CN102563625A

CN102563625A - 一种煤粉富氧燃烧方法

Info

Publication number: CN102563625A
Application number: CN2012100136712A
Authority: CN
Inventors: 柳朝晖; 周楠; 刘敬樟; 彭科; 郑楚光
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2012-07-11

Abstract

一种煤粉富氧燃烧方法，通过改变通风方式解决了锅炉从空气燃烧工况切换到富氧燃烧工况时因为风量变小，风速降低而导致的燃烧不稳定的问题。本发明是指锅炉在空气燃烧工况时风量充足，这时把空气总风量分为两部分，一部份风量通过燃烧器进入炉膛，其余的风量通过燃尽风喷口进入炉膛，目的是使煤粉更好的燃尽，降低氮氧化物的排放；在热负荷不变的情况下切换到富氧燃烧工况，这时富氧燃烧所需总风量由纯氧量和再循环烟气量两部分组成，因为要保证较高的氧分压，所以富氧燃烧时风量会减小很多，此时关闭燃尽风喷口，让全部的风量由燃烧器进入炉膛。

Description

一种煤粉富氧燃烧方法

技术领域

本发明属于一种煤粉燃烧技术，具体涉及一种煤粉富氧燃烧方法。

背景技术

在现行的锅炉煤粉燃烧发电技术中，高二氧化碳和氮氧化物的排放对环境是一个很大的威胁。而富氧燃烧技术凭借着它高强的脱碳脱氮的几乎零排放的能力以及和现有燃烧技术良好的承接性等优点，已经成为了当今燃烧技术中一个最具竞争力的发展方向。富氧燃烧技术用高纯度的氧代替助燃空气，同时采用烟气循环调节炉膛内的介质流量和传热特性，可获得高体积浓度的富含CO₂的烟气。因此富氧燃烧的工质特性和流动特性都和空气燃烧时有很大不同。而为了保证工质的氧分压在一个合理的范围内，所以要控制再循环烟气的流量，一般在负荷不变的情况下，由空气燃烧工况切换到富氧燃烧工况时，燃烧所需风量会减小很多，这样燃烧器主燃烧区的风量和风速都会减小很多，流场会发生很大的变化，导致燃烧的不稳定，更加难以保证空气燃烧和富氧燃烧有相似的火焰形状。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤粉富氧燃烧方法，该方法通过采用不同的通风方式解决了锅炉由空气燃烧工况切换到富氧燃烧工况后主燃烧区风量风速过小，燃烧不稳定的问题。

本发明提供的一种煤粉富氧燃烧方法，其特征在于，锅炉在热负荷不变的情况下，由空气燃烧工况切换到富氧燃烧工况时，富氧燃烧的总风量全部由燃烧器进入炉膛，使两种燃烧工况有相似的流场和火焰形状。

本发明方法是在热负荷不变的情况下，锅炉从空气燃烧工况切换到富氧燃烧工况后，风量虽然减少很多，但是仍然可以保证燃烧器出口燃烧区域燃烧稳定，并且有和空气燃烧工况时燃烧器出口区域相似的流场和火焰形状。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，锅炉在空气燃烧工况时风量充足，这时把空气总风量V0分为两部分V01和V02，V01通过燃烧器进入炉膛，V02通过燃尽风喷口进入炉膛，目的是使煤粉更好的燃尽，降低氮氧化物的排放；在热负荷不变的情况下切换到富氧燃烧工况，这时富氧燃烧所需总风量V1由纯氧量V11和再循环烟气量V12两部分组成，因为要保证较高的氧分压，所以V1相比于V0会减小很多，此时关闭燃尽风喷口，让V1全部由燃烧器进入炉膛。

所述V01是指空气总风量V0的80％～90％，V02是指空气总风量V0的10％～20％。所述V1相比于V0会减小很多是指如果富氧燃烧工况和空气燃烧工况的热负荷和设计过氧系数保持一致，那么纯氧量V11和空气燃烧工况时空气中的氧气含量相同，一般富氧燃烧工况的氧分压要比空气中的氧分压高很多，所以富氧燃烧所需风量V1会比空气燃烧所需风量V0小很多。

实例1

炉膛前墙布置旋流燃烧器或者采用对冲的形式前后墙布置旋流燃烧器。普通旋流燃烧器采用的形式是：一次风为直流，主要作用是携带煤粉；二次风为旋流，主要作用是提供煤粉燃烧所需氧气并且形成内部回流区，卷吸高温烟气，使煤粉可以更好的燃尽。在空气燃烧工况时，风量分为两部分，80％的风量由燃烧器进入炉膛进行燃烧，20％的风量由燃尽风喷口进入炉膛，补充氧气，使煤粉燃尽。燃烧器出口区域风量充足，可以形成较大的回流区，使燃烧稳定。切换到富氧燃烧工况时，燃烧所需风量有很大下降，这时关闭燃尽风喷口，使所有风量全部由燃烧器进入炉膛，这样保证一次风有足够携带煤粉能力的同时，不会使二次风量大量减少，依然可以形成不小的内部回流区，不至于使一次风穿透火焰而导致燃烧状况变差。

实例2

炉膛前墙布置旋流燃烧器或者采用对冲的形式前后墙布置旋流燃烧器。普通旋流燃烧器采用的形式是：一次风为直流，主要作用是携带煤粉；二次风为旋流，主要作用是提供煤粉燃烧所需氧气并且形成内部回流区，卷吸高温烟气，使煤粉可以更好的燃尽。在空气燃烧工况时，风量分为两部分，85％的风量由燃烧器进入炉膛主燃烧区进行燃烧，15％的风量由燃尽风喷口进入炉膛，补充氧气，使煤粉燃尽。燃烧器出口区域风量充足，可以形成较大的回流区，使燃烧稳定。切换到富氧燃烧工况时，燃烧所需风量有很大下降，这时关闭燃尽风喷口，使所有风量全部由燃烧器进入炉膛，这样保证一次风有足够携带煤粉能力的同时，不会使二次风量大量减少，依然可以形成不小的内部回流区，不至于使一次风穿透火焰而导致燃烧状况变差。

实例3

炉膛四角切圆布置燃烧器。在空气燃烧工况时，风量分为两部分，80％的风量由燃烧器进入炉膛主燃烧区进行燃烧，20％的风量由燃尽风喷口进入炉膛，补充氧气，使煤粉燃尽。燃烧器出口区域风量充足，切圆的大小适中，上游邻角火焰在煤粉燃烧器的适当位置进行点燃，使煤粉着火和燃烧稳定，不会导致炉内结焦。切换到富氧燃烧工况时，燃烧所需风量有很大下降，这时关闭燃尽风喷口，使所有风量全部由燃烧器进入炉膛，这样不会使切圆的半径过多减小，避免上游邻角火焰只在炉膛靠近中心的地方与下游一次风煤粉混合，使煤粉着火较晚，造成燃烧的不稳定。

实例4

炉膛四角切圆布置燃烧器。在空气燃烧工况时，风量分为两部分，85％的风量由燃烧器进入炉膛主燃烧区进行燃烧，15％的风量由燃尽风喷口进入炉膛，补充氧气，使煤粉燃尽。燃烧器出口区域风量充足，切圆的大小适中，上游邻角火焰在煤粉燃烧器的适当位置进行点燃，使煤粉着火和燃烧稳定，不会导致炉内结焦。切换到富氧燃烧工况时，燃烧所需风量有很大下降，这时关闭燃尽风喷口，使所有风量全部由燃烧器进入炉膛，这样不会使切圆的半径过多减小，避免上游邻角火焰只在炉膛靠近中心的地方与下游一次风煤粉混合，使煤粉着火较晚，造成燃烧的不稳定。

本发明不仅仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本发明，因此，凡是采用本发明的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本发明保护的范围。

Claims

1. 一种煤粉富氧燃烧方法，其特征在于，锅炉在热负荷不变的情况下，由空气燃烧工况切换到富氧燃烧工况时，富氧燃烧的总风量全部由燃烧器进入炉膛。