法中，优选针对配设在锅炉上的复数个二级燃烧用气门的每个二级燃烧用气门来调节氧气浓度。
另外，在上述氧气燃烧锅炉的废气控制方法中，优选将用二次再循环路径供给的废气的一部分向锅炉的二级燃烧用气门供给。
本发明涉及一种氧气燃烧锅炉的废气控制装置，所述装置具有：锅炉，该锅炉设有燃烧器和二级燃烧用气门；一次再循环路径，该一次再循环路径将从所述锅炉排出并进行再循环的废气的一部分作为一次再循环废气导入碾磨机，且利用所述一次再循环废气将经过该碾磨机粉碎的煤粉向锅炉的燃烧器供给；二次再循环路径，该二次再循环路径将再循环的废气的另一部分向锅炉的风箱供给；氧气制造装置；直接供给路径，该直接供给路径将用所述氧气制造装置制造的氧气的一部分直接向所述燃烧器供给；二次氧气混合路径，该二次氧气混合路径将用所述氧气制造装置制造的氧气的另一部分向所述二次再循环路径供给，其中，所述氧气燃烧锅炉的废气控制装置具备向所述锅炉的二级燃烧用气门供给氧气的氧气供给路径、以及配置在氧气供给路径中而对氧气浓度进行调节的流量调节器。
在上述氧气燃烧锅炉的废气控制装置中，优选采用如下结构：在要使废气的未燃烧成分为容许值、且全体的NOx浓度下降的情况下，利用流量调节器来将通往二级燃烧用气门的再循环废气量向使之增加的方向调节，以使通往二级燃烧用气门的氧气浓度减少，且在要使锅炉全体的聚热上升的情况下和要使全体废气的未燃烧成分下降的情况下，利用流量调节器来将通往二级燃烧用气门的再循环废气量向使之减少的方向调节，以使通往二级燃烧用气门的氧气浓度增加。
另外，在上述氧气燃烧锅炉的废气控制装置中，优选设置复数个分支氧气供给路径，从而使配设在锅炉上的二级燃烧用气门有复数个，且针对每个二级燃烧用气门来调节氧气浓度。
另外，在上述氧气燃烧锅炉的废气控制装置中，优选具备三次再循环路径，该三次再循环路径将用二次再循环路径供给的废气的一部分向锅炉的二级燃烧用气门供给。
发明的效果
根据本发明的氧气燃烧锅炉的废气控制方法及装置，可以发挥如下优异效果：能够在配设了燃烧器和二级燃烧用气门的锅炉中，从二级燃烧用气门供给氧气，以便调节氧气浓度，且控制废气的NOx浓度和废气的未燃烧成分。
附图说明
图1是表示本发明实施方式例的整体概要结构图。
图2是表示与氧气燃烧锅炉的二级燃烧用气门连接的三次再循环路径以及氧气供给路径的概念图。
图3是表示本发明实施方式例中的控制流程的流程图。
图4是表示本发明实施方式例中的运用范围的曲线图。
符号说明
3碾磨机
4锅炉
5风箱
6燃烧器
7二级燃烧用气门
9空气预热器
10废气处理装置
12一次再循环路径
14二次再循环路径
19三次再循环路径
20第三流量调节器(流量调节器)
23氧气制造装置
24二次氧气混合路径
25直接供给路径
26氧气供给路径
26a第一分支氧气供给路径
26b第二分支氧气供给路径
26c第三分支氧气供给路径
26d第四分支氧气供给路径
27氧气流量调节器(流量调节器)
28氧气浓度计
具体实施方式
以下结合附图说明本发明的实施方式。
图1～图4是本发明的实施方式的一例，1是储存煤的煤斗，2是将储存在煤斗1中的煤送出的供煤机，3是将从供煤机2供给的煤加以细粉碎且使之干燥的碾磨机，4是氧气燃烧锅炉，5是安装在锅炉4上的风箱，6是配设在风箱5内且使从碾磨机3供给的煤粉燃烧的燃烧器，7是在锅炉4中配置在燃烧器6上方所需位置上的二级燃烧用气门(所谓OAP(Over Air Port))，8是供从锅炉4排出的废气流动的废气管线，9是使在废气管线8中流动的废气与一次再循环废气以及二次再循环废气进行热交换的空气预热器，10是对通过了空气预热器9的废气进行处理的脱硫装置和集尘机等废气处理装置，11是将经过废气处理装置10净化的废气作为一次再循环废气以及二次再循环废气进行强制输送的鼓风机(FDF)，12是将被鼓风机11强制输送的废气的一部分作为一次再循环废气在空气预热器9中预热后向碾磨机3引导的一次再循环路径，13是对一次再循环废气的流量进行调节用的第一流量调节器，14是将被鼓风机11强制输送的废气的另一部分作为二次再循环废气而在空气预热器9中预热后向风箱5引导的二次再循环路径，15是对二次再循环废气的流量进行调节用的第二流量调节器，16是将经过废气处理装置10净化的废气取入而回收CO2等的回收装置，17是设于废气处理装置10的下游侧、对废气进行引诱的抽风机(IDF)，18是将经过废气处理装置10净化且用抽风机17引诱的废气向大气排放的烟囱。
在此，锅炉4的燃烧器6沿炉宽方向配设复数列(图2中是4列)，且沿上下方向配设复数段(图2中是2段)，锅炉4的二级燃烧用气门7以与各列燃烧器6对应的方式在燃烧器6的上方所需位置上形成第一气门部7a、第二气门部7b、第三气门部7c、第四气门部7d。
在二次再循环路径14中，具有从第二流量调节器15与风箱5之间分支而向二级燃烧用气门7供给废气的一部分的三次再循环路径19，三次再循环路径19又从中途位置再分支出第一分支再循环路径19a、第二分支再循环路径19b、第三分支再循环路径19c、第四分支再循环路径19d，并与第一气门部7a、第二气门部7b、第三气门部7c、第四气门部7d对应。在此，二级燃烧用气门7不限于4列，也可以是其它列数，同时当二级燃烧用气门7为其它列数时，可采用分支再循环路径能与列数对应的结构。应予说明，在图1中，分支再循环路径19a、19b、19c、19d用符号19a来表示。
另外，在三次再循环路径19中，在从二次再循环路径14的分支位置与通向分支再循环路径19a、19b、19c、19d的分支位置之间配置了第三流量调节器20，在第一分支再循环路径19a、第二分支再循环路径19b、第三分支再循环路径19c、第四分支再循环路径19d中分别设置流量个别调节器21a、21b、21c、21d，同时设置了个别的氧气浓度计22a、22b、22c、22d。应予说明，在图1中，流量个别调节器21a、21b、21c、21d用符号21a来表示，个别的氧气浓度计22a、22b、22c、22d则用符号22a来表示。
在整体结构中，具备取入空气来制造氧气的氧气制造装置23，同时设置了将用氧气制造装置23制造的氧气的一部分作为二次氧气而向二次再循环路径14供给的二次氧气混合路径24，在二次氧气混合路径24中则配置了氧气的流量调节器(图中未示)。此处，图示例中所示的是将二次氧气向空气预热器9的下游侧的二次再循环路径14供给的情形，但也可以是向空气预热器9的上游侧供给。
另外，在整体结构中，设有将氧气制造装置23制造的氧气的另一部分作为直接供给氧气而直接向燃烧器6供给的直接供给路径25，并且在该直接供给路径25中设置了直接供给量调节器(图中未示)。
另外，在整体结构中，为了将用氧气制造装置23制造的氧气的剩余部分向锅炉4的二级燃烧用气门7供给，设有从通向二次氧气混合路径24以及直接供给路径25的分支位置为止的部分分支出来的氧气供给路径26，氧气供给路径26从中途位置分支出第一分支氧气供给路径26a、第二分支氧气供给路径26b、第三分支氧气供给路径26c、第四分支氧气供给路径26d，且与第一分支再循环路径19a、第二分支再循环路径19b、第三分支再循环路径19c、第四分支再循环路径19d连接。另外，在氧气供给路径26中，在上游侧设有全体的氧气流量调节器27，同时在下游侧配置全体的氧气浓度计28，在第一分支氧气供给路径26a、第二分支氧气供给路径26b、第三分支氧气供给路径26c、第四分支氧气供给路径26d中分别设置了氧气流量个别调节器29a、29b、29c、29d。应予说明，在图1中，示出氧气供给路径26用A来连接，分支氧气供给路径26a、26b、26c、26d则用符号26a来表示，氧气流量个别调节器29a、29b、29c、29d则用符号29a来表示。
在此，三次再循环路径19的第三流量调节器20、第一分支再循环路径19a的流量个别调节器21a、第二分支再循环路径19b的流量个别调节器21b、第三分支再循环路径19c的流量个别调节器21c、第四分支再循环路径19d的流量个别调节器21d、以及氧气供给路径26的全体的氧气流量调节器27、第一分支氧气供给路径26a的氧气流量个别调节器29a、第二分支氧气供给路径26b的氧气流量个别调节器29b、第三分支氧气供给路径26c的氧气流量个别调节器29c、第四分支氧气供给路径26d的氧气流量个别调节器29d全部与控制部30连接，同时控制部30设有处理单元Sa、Sb，从而能够基于在废气管线8上配置在锅炉4与空气预热器9之间的NOx浓度计31、氧气供给路径26的氧气浓度计28、第一分支再循环路径19a的个别氧气浓度计22a、第二分支再循环路径19b的个别氧气浓度计22b、第三分支再循环路径19c的个别氧气浓度计22c、第四分支再循环路径19d的个别氧气浓度计22d等的信号来控制各调节器20、21a～21d、27、29a～29d。在此，输入到控制部30的信号也可以是其它的数据，只要能够根据锅炉4的状况来控制各调节器各调节器20、21a～21d、27、29a～29d，则并无特别限定。
以下说明上述图示例的作用。
在锅炉4中，利用供煤机2将储存在煤斗1中的煤向碾磨机3投入，使煤在该碾磨机3中被细粉碎成煤粉，同时利用一次再循环路径12将通过鼓风机11(FDF)而从废气处理装置10的下游取出的废气的一部分、即一次再循环废气导入碾磨机3内，且一边利用一次再循环废气使投入到碾磨机3中的煤干燥，一边将细粉碎后的煤粉向锅炉4的燃烧器6运送。
另一方面，通过二次再循环路径14将来自上述鼓风机11的废气的另一部分作为二次再循环废气向锅炉4的风箱5供给，同时，通过三次再循环路径19以及各分支再循环路径19a、19b、19c、19d将用二次再循环路径14供给的二次再循环气体(废气)的一部分向锅炉4的二级燃烧用气门7供给。
另外，通过二次氧气混合路径24将用氧气制造装置23制造的氧气的一部分向上述二次再循环路径14供给，同时通过直接供给路径25将来自氧气制造装置23的氧气的另一部分向上述燃烧器6直接供给，进而经由氧气供给路径26以及各分支氧气供给路径26a、26b、26c、26d并通过对应的各分支再循环路径19a、19b、19c、19d来供给来自氧气制造装置23的剩余的氧气。在此，经由氧气供给路径26等而向二级燃烧用气门7供给的氧气既可以是与废气同时供给，也可以是不与废气混合而直接供给。
因此，利用一次再循环废气而从碾磨机3向燃烧器6供给的煤粉便利用与氧气混合而向风箱5供给的二次再循环废气、直接向燃烧器6供给的直接供给氧气、以及与氧气混合而向二级燃烧用气门7供给的废气而燃烧。由燃烧产生的废气，利用空气预热器9而将一次再循环废气以及二次再循环废气预热，进而在被废气处理装置10处理之后，一部分被引导到鼓风机11和回收装置16，剩余部分被抽风机17(IDF)引诱而从烟囱18向大气排放。对被取入上述回收装置16的废气则进行CO2等的回收。
在此，由于锅炉4的燃烧状态会因各种条件而发生变化，因此为了能够调节锅炉4的燃烧状态所导致的NOx的浓度、废气中的CO等未燃烧成分、以及火炉聚热，在控制部30的控制单元Sa中，是从NOx浓度计31、氧气供给路径26的氧气浓度计28、各分支再循环路径19a、19b、19c、19d各自的氧气浓度计22a、22b、22c、22d来收集数据，同时包括操作者的要求等而判断锅炉4的燃烧状态，并通过控制部30的控制单元Sb来调节三次再循环路径19的第三流量调节器20、各分支再循环路径的流路个别调节器21a、21b、21c、21d、氧气供给路径26全体的氧气流量调节器27、各分支氧气供给路径26a、26b、26c、26d的氧气流量个别调节器29a、29b、29e、29d，以便控制向二级燃烧用气门7的氧气供给量。
具体是，当要求废气的未燃烧成分为容许值且全体的NOx浓度下降时(步骤Sa1)，一边测定氧气供给路径26的氧气浓度计28，一边操作第三流量调节器20、氧气流量调节器27以减少向二级燃烧用气门7供给的氧气(步骤Sb1)，使得氧气浓度减少，以使全体的NOx浓度下降。另外，在要求锅炉4全体的聚热上升时(步骤Sa2)，或在要求使全体废气中所含的未燃烧成分的排出量下降时(步骤Sa3)，一边测定氧气供给路径26的氧气浓度计28，一边操作第三流量调节器20、氧气流量调节器27以增加向二级燃烧用气门7供给的氧气(步骤Sb2)，使氧气浓度增加，以使锅炉4全体的聚热上升，或使全体废气中包含的未燃烧成分的排出量下降。
另外，在要求废气的未燃烧成分为容许值且在锅炉4的火炉的局部(尤其是在炉宽方向)使NOx浓度下降时(步骤Sa4)，一边测定各分支氧气供给路径26a、26b、26e、26d的氧气浓度计22a、22b、22c、22d，一边操作对应的流量个别调节器21a、21b、21c、21d、以及各氧气流量个别调节器29a、29b、29c、29d，以减少向二级燃烧用气门7的气门部供给的氧气(步骤Sb3)，使氧气浓度减少，以便在锅炉4的火炉的局部(尤其是在炉宽方向)使NOx浓度下降。而当要求在在锅炉4的火炉的局部使聚热上升时(步骤Sa5)，或要求在火炉的局部使废气中所包含的未燃烧成分的排出量下降时(步骤Sa6)，一边测定各分支氧气供给路径26a、26b、26c、26d的氧气浓度计22a、22b、22c、22d，一边操作对应的流量个别调节器21a、21b、21c、21d、以及各氧气流量个别调节器29a、29b、29c、29d，以增加向二级燃烧用气门7供给的氧气(步骤Sb4)，使氧气浓度增加，以便在锅炉4的火炉的局部使聚热上升，或在锅炉4的火炉的局部使废气中所包含的未燃烧成分的排出量下降。
此外，本发明人在对煤粉进行氧气燃烧的试验锅炉中，在调节向二级燃烧用气门7供给的氧气浓度时，获得了图4所示的试验结果，如图4所示，明确了当要使通向二级燃烧用气门7的氧气浓度下降时，能够通过对NOx浓度进行控制来减少NOx浓度，并且在通向二级燃烧用气门7的氧气浓度上升时，能够实现废气中未燃烧成分的排出量减少的燃烧。
这样，在设有燃烧器6和二级燃烧用气门7的锅炉4上，就能从二级燃烧用气门7供给氧气来调节氧气浓度，并能够控制废气的NOx浓度、废气的未燃烧成分的排出量、火炉的聚热。
另外，在实施方式例中，如果采用下述结构，即，当要使废气的未燃烧成分为容许值且全体的NOx浓度下降时，通过流量调节器将通往二级燃烧用气门7的再循环废气量向增加的方向调节，以减少通往二级燃烧用气门7的氧气浓度，而在要使锅炉4全体的聚热上升或使全体废气的未燃烧成分下降时，通过流量调节器将通往二级燃烧用气门7的再循环废气量向减少的方向调节，以增加通往二级燃烧用气门7的氧气浓度，则能够从二级燃烧用气门7供给氧气从而可靠地调节氧气浓度，因此能够适当地控制废气的NOx浓度、废气的未燃烧成分的排出量、火炉的聚热。
再有，在实施方式例中，如果有复数个设置在锅炉4中的二级燃烧用气门7，且为了针对各个二级燃烧用气门7来调节氧气浓度而设置复数个分支氧气供给路径26a、26b、26c、26d，则当要在锅炉4的火炉的局部使NOx浓度下降时、要在锅炉4的火炉的局部使聚热上升时、以及要在火炉的局部使废气中包含的未燃烧成分的排出量下降时，能够对应地从各分支氧气供给路径26a、26b、26c、26d供给氧气，并可靠地调节各自的氧气浓度，因此能够更适当地控制废气的NOx浓度、废气的未燃烧成分的排出量、火炉的聚热。
另外，如果设置三次再循环路径19来将用二次再循环路径14供给的废气的一部分向锅炉4的二级燃烧用气门7供给，则便于控制通往二级燃烧用气门7的氧气，以调节氧气浓度，因此能够简单且可靠地控制废气的NOx浓度、废气的未燃烧成分的排出量、火炉的聚热。
此外，本发明的氧气燃烧锅炉的废气控制方法及装置不限于上述图示，还可以在不脱离本发明宗旨的范围内作各种变更。

Claims (4)

1.氧气燃烧锅炉的废气控制方法，所述氧气燃烧锅炉具有：
锅炉，该锅炉设有复数个燃烧器和以与复数个燃烧器相对应的方式形成复数个气门部的二级燃烧用气门；
一次再循环路径，该一次再循环路径将从所述锅炉排出并进行再循环的废气的一部分作为一次再循环废气导入碾磨机，且利用所述一次再循环废气将经过该碾磨机粉碎的煤粉向锅炉的燃烧器供给；
二次再循环路径，该二次再循环路径将再循环的废气的另一部分向锅炉的风箱供给；
氧气制造装置；
直接供给路径，该直接供给路径将用所述氧气制造装置制造的氧气的一部分直接向所述燃烧器供给；
二次氧气混合路径，该二次氧气混合路径将用所述氧气制造装置制造的氧气的另一部分向所述二次再循环路径供给；
三次再循环路径，该三次再循环路径是从第二流量调节器与风箱之间分支为复数个分支再循环路径，以使再循环的废气的又一部分向所述二级燃烧用气门的复数个气门部供给，所述第二流量调节器用于对二次再循环废气的流量进行调节；
第三流量调节器，该第三流量调节器配置于三次再循环路径来调节流量；
流量个别调节器，该流量个别调节器配置于分支再循环路径来调节流量；
氧气供给路径，该氧气供给路径是从向二次氧气混合路径以及直接供给路径分支的位置为止的部分分支为复数个分支氧气供给路径，以向所述二级燃烧用气门的复数个气门部供给氧气；
氧气流量调节器，该氧气流量调节器配置于氧气供给路径来调节流量；
氧气流量个别调节器，该氧气流量个别调节器配置于分支氧气供给路径来调节流量；
控制部，该控制部收集氧气供给路径的氧气浓度以及分支再循环路径的氧气浓度的数据来调节第三流量调节器、流量个别调节器、氧气流量调节器、氧气流量个别调节器，
其中，所述氧气燃烧锅炉的废气控制方法包括，针对所述二级燃烧用气门的复数个气门部，通过所述控制部调节第三流量调节器、流量个别调节器、氧气流量调节器、氧气流量个别调节器来供给氧气，对氧气浓度进行调节，
在要使废气的未燃烧成分为容许值、且使全体的NOx浓度下降的情况下，将通往二级燃烧用气门的再循环废气量向使之增加的方向调节，以使通往二级燃烧用气门的氧气浓度减少，且在要使锅炉全体的聚热上升的情况下和要使全体废气的未燃烧成分下降的情况下，将通往二级燃烧用气门的再循环废气量向使之减少的方向调节，以使通往二级燃烧用气门的氧气浓度增加。
2.如权利要求1所述的氧气燃烧锅炉的废气控制方法，其中，针对配设在锅炉上的复数个二级燃烧用气门的每个二级燃烧用气门来调节氧气浓度。
3.氧气燃烧锅炉的废气控制装置，该装置具有：
锅炉，该锅炉设有复数个燃烧器和以与复数个燃烧器相对应的方式形成复数个气门部的二级燃烧用气门；
一次再循环路径，该一次再循环路径将从所述锅炉排出并进行再循环的废气的一部分作为一次再循环废气导入碾磨机，且利用所述一次再循环废气将经过该碾磨机粉碎的煤粉向锅炉的燃烧器供给；
二次再循环路径，该二次再循环路径将再循环的废气的另一部分向锅炉的风箱供给；
氧气制造装置；
直接供给路径，该直接供给路径将用所述氧气制造装置制造的氧气的一部分直接向所述燃烧器供给；
二次氧气混合路径，该二次氧气混合路径将用所述氧气制造装置制造的氧气的另一部分向所述二次再循环路径供给，
其中，所述氧气燃烧锅炉的废气控制装置具备：
三次再循环路径，该三次再循环路径是从第二流量调节器与风箱之间分支为复数个分支再循环路径，以使再循环的废气的又一部分向所述二级燃烧用气门的复数个气门部供给，所述第二流量调节器用于对二次再循环废气的流量进行调节；
第三流量调节器，该第三流量调节器配置于三次再循环路径来调节流量；
流量个别调节器，该流量个别调节器配置于分支再循环路径来调节流量；
氧气供给路径，该氧气供给路径是从向二次氧气混合路径以及直接供给路径分支的位置为止的部分分支为复数个分支氧气供给路径，以向所述二级燃烧用气门的复数个气门部供给氧气；
氧气流量调节器，该氧气流量调节器配置于氧气供给路径来调节流量；
氧气流量个别调节器，该氧气流量个别调节器配置于分支氧气供给路径来调节流量；
控制部，该控制部收集氧气供给路径的氧气浓度以及分支再循环路径的氧气浓度的数据来调节第三流量调节器、流量个别调节器、氧气流量调节器、氧气流量个别调节器，
所述氧气燃烧锅炉的废气控制装置以如下方式构成：在要使废气的未燃烧成分为容许值、且使全体的NOx浓度下降的情况下，利用流量调节器将通往二级燃烧用气门的再循环废气量向使之增加的方向调节，以使通往二级燃烧用气门的氧气浓度减少，且在要使锅炉全体的聚热上升的情况下和要使全体废气的未燃烧成分下降的情况下，利用流量调节器将通往二级燃烧用气门的再循环废气量向使之减少的方向调节，以使通往二级燃烧用气门的氧气浓度增加。
4.如权利要求3所述的氧气燃烧锅炉的废气控制装置，其中，使配设在锅炉上的二级燃烧用气门为复数个，为了针对每个二级燃烧用气门来调节氧气浓度，设有所述复数个分支氧气供给路径。
CN2008801291098A 2008-03-06 2008-03-06 氧气燃烧锅炉的废气控制方法及装置 Active CN102016419B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2008/000475 WO2009110037A1 (ja) 2008-03-06 2008-03-06 酸素燃焼ボイラの排ガス制御方法及び装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102016419A CN102016419A (zh) 2011-04-13
CN102016419B true CN102016419B (zh) 2013-02-06

Family

ID=41055619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801291098A Active CN102016419B (zh) 2008-03-06 2008-03-06 氧气燃烧锅炉的废气控制方法及装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8601960B2 (zh)
EP (1) EP2251599B1 (zh)
JP (1) JP5208195B2 (zh)
CN (1) CN102016419B (zh)
AU (1) AU2008352213B2 (zh)
ES (1) ES2532503T3 (zh)
PL (1) PL2251599T3 (zh)
WO (1) WO2009110037A1 (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5174618B2 (ja) * 2008-10-31 2013-04-03 株式会社日立製作所 酸素燃焼ボイラシステム及び酸素燃焼ボイラシステムの制御方法
DE102009014223A1 (de) * 2009-03-25 2010-09-30 Hitachi Power Europe Gmbh Feuerungssystem eines für den Oxyfuel-Betrieb ausgelegten Dampferzeugers
KR101175768B1 (ko) 2010-09-16 2012-08-21 한국생산기술연구원 미분탄 순산소 연소 시스템
JP2012088016A (ja) * 2010-10-22 2012-05-10 Babcock Hitachi Kk 酸素燃焼式ボイラ及びその運転方法
WO2012068293A2 (en) * 2010-11-16 2012-05-24 Alstom Technology Ltd Apparatus and method of controlling the thermal performance of an oxygen-fired boiler
WO2012088532A1 (en) 2010-12-23 2012-06-28 Cummins Intellectual Property, Inc. System and method for regulating egr cooling using a rankine cycle
US20120244479A1 (en) * 2011-03-22 2012-09-27 General Electric Company Combustion System Using Recycled Flue Gas to Boost Overfire Air
JP5789146B2 (ja) * 2011-07-13 2015-10-07 株式会社神戸製鋼所 微粉炭焚きボイラ設備の運転方法および微粉炭焚きボイラ設備
MX352998B (es) * 2012-03-14 2017-12-15 Ihi Corp Sistema de calderas de oxicombustión.
CN103148504A (zh) * 2013-04-11 2013-06-12 安徽华丰节能科技有限公司 自适应经济燃烧控制系统
CN105546517A (zh) * 2016-01-29 2016-05-04 董龙标 燃煤链条锅炉低氧低氮燃烧系统
CN105546522A (zh) * 2016-01-29 2016-05-04 广东工业大学 层燃锅炉节能环保燃烧系统
CN105509036B (zh) * 2016-02-02 2018-08-14 王立臣 煤粉锅炉纯氧燃烧无氮无二氧化碳排放的系统
CN105509033B (zh) * 2016-02-02 2018-06-29 王立臣 煤粉锅炉多氧燃烧烟气再循环系统
CN105546523B (zh) * 2016-02-02 2018-08-14 王立臣 煤粉锅炉纯氧燃烧超低排放的系统
JP6225217B1 (ja) * 2016-05-13 2017-11-01 三菱日立パワーシステムズ株式会社 石炭粉砕装置及びその制御装置及び制御方法、並びに石炭焚き火力発電プラント
KR101727257B1 (ko) * 2016-09-09 2017-04-14 주식회사 지스코 보일러 설비 및 이의 운전 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1299303A (zh) * 1998-04-06 2001-06-13 米内吉有限公司 闭合循环式废料燃烧

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5942452A (ja) 1982-09-02 1984-03-09 Sekisui Chem Co Ltd 免疫化学的測定試薬用担体の製造方法
JPS5942452U (ja) * 1982-09-11 1984-03-19 バブコツク日立株式会社 脱硝燃焼装置
JPS62192044A (ja) 1986-02-18 1987-08-22 Hitachi Chem Co Ltd 光デイスク記録媒体用基板
JPS62192044U (zh) * 1986-05-20 1987-12-07
JPH04244504A (ja) 1991-01-30 1992-09-01 Central Res Inst Of Electric Power Ind 二酸化炭素回収型石炭火力発電システム
JP3068888B2 (ja) 1991-05-28 2000-07-24 株式会社日立製作所 燃焼装置及びその運転方法
JP3053914B2 (ja) * 1991-07-16 2000-06-19 バブコック日立株式会社 Ｃｏ２回収型ボイラ
JP3181649B2 (ja) 1991-12-20 2001-07-03 電源開発株式会社 ボイラの二酸化炭素回収装置
JP3038073B2 (ja) 1991-12-20 2000-05-08 電源開発株式会社 流動床ボイラのｎ▲２▼ｏ削減方法
JPH06101809A (ja) 1992-09-21 1994-04-12 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ボイラ設備
JP3338555B2 (ja) 1994-05-24 2002-10-28 電源開発株式会社 二酸化炭素回収型排ガス再循環ボイラ設備の燃焼バーナ
JP2001235103A (ja) 2000-02-21 2001-08-31 Babcock Hitachi Kk 酸素燃焼ボイラとその運転方法
JP4161515B2 (ja) 2000-05-30 2008-10-08 株式会社Ｉｈｉ 酸素燃焼ボイラ設備の排ガス酸素濃度制御方法及び装置
US6935251B2 (en) * 2002-02-15 2005-08-30 American Air Liquide, Inc. Steam-generating combustion system and method for emission control using oxygen enhancement
AU2003237815B2 (en) * 2002-05-15 2008-07-17 Praxair Technology, Inc. Low nox combustion
WO2004042276A2 (en) * 2002-10-30 2004-05-21 Krebs & Sisler Lp A method and apparatus to conduct oxygen-enriched combustion
DE102005009957B4 (de) 2005-03-04 2007-02-01 Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik Verfahren zum Verbrennen von Brennstoffen, insbesondere Abfall
JP2007147161A (ja) * 2005-11-28 2007-06-14 Electric Power Dev Co Ltd 燃焼装置の排ガス処分方法及び装置
JP4731293B2 (ja) 2005-11-28 2011-07-20 電源開発株式会社 酸素燃焼ボイラの燃焼制御方法及び装置
US9651253B2 (en) * 2007-05-15 2017-05-16 Doosan Power Systems Americas, Llc Combustion apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1299303A (zh) * 1998-04-06 2001-06-13 米内吉有限公司 闭合循环式废料燃烧

Also Published As

Publication number Publication date
AU2008352213B2 (en) 2012-06-21
PL2251599T3 (pl) 2015-05-29
US8601960B2 (en) 2013-12-10
JP5208195B2 (ja) 2013-06-12
US20110132243A1 (en) 2011-06-09
EP2251599A4 (en) 2012-06-13
EP2251599B1 (en) 2014-12-24
JPWO2009110037A1 (ja) 2011-07-14
AU2008352213A1 (en) 2009-09-11
WO2009110037A1 (ja) 2009-09-11
EP2251599A1 (en) 2010-11-17
CN102016419A (zh) 2011-04-13
ES2532503T3 (es) 2015-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102016419B (zh) 氧气燃烧锅炉的废气控制方法及装置
CN101336351B (zh) 氧燃烧锅炉的燃烧控制方法和装置
CN102016418B (zh) 氧燃烧锅炉的氧供给控制方法及装置
EP2261558B1 (en) Method and apparatus of controlling exhaust gas in oxyfuel combustion boiler
CN102047040B (zh) 氧燃烧锅炉的一次再循环废气流量控制方法及装置
CN102084184B (zh) 氧气燃烧锅炉的燃烧控制方法及装置
SE436760B (sv) Forfarande for direktreduktion av jernoxid med het reducerande gas
CN104748141B (zh) 排气利用方法
Bahillo et al. Co-combustion of coal and biomass in FB boilers: model validation with experimental results from CFB pilot plant
Jevic et al. Regulated emissions and efficiency of heating boilers for solid biofuels of nominal heat output up to 30 kW
CZ2007909A3 (cs) Cirkulacní fluidní kotel na uhlí a biomasu
Guedea et al. Oxyfuel combustion of Spanish anthracite in fluidized bed
Shemyakin et al. Experience of oil shale burning in low-temperature fluidized-bed boilers
CZ19622U1 (cs) Cirkulační fluidní kotel na uhlí a biomasu

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant