CN102834669A - 具有蒸汽或水注射的燃烧系统 - Google Patents

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CN102834669A CN2009801377801A CN200980137780A CN102834669A CN 102834669 A CN102834669 A CN 102834669A CN 2009801377801 A CN2009801377801 A CN 2009801377801A CN 200980137780 A CN200980137780 A CN 200980137780A CN 102834669 A CN102834669 A CN 102834669A
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Abstract

具有经布置和安排以接收固体燃料和氧气并燃烧该固体燃料和氧气以形成烟道气的炉(104)的燃烧系统(102)。该系统包括经布置和安排以接收来自烟道气的热的热交换器(106)设备，其中该热交换器设备具有预定热交换容量。注水设备设备(108)被经布置和安排以向烟道气提供水以可控调节烟道气质量流速和温度，从而提供预定热交换容量。

Description

具有蒸汽或水注射的燃烧系统
对相关申请的交叉引用
本申请与下列申请相关：申请No. 12/238,612，名称为“OXY/FUEL COMBUSTION SYSTEM WITH LITTLE OR NO EXCESS OXYGEN”，代理人卷号No. 07228 USA，在2008年9月26日与本申请同时提交，转让给本公开的受让人并全文经此引用并入本文；申请No. 12/238,644，名称为“COMBUSTION SYSTEM WITH PRECOMBUSTOR”，代理人卷号No. 07255 USA，在2008年9月26日与本申请同时提交，转让给本公开的受让人并全文经此引用并入本文；申请No. 12/238,657，名称为“OXY/FUEL COMBUSTION SYSTEM WITH MINIMIZED FLUE GAS RECIRCULATION”，代理人卷号No. 07257 USA，在2008年9月26日与本申请同时提交，转让给本公开的受让人并全文经此引用并入本文；申请No. 12/238,671，名称为“CONVECTIVE SECTION COMBUSTION”，代理人卷号No. 07254 USA，在2008年9月26日与本申请同时提交，转让给本公开的受让人并全文经此引用并入本文；申请No. 12/238,695，名称为“OXY/FUEL COMBUSTION SYSTEM HAVNIG COMBINED CONVECTIVE SECTION AND RADIANT SECTION”，代理人卷号No. 07247 USA，在2008年9月26日与本申请同时提交，转让给本公开的受让人并全文经此引用并入本文；申请No. 12/238,731，名称为“PROCESS TEMPERATURE CONTROL IN OXY/FUEL COMBUSTION SYSTEM”，代理人卷号No. 07239 USA，在2008年9月26日与本申请同时提交，转让给本公开的受让人并全文经此引用并入本文,和申请No. 61/100,372，名称为“COMBUSTION SYSTEM WITH PRECOMBUSTOR”，代理人卷号No. 07262Z USA，在2008年9月26日与本申请同时提交，转让给本公开的受让人并全文经此引用并入本文。
技术领域
本公开涉及燃烧系统。特别地，本公开涉及其中受控注水到烟道气中的燃氧固体燃料燃烧系统。
背景技术
对于氧/煤或氧/燃料锅炉，烟道气再循环（“FGR”）常用于缓和火焰温度和为锅炉的辐射和对流段两者中的适当传热提供足够的质量流量。但是，再循环烟道气（“RFG”）会将杂质引入烟道气。此外，FGR不足以匹配空气燃烧的或空气/煤锅炉的原始传热分布。
在已知的氧/煤燃烧系统中，利用FGR控制火焰传热特性以及提高经过锅炉对流段的质量流量。RFG基本由CO2构成。CO2的相对辐射率低于水。但是，FGR通过再循环和/或积累烟道气中的杂质而降低烟道气中的CO2纯度。这些杂质通常是N2（来自空气侵入或包含在煤或O2供应中）、Ar（来自空气侵入或O2供应中）、SO2（来自煤燃烧）、SO3（来自煤燃烧）和NOx（来自煤燃烧），但不仅限于这些物质（例如一些粉尘也可能再循环）。在已知系统中，空气侵入对CO2捕获发电厂比对空气燃烧的（即空气/燃料或空气/煤燃烧）发电厂更有害，因为外来空气降低CO2的纯度。通常，由于烟道气含有杂质，烟道气再循环加剧空气侵入的影响。
将水注入锅炉系统的已知方法不是连续的并且无法实现足够大的流速。例如，吹灰器目前用于注入N2、水（液体水或蒸汽）或空气以除去烟灰、炉渣和/或灰分沉积物，但由于对装置效率的影响，这些系统短期而非连续用于除去特定沉积物。
因此，仍然需要提供减少烟道气中的杂质、更好匹配空气燃烧锅炉的原始传热分布、能够控制相对辐射（relative radiant）和对流传热和/或提高经过对流段的总质量流量的氧/燃料系统和/或方法。
发明概述
本公开提供具有经布置和安排以接收固体燃料和氧气并燃烧该固体燃料和氧气以形成烟道气的炉的燃烧系统。该系统包括经布置和安排以接收来自烟道气的热的热交换器设备，其中该热交换器设备具有预定热交换容量。注水设备被经布置和安排以向烟道气提供水以可控调节烟道气质量流速和温度，从而提供预定热交换容量。
根据一个实施方案，本公开包括运行燃烧系统的方法。该方法包括提供燃烧系统，该燃烧系统包括经构造以接收固体燃料和氧气的炉与经布置和安排以接收来自烟道气的热的热交换器设备，该热交换器设备具有预定热交换容量。将水注入烟道气以提供具有提供预定热交换容量的质量流量和温度的烟道气。
根据另一实施方案，本公开包括包含燃烧系统的锅炉系统，该燃烧系统具有经布置和安排以接收固体燃料和氧气并燃烧该固体燃料和氧气以形成烟道气的炉；经布置和安排以接收来自烟道气的热的热交换器设备，该热交换器设备具有预定热交换容量；和注水设备，该注水设备经布置和安排以向烟道气提供水以提供具有提供预定热交换容量的质量流量和温度的烟道气。该锅炉系统进一步包括经构造以从烟道气中除去二氧化碳的二氧化碳回收设备 。
本公开的一个优点是减少或消除用于氧/燃料燃烧锅炉的常规FGR。通过减少或消除RFG的量，可以减少或消除该系统内的有害杂质，如SO2和SO3，允许常规结构材料用于该系统表面区域。
本公开的另一优点是提供烟道气中较高的CO2纯度，这改进CO2提纯和压缩系统的效率。
本公开的再一优点在于可以在比常规RFG高的压力（~1-5 psig）下供应水，这进一步降低传输介质量（transport medium sizing）。
本公开的再一优点在于蒸汽或预热锅炉进料水或水多次注入锅炉和/或对流段可以1) 合意地实现相对辐射和对流传热的控制和/或2) 合意地提高经过对流段的总质量流量。
本公开的又一优点是更好匹配常规空气燃烧锅炉的原始传热分布。例如，可以控制该锅炉内的质量流速以匹配原始的空气燃烧锅炉流速或实现锅炉内的更佳质量流量分布。
本公开的另一优点是合意地实现相对辐射和对流传热的额外控制。
本文中公开了该方法和系统的其它方面。本领域技术人员根据下列详述和附图将会认识和理解如上论述的特征以及本公开的其它特征和优点。
附图说明
图1显示具有注水的燃烧系统的一个示例性实施方案的示意图。
图2显示根据本公开的一个实施方案的燃烧系统的一部分的放大示意图。
图3显示带有选择性催化还原单元的燃烧系统的一个示例性实施方案的示意图。
图4显示在CO2提纯系统内带有烟道气冷凝器的燃烧系统的示例性实施方案的示意图。
图5显示根据本公开的一个实施方案的燃烧系统的一部分的放大示意图。
图6图解烟道气再循环对离开各区域的烟道气温度的影响。
图7图解注水对离开各区域的烟道气温度的影响。
图8图解烟道气再循环对来自各区域的烟道气质量流量的影响。
图9图解在速率降低的烟道气再循环下注水的作用。
只要可能，在所有附图中使用相同标号代表相同部件。
发明详述
下面参照附图更充分描述本公开，其中显示了本公开的优选实施方案。但是，本公开可以具体体现为许多不同的形式且不应被解释为仅限于本文中阐明的实施方案；相反，提供这些实施方案以使本公开详尽完整并向本领域技术人员充分传达本公开的范围。
本文所用的术语“固体燃料”及其语法变体是指适合燃烧目的的任何固体燃料。例如，本公开可用于许多类型的含碳固体燃料，包括但不限于：无烟煤、烟煤、次烟煤和褐煤；焦油；沥青；石油焦；造纸厂污泥固体物和下水道污泥固体物；木材；泥炭；草；和所有这些燃料的组合和混合物。本文所用的术语“氧气”及其语法变体是指O2浓度大于大气或环境条件的氧化剂。本文所用的术语“氧/煤燃烧”及其语法变体是指在氧气中的煤燃烧，术语“空气/煤燃烧”及其语法变体是指在空气中的煤燃烧，术语“氧/燃料燃烧”及其语法变体是指在氧气中的燃料燃烧，和术语“空气/燃料燃烧”及其语法变体是指在空气中的燃料燃烧。本文所用的术语“燃烧流体”及其语法变体是指由燃烧产物形成和/或与燃烧产物混合的流体，其可用于对流传热。该术语不限于燃烧产物并可包括与至少一部分燃烧系统混合或以其它方式行经至少一部分燃烧系统的流体。尽管不限于此，但一个这样的实例是烟道气。本文所用的术语“再循环烟道气”及其语法变体是指再循环到该系统任何部分的离开该系统的燃烧流体。本文所用的术语“烟道气再循环”及其语法变体是指允许燃烧流体再循环的构造。
图1显示本公开的燃烧系统102的一个示例性实施方案。具体而言，图1描绘作为燃氧煤电厂或氧/煤燃烧系统的燃烧系统102。参照图1，燃烧系统102包括炉104和对流段106。炉104接收粉煤并用氧气燃烧粉煤以生成热和伴生烟道气。尽管已就粉煤描述本公开，但可以利用其它固体燃料。来自炉104的烟道气为对流段106提供额外的热。对流段106包括从炉104中形成的烟道气中除热的多个热交换器（也参见图2）。利用该热制造和过热用在发生器或其它蒸汽负荷源中的蒸汽。在对流段106中，发生一级过热和再热，其后跟着用于最终预热锅炉进料水的省热器。在烟道气内最好存在充足质量流量以提供经由辐射和对流两者的适当传热。此外，烟道气内的温度分布优选匹配设计的传热表面积以实现表面积的充分利用和蒸汽发生线路内的适当加热。
与已知的空气/煤系统相比，燃氧的煤系统或氧/煤系统提供炉104内的更高温度和更低的烟道气质量流速。受控量的再循环烟道气（“RFG”）和水或单独的水可用于提高质量流速和提供对流段106内的所需传热。在图1所示的实施方案中，炉104能够从水源108接收液体或气体形式的水。可通过任何合适的方法，如注射器、传送器、开口或其它已知的水或蒸汽供应装置提供水。对流段106也能够从水源108接收水。在一个实施方案中，各个注射点的水源108可以是相同来源或不同来源。本文所用的注入烟道气中的术语“水”包括蒸汽、蒸气（vapor）、液体或任何其它形式的水及其组合。此外，“水”可包括杂质或夹带物质。特别地，水可能包括，例如，与烟道气冷凝相关联的溶解气体或酸性组分。
可以将水注入燃烧系统102内的各种位置。例如，水可以在强制通风风扇(forced draft fan)118、辅助气体(secondary gas)和/或载气130之前添加到炉104、对流段106（也参见图2）、RFG中。可以独立地控制注水，并可能省略一个或多个注射点。具体而言，如图1中所示，注水点包括，但不限于，燃烧器注水器135、燃尽（over-fire）注水器137、对流段注水器139、再循环注水器143、载气注水器145。除注水和提高质量流量外，燃烧器注水器可降低火焰温度。载气注水器、燃尽注水器和对流段注水器导致提高的烟道气质量流量。除注水和提高质量流量外，再循环注水器能够在载气预热器112中预热该载水的RFG。可以在燃烧系统102中的任何点提供注水，其提供所需烟道气温度分布和质量流速。尽管上文针对“注射”进行描述，但水可以以任何合适的方式提供，包括但不限于液体注射、空气注射、开放管道、压力阀或用于向烟道气流提供液体或蒸气的任何其它方法。
图1所示的示例性实施方案进一步包括静电集尘器(precipitator)110、载气预热器112、烟道气脱硫单元114、烟囱116、强制通风风扇118和主（primary）载气风扇120。如所示，构造燃烧系统102以允许烟道气离开对流段106。
如图1中所示，构造燃烧系统102以使烟道气在离开载气预热器112时经由静电集尘器110进行除尘，接着在烟道气脱硫单元114（在此除去SO2）中除硫。在本公开的某些实施方案中，离开烟道气脱硫单元114的烟道气作为RFG再循环到炉104。该RFG可助于提供所需火焰特性和/或温度。用RFG提高质量流量通过降低平均火焰温度来缓和火焰温度。RFG也可延长混合氧化剂和燃料的时间，这也可能影响排放物和火焰辐射。尽管根据本公开的质量流量不要求，但可利用RFG提高烟道气的质量流量以在对流段106中提供提高的传热。将离开脱硫单元114的其余烟道气送往CO2提纯单元128。CO2提纯单元128可利用任何已知的CO2提纯/压缩方法并可包括已知的常规可得的CO2提纯/压缩设备。
由于利用氧气燃烧煤或其它固体燃料，与空气/煤燃烧系统相比，减少或消除了烟道气中的氮。由此，从该系统中除去大部分或所有的氮，产生具有高CO2产物浓度的烟道气129。此CO2的富集可允许更容易捕获CO2以供提纯和压缩。CO2产物129尤其可用于增强的油回收(enhanced oil recovery)（EOR）或封存（sequestration）。CO2 压缩的副产物包括水，其可用作水源108或可补充水源108（参见例如，图4）。
燃烧系统102也允许来自脱硫单元114的烟道气经由烟囱116离开系统102到大气中。如图1中所示，再循环到炉104的RFG可以由强制通风风扇118供应并由载气预热器112预热。主载气风扇120利用一部分RFG并充当来自燃料源126的煤的载体以将其输送至燃料粉碎机122并最终输送至燃烧器124。载气和RFG优选基本不含氮和/或空气。在煤燃烧器124处发生煤燃烧，在此也可供应第二载气流（secondary support gas）130。该第二载气流130类似地由强制通风风扇118供应并在供应至煤燃烧器124之前由载气预热器112预热。可以利用氧气作为载气，其中将氧气添加到RFG中或替代RFG。可以由任何合适的来源添加氧气。合适的氧气源可包含包括将空气深冷分离（cryogenic separation）以产生氧气（各种纯度）和其它副产物（通常为氮气和氩气）的系统。来自该氧气源的产品氧气可以是气体或液体形式。或者，可通过在吸附剂床上的变压/真空变压（pressure swing/ vacuum swing）操作生成氧气。其它方法，如膜基系统，包括离子传输膜，也可产生富氧流。也可以在系统102中的任何合适的位置添加氧气，包括添加到主载气132、第二载气130、燃烧器124、炉104或支持固体燃料燃烧的任何其它位置。
如图1中所示，第二载气流130可以在各种点供应到主载气132中。第二载气130的这种提高的注射灵活性提供将更多载气，如氧气添加到主载气132中的手段并提供包括主载气132的预热器旁路的能力。
如图2中更详细所示，向炉104提供受控量的来自氧气源201的氧气、来自粉碎机122或其它来源的优选粉化的固体燃料203、任选RFG 205和来自水源108的任选注水。向燃烧器124提供载气和燃料203并在辐射室207中燃烧以形成燃烧产物，包括烟道气。热交换器（未显示在图1中）可布置在辐射室207内以接收来自烟道气的热和燃烧释放的辐射热。燃尽注射器209可附加载气，如氧气，或可提供注水。在一个实施方案中，将辐射室207中形成的烟道气排出到对流段106中。对流段106包括二级过热/再热区211、一级过热器区213和省热器区215。本领域普通技术人员会认识到，可包括许多其它构造。此外，区211、213、215的尺寸和几何仅是示意性的并可不同于图2中所示的那些。
可以将水注入炉104和对流段106内的各种位置。例如，水可经由燃烧器注水器135或燃尽注水器137添加到炉104中。此外，对流段106进一步包括二级过热/再热注水器235、一级过热注水器237和省热器注水器239。如上文参照图1所述，可以独立地控制注水，并可能省略一个或多个注射点。此外，可以在炉104和/或对流段106中的任何点提供注水，这提供所需烟道气温度分布和质量流速。
为了提供适合利用蒸汽轮机在发电机中发电的蒸汽，首先用省热器217预热水。省热器 217是交换来自经过省热器区215的烟道气的热的热交换器。预热水随后被辐射室207或其它来源中的辐射热加热并使其汽化成蒸汽。例如，热交换器可置于辐射室207中以接收燃烧产生的辐射热。将水汽化成蒸汽的设备可包括本领域中已知的任何已知设备。
将所形成的蒸汽供应至一级过热器219，在此通过与一级过热器区213中的烟道气热交换来过热该蒸汽。该蒸汽随后在二级过热器221中通过与二级过热/再热区211中的烟道气热交换来进一步过热。可以将离开二级过热器221的过热水送入高压汽轮机（未显示在图2中）或其它高压装置以从该过热蒸汽中提取能量和/或动力。将来自该高压汽轮机的蒸汽送回再热器223，在再热器223中通过与二级过热/再热区211中的烟道气热交换来再热该蒸汽。随后将该蒸汽送回中间或低压汽轮机以额外提取能量和/或动力。将该蒸汽冷凝成液体水并将该水送回省热器217以重复该周期。省热器217、一级过热器219、二级过热器221和再热器223可以是任何合适的热交换器装置，包括，但不限于管式热交换器、板式热交换器或本领域中已知的用于锅炉或炉系统的其它类型的热交换器。本公开不限于上述布置，并可包括热交换器、发生器和/或水/蒸汽流的其它布置。如图1中所示，烟道气继续通过燃烧系统并可以在载气预热器112处热交换和预热向炉104提供的载气，并继续进入静电集尘器110。
可控地向烟道气提供水能够控制相对辐射和对流传热。特别地，水的选择性添加提供对通过对流段106的总质量流量和温度的控制。可充分控制对流段106中的热交换以等于或超过由在空气存在下的燃烧形成的烟道气的热交换容量或预计热交换。
此外，受控质量流速和温度能够减少或消除烟道气再循环。此外，由于减少或消除困难的、耗能大的氮气与CO2的分离，空气和/或含氮气体的减少或消除能够产生更高纯度CO2产物129。
图3包括与图1中所示的布置基本相同的燃烧系统102的布置。但是，在图3中，在完全行经对流段106后，在图3所示的本公开的另一实施方案中，烟道气在选择性催化还原单元302中经历DeNOx，接着用载气预热器112（例如，Lungstrom型旋转装置）冷却。但是，要指出，在图1所示的实施方案中，由于在燃烧系统102中使用基本无氮的水由此减少RFG，DeNox（即，选择性催化还原单元302）是不必要的，因此可能省略选择性催化还原单元302。在图1的实施方案中，由于NOx不会释放到大气中，相反NOx将与CO2保持一起进入CO2提纯单元128，可以消除选择性催化还原单元302。
由于添加水，可以减少或消除RFG的量。因此，此实施方案的再循环率小于或等于发电用的氧/燃料或氧/煤锅炉的常规再循环率。
图4包括与图1中所示的布置基本类似的燃烧系统102的布置。但是，如图4中所示，在一个实施方案中，水源108可以是在CO2提纯系统内的烟道气冷凝器402。烟道气冷凝器420的液体塔底物（liquid bottoms）（基本为水）可作为水注入。在又一实施方案中，该液体塔底物在注入燃烧系统102之前可以用载气预热器112或另外的热源加热。
实施例
图5显示具有代表性的四区（A、B、C、D）锅炉。A区代表炉104。区域B代表二级过热器和再热器，相当于二级过热/再热区211。C区代表一级过热器和再热器，相当于一级过热器区213。D区代表整个锅炉的省热器区段，相当于省热器区215。各区A、B、C和D被虚线包围。表1详述高挥发性烟煤的分析。表2显示图5中描述的各区的吸收热负荷（heat duty）。表3显示表1和2中规定的煤燃烧的不同工艺布置的区域热和材料平衡。
表1
Figure 275261DEST_PATH_IMAGE001
表2显示对于标称350 MW超临界粉煤锅炉，在图5中描述的各区的吸收热负荷。可利用其它吸热负荷，但对所有下述实施例而言，该区吸热负荷是固定的。重要地，这例证不同构造对烟道气质量流量和温度的影响。
表2
区域 描述 吸收负荷
A 辐射锅炉 1200 MMBtu/h
B 最终过热器 & 再热器 500 MMBtu/h
C 一级过热器 & 再热器 500 MMBtu/h
D 省热器 500 MMBtu/h
表3显示表1和2中规定的煤燃烧的不同工艺布置的区域热和材料平衡。第一实施例是用于发电的空气燃烧锅炉。区域内烟道气的最高温度显示在该表中。通过吸热冷却烟道气并在大约2259℉（1237℃）下离开该区。分别在B、C和D区中发生水/蒸汽和烟道气之间的进一步传热，其中离开D区的烟道气温度为718℉（381℃），在煮沸之前将锅炉进料水送入该省热器以便预热。预热锅炉进料水所需的热可以在别处供应，但最终预热通常在如D区所示的省热器中进行，在此供应的热来自烟道气。输入的锅炉进料水在3500 psia和504℉（262℃）下供应。因此，由于在省热器内在烟道气和的锅炉进料水之间需要正传热温度差，离开D区的烟道气温度必须高于504℉（262℃）。在空气实施例中实现3.3x106 Ibs/h的烟道气质量流速。在“全FGR”情况下，在A区内除去空气流并换成O2和2.65x106 Ibs/h RFG流（主要为CO2和H2O）。在“半FGR”情况下，在A区内除去空气流并换成O2和1.33x106 Ibs/h 的RFG流（主要为CO2和H2O）。在“全FGR”情况下，在A区内除去空气流并换成O2和2.65x106 Ibs/hRFG流（主要为CO2和H2O）。在“无FGR并注水”的情况下，除去空气流并换成O2，并如表3中所述将水注入锅炉的不同区。在“半FGR并注水A或B或C”的情况下，在A区内除去空气流并换成O2和1.33x106 Ibs/h RFG流（主要为CO2和H2O），并在每种情况下如表3中所述将水注入锅炉的不同区域。
表3
如表3中所示，全FGR实施例具有比对比例（即空气燃烧的烟道气）低的最高温度和烟道气温度分布，因为全FGR实施例中的质量流速高于空气实施例。对半FGR实施例而言，将RFG减半且最高温度和烟道气温度均提高直至D区。但是，烟道气质量速率低于空气实施例。因此，该较低质量流量造成离开D区的较低温度：669℉（354℃）。
但是，在如本公开中所述注水时，发现解决方案。通过将水注入A、B、C或D区，充分提高了质量流速使得省热器提供如所示被在518℉下（其高于504℉（262℃）锅炉进料水入口温度）离开D区的烟道气温度预热的的充足锅炉进料水。几种注水构造是可行的。表3显示一种构造，其中向A、B和C区供应过热蒸汽（350℉/177℃，50 psig）和向D区供应锅炉进料水（190℉/88℃，50 psig）。
图6详述FGR对离开各区的烟道气温度的影响。全FGR和半FGR实施例温度分布都不匹配空气对比例分布。无RFG的注水实施例的温度分布与半FGR实施例分布类似。
也如表3中所示，如本公开详述的注水也可以与减少的FGR一起使用。如上所述使用类似的注水温度[向A、B和C区供应过热蒸汽（350℉/177℃，50 psig）和向D区供应锅炉进料水（190℉/88℃，50 psig）]，但使用不同的水流速。借助半FGR流速和注水“A”， A区中的最高烟道气温度降低且离开D区的烟道气温度提高。由此，可以控制烟道气温度分布以实现最佳传热型式。注水实施例（“B”和“C”）显示如何通过注水中的调节改进温度分布。图7详述注水对离开各区的烟道气温度的影响。
图8详述FGR对来自各区域的烟道气质量流量的影响。因此尽管全FGR实施例的质量流量高于空气实施例，但如图7中所示温度分布较低直至D区。如果原始锅炉是针对空气燃烧设计的，则需要与具有类似烟道气温度分布的空气实施例类似的质量流速。半FGR实施例具有较低质量流量但类似的烟道气温度分布。其它RFG速率可能匹配空气实施例烟道气质量流速，但温度分布可能不匹配。本公开允许另外手段以匹配烟道气流速和温度分布。在图8中，注水情况下的“无FGR”具有太低的烟道气流速。但是，如图9中所示，在降低速率的FGR情况下的注水的作用接近空气实施例烟道气流速。此外，如图7中所示，注水情况下的烟道气温度分布非常类似于空气实施例。
尽管已参照优选实施方案描述本公开，但本领域技术人员会理解，可以在不脱离本公开的范围的情况下作出各种变动并可将其要素换成对等物。此外，可以在不脱离其基本范围的情况下对本公开的教导作出许多修改以适应特定情况或材料。因此，本公开无意局限于作为本发明的最佳实施方式公开的具体实施方案，但本公开包括落在所附权利要求的范围内的所有实施方案。

Claims (19)

1.燃烧系统，该系统包含：
炉，其经布置和安排以接收固体燃料和氧气并燃烧该固体燃料和该氧气以形成烟道气；
热交换器设备，其经布置和安排以接收来自该烟道气的热，该热交换器设备具有预定热交换容量；和
注水设备，其经布置和安排以向该烟道气提供水以可控调节该烟道气质量流速和温度，以提供预定热交换容量。
2.权利要求1的系统，其中该系统基本不含再循环烟道气。
3.权利要求1的系统，其中该预定热交换容量等于或大于来自由固体燃料与空气燃烧形成的第二烟道气的热交换容量。
4.权利要求1的系统，其中该热交换器设备包括一个或多个过热器、再热器和省热器。
5.权利要求1的系统，其中该热交换器设备包括锅炉的对流段。
6.权利要求1的系统，其中该固体燃料是煤。
7.权利要求1的系统，其中该注水设备包括位于炉、过热器、再热器和省热器中的至少两个中的注水器。
8.运行燃烧系统的方法，包括：
提供燃烧系统，该燃烧系统包括经构造以接收固体燃料和氧气的炉与经布置和安排以接收来自烟道气的热的热交换器设备，该热交换器设备具有预定热交换容量；
可控制地将水注入烟道气以提供具有提供预定热交换容量的质量流量和温度的烟道气。
9.权利要求8的方法，其中该烟道气不再循环到该炉中。
10.权利要求8的方法，其中该预定热交换容量等于或大于来自由固体燃料与空气燃烧形成的第二烟道气的热交换容量。
11.权利要求8的方法，其中该固体燃料是煤。
12.权利要求8的方法，其中该注水设备包括位于炉、过热器、再热器和省热器中的至少两个中的注水器。
13.锅炉系统，该系统包含：
炉，其经布置和安排以接收固体燃料和氧气并燃烧该固体燃料和该氧气以形成烟道气；
热交换器设备，其经布置和安排以接收来自该烟道气的热，该热交换器设备具有预定热交换容量；和
注水设备，其经布置和安排以向该烟道气提供水以可控调节该烟道气质量流速和温度，以提供预定热交换容量；和
二氧化碳回收设备，其经构造以从该烟道气中回收二氧化碳。
14.权利要求13的系统，其中该系统基本不含再循环烟道气构造。
15.权利要求13的系统，其中该预定热交换容量等于或大于来自由固体燃料与空气燃烧形成的烟道气的热交换容量。
16.权利要求13的系统，其中该热交换器设备包括一个或多个过热器、再热器和省热器。
17.权利要求13的系统，其中该固体燃料是煤。
18.权利要求13的系统，其中该注水设备包括位于炉、过热器、再热器和省热器中的至少两个中的注水器。
19.权利要求13的系统，其中该二氧化碳回收设备产生高纯度二氧化碳。
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