CN108679599B - 一种煤粉掺混生物质的增氧燃烧方法 - Google Patents

一种煤粉掺混生物质的增氧燃烧方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于锅炉燃烧技术领域，并公开了一种煤粉掺混生物质的增氧燃烧方法，该方法以生物质与煤粉掺混的掺混物作为燃料，通过向一次风管道、二次风管道分别注入纯氧，以增加炉膛内的氧气浓度，促使燃料在炉膛内稳定、充分燃烧，其中，由空气分离装置提供两路纯氧，一路纯氧与空气在一次风管道内混合之后作为增氧一次风进入炉膛，另一路纯氧与空气在二次风管道内混合之后作为增氧二次风进入炉膛，并且所述生物质与煤粉的热值比为1：5～3：10。本发明通过提高炉膛中氧气浓度，提高了炉内的燃烧稳定性，同时由于炉膛内氮气含量降低，减少了NOx的生成，减少了排烟损失，提高了燃烧效率。

Description

一种煤粉掺混生物质的增氧燃烧方法
技术领域
本发明属于锅炉燃烧技术领域，更具体地，涉及一种增氧燃烧方法。
背景技术
煤、石油、天然气作为目前最主要的化石能源都面临着匮乏的问题。并且过量地利用化石能源已经造成了温室效应，酸雨和各种颗粒污染等环境问题。生物质作为一种分布广，CO2“零排放”，低污染的可再生能源受到了广泛地关注和研究。生物质种类丰富且可利用的生物质能十分可观，据统计光合作用每年能固定2×1011t的碳，是全世界每年能源消耗总量的10倍左右。另外生物质氮、硫含量低(一般N含量0.5％～3％，S含量0.1％～1.5％)灰分含量也较少，因此燃烧后排放的SO2、NOx和粉尘颗粒减少，可一定程度的缓解其他大气污染问题。
煤粉掺混生物质燃烧成为当今利用生物质能的主要方式之一。现在电厂掺混燃烧主要有两种方式：1)将生物质与煤粉在煤场混合，与煤粉共用磨煤机，燃料输送设备和燃烧器。2)生物质和煤粉分别破碎和输送，使用同一燃烧器。两种方法对现有电厂改造成本较低，但是由于生物质热值较低，致使燃烧特性与煤粉有差异较大，使得生物质与煤粉的热值比例受到限制，否则会导致掺混燃烧十分不稳定，影响锅炉的效率。现有电厂连续运行情况下，掺混一般采用的生物质热值比例低于5％，热值比例几乎不超过10％，对生物质能的利用因此受到限制。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种煤粉掺混生物质增氧燃烧方法，提高了燃烧的稳定性，提高了掺混物的燃烧效率，同时实现CO2减排，降低SO2和NOX的排放，并且基于现有电厂改造成本相对较低，具有较高的综合效益。
为实现上述目的，按照本发明，提供了一种煤粉掺混生物质的增氧燃烧方法，其特征在于：
该方法以生物质与煤粉掺混的掺混物作为燃料，通过向一次风管道、二次风管道分别注入纯氧，以增加炉膛内的氧气浓度，促使燃料在炉膛内稳定、充分燃烧，其中，由空气分离装置提供两路纯氧，一路纯氧与空气在一次风管道内混合之后作为增氧一次风进入炉膛，另一路纯氧与空气在二次风管道内混合之后作为增氧二次风进入炉膛，并且所述生物质与煤粉的热值比为1：5～3：10。
优选地，生物质与煤粉在进入炉膛之前充分混合形成掺混物，增氧一次风携带所述掺混物进入炉膛，增氧二次风促使燃料在炉膛内稳定、充分燃烧。
优选地，所述增氧一次风的含氧量为22％-30％，所述增氧二次风的含氧量为22％-26％，进入炉膛的氧气体积流量占进入炉膛总气体体积流量的22％-26％，炉膛内的过量空气系数为1-1.1。
按照本发明，还提供了另一种煤粉掺混生物质的增氧燃烧方法，其特征在于：
该方法以生物质与煤粉掺混的掺混物作为燃料，通过向生物质一次风管道、二次风管道注入纯氧，以增加炉膛内的氧气浓度，促使燃料在炉膛内稳定、充分燃烧，其中，由空气分离装置提供两路纯氧，一路纯氧与空气在生物质一次风管道内混合之后作为生物质一次风进入炉膛，另一路纯氧与空气在二次风管内混合之后作为增氧二次风进入炉膛，并且所述生物质与煤粉的热值比为1：5～3：10。
优选地，煤粉由煤粉一次风管道内的煤粉一次风携带进入炉膛，生物质由生物质一次风管道内的生物质一次风携带进入炉膛，生物质与煤粉在炉膛内混合形成掺混物作为燃料并燃烧，增氧二次风促使燃料在炉膛内稳定、充分燃烧。
优选地，所述煤粉一次风为空气，所述生物质一次风的含氧量为22％-30％，所述增氧二次风的含氧量为22％-26％，进入炉膛的氧气体积流量占进入炉膛总气体体积流量的22％-26％，炉膛内的过量空气系数为1-1.1。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1)在煤粉掺混生物质燃烧过程中，在炉膛内氧气浓度为22％-26％之间的情况下，燃料燃烧的稳定性和燃尽率会有所提高，并且掺混的生物质的热值比例可以得到提升。
2)一次风、二次风含氧量提高，减少了炉膛内N2的总量，从而减少了排烟损失，提高了锅炉燃烧效率，同时N2总量的减少，使得热力型NO和快速型NO的生成量减少。
3)由于生物质能源的特性，掺混燃烧后可以实现CO2减排，降低NOx、SO2的排放。
附图说明
图1为煤粉掺混生物质(进入炉膛前预混)的增氧燃烧示意图；
图2为煤粉掺混生物质(进入炉膛前未预混)的增氧燃烧示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参照图1，该增氧燃烧方法具体为：由空气分离装置分离出纯氧，通过第一阀门1输送一定量的纯氧至一次风管道，纯氧与空气结合形成增氧一次风。生物质与煤粉在进入燃烧器之前充分混合形成掺混物，由增氧一次风携带进入炉膛，在炉膛内燃烧。通过控制第二阀门2可适当增加二次风管道内的增氧二次风的氧气浓度，提高燃尽率和燃烧效率。第三阀门3和第四阀门4可以调整进入炉膛的风量配比。
参照图2，该增氧燃烧方法具体为：煤粉由煤粉一次风管道内的煤粉一次风携带进入炉膛；空气分离装置分离出两路纯氧，第五阀门5打开，一路纯氧与空气在生物质一次风管道内混合之后形成生物质一次风，生物质由生物质一次风管道内的生物质一次风携带进入炉膛，生物质与煤粉在炉膛内混合形成掺混物作为燃料并燃烧，通过控制第六阀门6可调整增氧二次风的氧气浓度，提高燃尽率和燃烧效率。图2中还有第七阀门7、第八阀门8和第九阀门9可以调整进入炉膛的风量配比。
实施例1
生物质与煤粉在进入炉膛前预先混合形成掺混物，生物质与煤粉的热值比为1：5。掺混物作为燃料由增氧一次风携带注入炉膛，增氧一次风含氧量为22％，增氧二次风含氧量为22％，炉膛内的过量空气系数为1.1，进入炉膛的氧气体积流量占进入炉膛总气体体积流量的22％。
实施例2
生物质与煤粉在进入炉膛前预先混合形成掺混物，生物质与煤粉的热值比为1：4。掺混物作为燃料由增氧一次风携带注入炉膛，增氧一次风含氧量为27％，增氧二次风含氧量为23％，炉膛内的过量空气系数为1.05，进入炉膛的氧气体积流量占进入炉膛总气体体积流量的24％。
实施例3
生物质与煤粉在进入炉膛前预先混合形成掺混物，生物质与煤粉的热值比为3：10。掺混物作为燃料由增氧一次风携带注入炉膛，增氧一次风含氧量为30％，二次风含氧量为26％，炉膛内的过量空气系数为1，进入炉膛的氧气体积流量占进入炉膛总气体体积流量的26％。
实施例4
生物质与煤粉分别被单独运输至炉膛，生物质与煤粉的热值比为1：5。煤粉由煤粉一次风携带进入炉膛，生物质由生物质一次风携带进入炉膛。其中煤粉一次风为空气，生物质一次风的含氧量为22％，增氧二次风的含氧量为22％，炉膛内的过量空气系数为1.1，进入炉膛的氧气体积流量占进入炉膛总气体体积流量的22％。
实施例5
生物质与煤粉分别被单独运输至炉膛，生物质与煤粉的热值比为7：25。煤粉由煤粉一次风携带进入炉膛，生物质由生物质一次风携带进入炉膛。其中煤粉一次风为空气，生物质一次风的含氧量为28％，增氧二次风的含氧量为23％，炉膛内的过量空气系数为1.05，进入炉膛的氧气体积流量占进入炉膛总气体体积流量的24％。
实施例6
生物质与煤粉分别被单独运输至炉膛，生物质与煤粉的热值比为3：10。煤粉由煤粉一次风携带进入炉膛，生物质由生物质一次风携带进入炉膛。其中煤粉一次风为空气，生物质一次风的含氧量为30％，增氧二次风的含氧量为26％，炉膛内的过量空气系数为1，进入炉膛的氧气体积流量占进入炉膛总气体体积流量的26％。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种煤粉掺混生物质的增氧燃烧方法，其特征在于：
该方法以生物质与煤粉掺混的掺混物作为燃料，通过向一次风管道、二次风管道分别注入纯氧，以增加炉膛内的氧气浓度，促使燃料在炉膛内稳定、充分燃烧，其中，由空气分离装置提供两路纯氧，一路纯氧与空气在一次风管道内混合之后作为增氧一次风进入炉膛，另一路纯氧与空气在二次风管道内混合之后作为增氧二次风进入炉膛，并且所述生物质与煤粉的热值比为1：5～3：10；
生物质与煤粉在进入炉膛之前充分混合形成掺混物，增氧一次风携带所述掺混物进入炉膛，增氧二次风促使燃料在炉膛内稳定、充分燃烧，其中，增氧一次风含氧量为27％，增氧二次风含氧量为23％，炉膛内的过量空气系数为1.05，进入炉膛的氧气体积流量占进入炉膛总气体体积流量的24％。
2.一种煤粉掺混生物质的增氧燃烧方法，其特征在于：
该方法以生物质与煤粉掺混的掺混物作为燃料，通过向生物质一次风管道、二次风管道注入纯氧，以增加炉膛内的氧气浓度，促使燃料在炉膛内稳定、充分燃烧，其中，由空气分离装置提供两路纯氧，一路纯氧与空气在生物质一次风管道内混合之后作为生物质一次风进入炉膛，另一路纯氧与空气在二次风管内混合之后作为增氧二次风进入炉膛，并且所述生物质与煤粉的热值比为1：5～3：10；
煤粉由煤粉一次风管道内的煤粉一次风携带进入炉膛，生物质由生物质一次风管道内的生物质一次风携带进入炉膛，生物质与煤粉在炉膛内混合形成掺混物作为燃料并燃烧，所述增氧二次风促使燃料在炉膛内稳定、充分燃烧，其中煤粉一次风为空气，生物质一次风的含氧量为28％，增氧二次风的含氧量为23％，炉膛内的过量空气系数为1.05，进入炉膛的氧气体积流量占进入炉膛总气体体积流量的24％。
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