CN103047672B - 一种过热蒸汽煤粉燃烧装置 - Google Patents

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Abstract

一种过热蒸汽煤粉燃烧装置，属于电力行业锅炉煤粉燃烧装置，解决现有富氧煤粉燃烧装置设备较复杂、能耗大、能源利用效率低的问题。本发明包括煤粉锅炉、蒸汽发生器和加热器，蒸汽发生器的蒸汽出口和加热器的进汽口通过管道连接，加热器的出汽口通过配料管道和配气管道分别连接煤粉锅炉的一次风管道和二次风管道；配料管道和配气管道内分别装有第一流量计和第二流量计，用于控制所述配料管道和配气管道的过热蒸汽流量比。本发明有效提高了燃烧室内的换热效率，设备简化，节约投资成本，降低了NOx排放量，可实现污染物一体化脱除，不仅适用固体燃料而且还适用气体、液体燃料。

Description

一种过热蒸汽煤粉燃烧装置
技术领域
本发明属于电力行业锅炉煤粉燃烧装置，具体涉及一种过热蒸汽煤粉燃烧装置。
背景技术
目前国内电力行业锅炉煤粉燃烧装置一般采用空气(O2/N2)煤粉燃烧装置，由于燃烧产生的高温导致NOx排放较高，同时大量的CO2排入大气，造成温室效应；
部分锅炉采用富氧(O2/CO2)煤粉燃烧装置，由空气分离器(主要分离空气的O2)，烟气循环风机，煤粉锅炉等(在煤粉锅炉的炉膛后部烟道内依次设有过热器、再热器、省煤器和空气预热器；)组成，富氧燃烧虽然降低NOx及CO2排放量，但由于需要采用大量烟气循环，使得设备增多，烟气产生泄露，能耗加大，能源利用效率降低。
发明内容
本发明提供一种过热蒸汽煤粉燃烧装置，解决现有富氧煤粉燃烧装置设备较复杂、能耗大、能源利用效率低的问题。
本发明所提供的一种过热蒸汽煤粉燃烧装置，包括煤粉锅炉、蒸汽发生器和加热器，所述蒸汽发生器的蒸汽出口和加热器的进汽口通过管道连接，所述加热器的出汽口通过配料管道和配气管道分别连接煤粉锅炉的一次风管道和二次风管道；
所述配料管道和配气管道内分别装有第一流量计和第二流量计，用于控制所在管道的过热蒸汽流量；
所述加热器包括箱体、石英管道和电阻丝，石英管道位于箱体内，石英管道上缠绕电阻丝，石英管道两端分别与固定在箱体上的蒸汽进口和蒸汽出口连通；其特征在于：
所述蒸汽发生器蒸汽出口的蒸汽温度为150℃～250℃；所述加热器出汽口的过热蒸汽温度为250℃～350℃；
所述配料管道和配气管道的过热蒸汽流量比为1:2～1:4。
本发明利用蒸汽发生器产生的水蒸汽，经加热器过热后分两路：第一路过热蒸汽携带煤粉经一次风入口进入炉膛；第二路过热蒸汽与O2混合后经二次风入口进入炉膛；点火燃烧后，炉膛内燃料燃烧后产生的高温烟气可以经过冷却、除尘、脱硫后，再压缩成液态CO2。
本发明将水蒸汽取代O2/CO2循环燃烧的烟气来调节炉膛温度，使烟温和氧浓度降低；水蒸汽的热辐射系数要高于CO2，具有很高的热辐射效率和对流换热，有效地提高了燃烧室内的换热效率，从而节省燃料；水蒸汽的比热大于CO2，所需要中和高温的量远低于CO2，设备尺寸减少约40％；可以在近化学当量比条件下完全燃烧，减少烟气循环装置，大大减少了系统泄漏可能性，使得设备简化，节约投资成本，所需要氧气量与O2/CO2相比减少，烟气中CO含量极低，飞灰可燃物含量很低，过氧量也很低；输送气体质量比富氧燃烧输送气体的质量流降低了近3倍，冷却后烟气中CO2浓度达到90％以上；降低了NOx排放量，可实现污染物一体化脱除；解决了由于O2/CO2循环燃烧采用大量的烟气循环进入炉膛(循环率65～80％)来中和纯氧燃烧产生的高温，造成的制氧成本高，系统发电效率低和整个系统需要庞大的气封系统等问题，不仅适用固体燃料而且还适用气体、液体燃料。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为加热器结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的实施例，包括煤粉锅炉1、蒸汽发生器2和加热器3。
所述蒸汽发生器2的蒸汽出口和加热器3的进汽口通过管道连接，所述加热器3的出汽口通过配料管道4和配气管道5分别连接煤粉锅炉1的一次风管道6和二次风管道7；
所述配料管道4和配气管道5内分别装有第一流量计8和第二流量计9，用于控制所述配料管道4和配气管道5的过热蒸汽流量；所述配料管道和配气管道的过热蒸汽流量比为1:2～1:4。
在二次风管道7前端装有第三流量计10，用以测量氧气流量。
如图2所示，所述加热器3包括箱体、石英管道3-3和电阻丝3-4，石英管道3-3位于箱体内，石英管道3-3上缠绕电阻丝3-4，石英管道两端分别与固定在箱体上的蒸汽进口3-1和蒸汽出口3-2连通。
本实施例中，煤粉锅炉1尺寸为300mm×300mm×6000mm，设计热负荷为100kW；
蒸汽发生器2采用上海兰宝热能设备有限公司的LDR0.025-0.7蒸汽发生器，流量为0～25kg/h，压力为0.7Mpa、蒸汽出口的蒸汽温度为171℃。
加热器电阻丝功率72kW，蒸汽进口过热蒸汽温度约为150～180℃，经加热后，蒸汽出口过热蒸汽温度为250～300℃。
第一流量计8和第二流量计9均采用上海正博自动化仪表有限公司生产的水蒸气流量计，型号为LUGB-99；
第三流量计10采用北京七星华创电子股份有限公司生产的质量流量计，型号为D07-9E。

Claims (1)

1.一种过热蒸汽煤粉燃烧装置，包括煤粉锅炉(1)、蒸汽发生器(2)和加热器(3)，所述蒸汽发生器(2)的蒸汽出口和加热器(3)的进汽口通过管道连接，所述加热器(3)的出汽口通过配料管道(4)和配气管道(5)分别连接煤粉锅炉(1)的一次风管道(6)和二次风管道(7)；
所述配料管道(4)和配气管道(5)内分别装有第一流量计(8)和第二流量计(9)，用于控制所在管道的过热蒸汽流量；
所述加热器(3)包括箱体、石英管道(3-3)和电阻丝(3-4)，石英管道(3-3)位于箱体内，石英管道(3-3)上缠绕电阻丝(3-4)，石英管道两端分别与固定在箱体上的蒸汽进口(3-1)和蒸汽出口(3-2)连通；
其特征在于：
所述蒸汽发生器(2)蒸汽出口的蒸汽温度为150℃～250℃；所述加热器(3)出汽口的过热蒸汽温度为250℃～350℃；
所述配料管道(4)和配气管道(5)的过热蒸汽流量比为1:2～1:4。
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