CN117387060A - 一种煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置,该煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置包括膜法制氧装置机组、富氧集气罐、煤粉输送罗茨鼓风机、磨煤机、富氧气体增压风机和煤粉锅炉;膜法制氧装置机组与富氧集气罐的进口连接;富氧集气罐的第一出口与富氧气体增压风机的进气口连接,富氧气体增压风机的出气口与煤粉锅炉连接;富氧集气罐的第二出口与煤粉锅炉连接;富氧集气罐的第三出口与煤粉输送罗茨鼓风机的进气口连接,煤粉输送罗茨鼓风机的出气口与磨煤机的进气口连接,磨煤机的出气口与煤粉锅炉连接。本发明在煤粉燃烧过程中尽量提高煤粉的低位发热值热,使煤粉在火焰中全部燃烧,且提高了全部火焰温度,从而增加了锅炉的热效率。

Description

一种煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置
技术领域
本发明属于煤粉锅炉燃烧技术领域,具体涉及一种煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置。
背景技术
目前膜法制氧装置的负压吸附用的真空泵,大多采用水环式真空泵和罗茨真空泵,分离出的富氧气体氧浓度均在28%以下,且富氧气体中含有大量的水分,影响煤粉燃烧效果。另因富氧气体在煤粉锅炉的添加方式的因素,因而使其燃煤的节约效果不理想。
由于水环真空泵和罗茨真空泵的极限真空度达不到最高状态,分别只有-0.097MP和-0.094MPa,因而膜法制氧装置的负压系统最高只能达到-0.077MPa而氧浓度最高只能达到28%。
现在煤粉锅炉添加富氧气体方式均为在煤粉燃烧器上部输送富氧气体,使其富氧气体向煤粉燃烧器的火焰中喷射,只能使煤粉燃烧器的火焰上部提高火焰温度。现有的煤粉锅炉加装富氧气体后无法达到空气燃烧和富氧气体燃烧的自动转换。而且,现有的膜法制氧装置因其结构复杂无法实现模块式大型化。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明提供了一种煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现:
一种煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置,包括:膜法制氧装置机组、富氧集气罐、煤粉输送罗茨鼓风机、磨煤机、富氧气体增压风机和煤粉锅炉;
所述膜法制氧装置机组通过富氧连接管与富氧集气罐的进口连接;
所述富氧集气罐的第一出口通过富氧连接管与富氧气体增压风机的进气口连接,所述富氧气体增压风机的出气口通过四角对吹富氧连接管与煤粉锅炉连接,所述富氧集气罐的第一出口与所述富氧气体增压风机之间设置有富氧流量调节阀;
所述富氧集气罐的第二出口通过四角对吹富氧连接管与煤粉锅炉连接,所述富氧集气罐的第二出口与所述煤粉锅炉之间设置有富氧流量调节阀;
所述富氧集气罐的第三出口通过富氧连接管与所述煤粉输送罗茨鼓风机的进气口连接,所述煤粉输送罗茨鼓风机的出气口通过富氧连接管与磨煤机的进气口连接,所述磨煤机的出气口通过四角对吹富氧连接管与煤粉锅炉连接,所述富氧集气罐的第三出口与所述煤粉输送罗茨鼓风机之间设置有富氧流量调节阀。
进一步地,所述的煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置还包括二次风机,所述二次风机设置在所述富氧集气罐的第二出口与所述煤粉锅炉之间,且所述二次风机的出气口通过二次风管与四角对吹富氧连接管连接。
进一步地,所述四角对吹富氧连接管包括四个富氧气体可调喷嘴和富氧连接管,所述富氧连接管分别与四个富氧气体可调喷嘴连通,四个所述富氧气体可调喷嘴均匀分布在所述煤粉锅炉的膜式壁炉墙上。
进一步地,所述富氧气体可调喷嘴包括喷嘴调节件、调节连杆、调节滑动盘和喷管壳体;
所述喷嘴调节件和调节滑动盘设置在喷管壳体的外壁,所述调节连杆的一端与喷嘴调节件连接,所述调节连杆的另一端与调节滑动盘连接。
进一步地,所述富氧气体可调喷嘴包括喷嘴调节件、调节连杆、调节滑动盘、喷管壳体和调节推拉杆;
所述喷嘴调节件和调节滑动盘设置在喷管壳体的外壁,所述调节连杆的一端与喷嘴调节件连接,所述调节连杆的另一端与调节推拉杆连接,所述调节连杆与调节推拉杆的连接处与调节滑动盘固定。
进一步地,所述膜法制氧装置机组包括总电气控制柜和数个膜法制氧装置,所述膜法制氧装置通过所述总电气控制柜电气控制。
进一步地,所述膜法制氧装置与所述富氧集气罐之间设置有富氧气体收集吸附系统真空泵,所述富氧气体收集吸附系统真空泵采用螺杆式真空泵。
进一步地,所述煤粉输送罗茨鼓风机的进气口处设置有进气消声器。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
1.本发明的煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置采用局部全富氧燃烧和局部富氧助燃技术,采用三级方式的富氧加装方法,富氧气体全部替代煤粉风机的输送气体和利用二次风管向煤粉锅炉的炉膛内添加富氧以及在煤粉锅炉的炉膛中进行富氧气体四角对吹方式,达到了空气燃烧和富氧气体燃烧的自动转换,使其煤粉在煤粉燃烧器的燃烧过程中尽量提高煤粉的低位发热值热,且在火焰中全部燃烧,因而提高了全部的火焰温度而增加了锅炉的热效率;
2.本发明的煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置结构简单,可以采用模块化结构堆装方式,从而实现膜法制氧装置的大型化,制取的富氧量最大可以达到30000m3/h;
3.本发明膜法制氧装置与富氧集气罐之间的富氧气体收集吸附系统真空泵采用螺杆式真空泵,螺杆式真空泵为风冷式,分离出的富氧气体不含有水分,富氧气体吸附用真空泵采用螺杆式真空泵的极限真空度可达到-0.0995MPa,因而膜法制氧装置的负压系统最高可达到-0.079MPa,使其分离出的富氧气体达到30%以上。
附图说明
图1是本发明实施例煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置的结构示意图;
图2是本发明实施例四角对吹富氧连接管与煤粉锅炉连接示意图;
图3是本发明实施例一种富氧气体可调喷嘴的结构示意图;
图4是本发明实施例另一种富氧气体可调喷嘴的结构示意图;
图5是本发明实施例另一种富氧气体可调喷嘴的喷嘴调节前的示意图;
图6是本发明实施例另一种富氧气体可调喷嘴的喷嘴调节后的示意图。
图中:1、总电气控制柜;2、膜法制氧装置机组;3、膜法制氧装置;4、煤粉锅炉;5、富氧集气罐;6、富氧流量调节阀;7、四角对吹富氧连接管;8、磨煤机;9、富氧气体增压风机;10、煤粉输送罗茨鼓风机;11、二次风机;12、二次风管;13、富氧气体可调喷嘴;14、膜式壁炉墙;15、富氧风;16、进气消声器;17、喷嘴调节件;18、调节连杆;19、调节滑动盘;20、喷管壳体;21、调节推拉杆。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
本发明的实施例提供了一种煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置,参照附图1,该煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置包括:膜法制氧装置机组2、富氧集气罐5、煤粉输送罗茨鼓风机10、磨煤机8、富氧气体增压风机9和煤粉锅炉4。膜法制氧装置机组2包括总电气控制柜1和数个膜法制氧装置3,膜法制氧装置3通过总电气控制柜1电气控制。
本发明的实施例根据锅炉所需的富氧气体流量可任意组合膜法制氧装置,最大可达到30000m3/h。简化膜法制氧装置的结构形式(只含有空气过滤装置、膜组件组、螺杆真空泵),单台膜法制氧装置富氧气体流量为1500m3/h。
本发明实施例的膜法制氧装置机组2通过富氧连接管与富氧集气罐5的进口连接。富氧连接管的数量根据实际台数确定。
优选地,膜法制氧装置3与富氧集气罐5之间设置有富氧气体收集吸附系统真空泵,富氧气体收集吸附系统真空泵采用螺杆式真空泵。螺杆式真空泵为风冷式,分离出的富氧气体不含有水分,富氧气体吸附用真空泵采用螺杆式真空泵的极限真空度可达到-0.0995MPa,因而膜法制氧装置的负压系统最高可达到-0.079MPa,使其分离出的富氧气体达到30%以上。
本发明的一个实施例中,富氧集气罐5的第一出口通过富氧连接管与富氧气体增压风机9的进气口连接,富氧气体增压风机9的出气口通过四角对吹富氧连接管7与煤粉锅炉4连接,富氧集气罐5的第一出口与富氧气体增压风机9之间设置有富氧流量调节阀6。富氧集气罐5的第二出口通过四角对吹富氧连接管7与煤粉锅炉4连接,富氧集气罐5的第二出口与煤粉锅炉4之间设置有富氧流量调节阀6。富氧集气罐5的第三出口通过富氧连接管与煤粉输送罗茨鼓风机10的进气口连接,煤粉输送罗茨鼓风机10的出气口通过富氧连接管与磨煤机8的进气口连接,磨煤机8的出气口通过四角对吹富氧连接管7与煤粉锅炉4连接,富氧集气罐5的第三出口与煤粉输送罗茨鼓风机10之间设置有富氧流量调节阀。煤粉输送罗茨鼓风机10的进气口处设置有进气消声器16。其中,富氧集气罐的容积根据实际富氧气体总流量确定,富氧流量调节阀用于调节三级富氧气体流量。四角对吹富氧连接管与煤粉锅炉连接示意图参照附图2。
本发明的实施例的煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置还包括二次风机11,二次风机11设置在富氧集气罐5的第二出口与煤粉锅炉4之间,且二次风机11的出气口通过二次风管12与四角对吹富氧连接管7连接。本发明的实施例通过改变煤粉输送风机和二次风加装方式及四角对吹加装方式,使其达到空气燃烧和富氧气体燃烧的自动转换。
本发明实施例的四角对吹富氧连接管7包括四个富氧气体可调喷嘴13和富氧连接管,富氧连接管分别与四个富氧气体可调喷嘴13连通,四个富氧气体可调喷嘴13均匀分布在煤粉锅炉4的膜式壁炉墙14上。
本发明的一个实施例中,富氧气体可调喷嘴13包括喷嘴调节件17、调节连杆18、调节滑动盘19和喷管壳体20。喷嘴调节件17和调节滑动盘19设置在喷管壳体20的外壁,调节连杆18的一端与喷嘴调节件17连接,调节连杆18的另一端与调节滑动盘19连接。该富氧气体可调喷嘴的结构示意图参照附图3。
通过IOT(物联网)系统联动,根据煤粉锅炉炉膛内燃烧情况数据分析,对喷嘴调节件17、调节连杆18、调节滑动盘19进行动作联动自动调节,以控制喷嘴可调口径大小,进而调节喷嘴输出富氧气体压力及流量。
本发明的另一个实施例中,富氧气体可调喷嘴13包括喷嘴调节件17、调节连杆18、调节滑动盘19、喷管壳体20和调节推拉杆21。喷嘴调节件17和调节滑动盘19设置在喷管壳体20的外壁,调节连杆18的一端与喷嘴调节件17连接,调节连杆18的另一端与调节推拉杆21连接,调节连杆18与调节推拉杆21的连接处与调节滑动盘19固定。该富氧气体可调喷嘴的结构示意图参照附图4。该富氧气体可调喷嘴的喷嘴调节前的示意图参照附图5,该富氧气体可调喷嘴的喷嘴调节后的示意图参照附图6。
通过IOT(物联网)系统联动,根据煤粉锅炉炉膛内燃烧情况数据分析,对喷嘴调节件17、调节连杆18、调节滑动盘19、调节推拉杆21进行动作联动自动调节,以控制喷嘴可调口径大小,进而调节喷嘴输出富氧气体压力及流量。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置,其特征在于,包括:膜法制氧装置机组(2)、富氧集气罐(5)、煤粉输送罗茨鼓风机(10)、磨煤机(8)、富氧气体增压风机(9)和煤粉锅炉(4);
所述膜法制氧装置机组(2)通过富氧连接管与富氧集气罐(5)的进口连接;
所述富氧集气罐(5)的第一出口通过富氧连接管与富氧气体增压风机(9)的进气口连接,所述富氧气体增压风机(9)的出气口通过四角对吹富氧连接管(7)与煤粉锅炉(4)连接,所述富氧集气罐(5)的第一出口与所述富氧气体增压风机(9)之间设置有富氧流量调节阀(6);
所述富氧集气罐(5)的第二出口通过四角对吹富氧连接管(7)与煤粉锅炉(4)连接,所述富氧集气罐(5)的第二出口与所述煤粉锅炉(4)之间设置有富氧流量调节阀(6);
所述富氧集气罐(5)的第三出口通过富氧连接管与所述煤粉输送罗茨鼓风机(10)的进气口连接,所述煤粉输送罗茨鼓风机(10)的出气口通过富氧连接管与磨煤机(8)的进气口连接,所述磨煤机(8)的出气口通过四角对吹富氧连接管(7)与煤粉锅炉(4)连接,所述富氧集气罐(5)的第三出口与所述煤粉输送罗茨鼓风机(10)之间设置有富氧流量调节阀。
2.根据权利要求1所述的煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置,其特征在于,还包括二次风机(11),所述二次风机(11)设置在所述富氧集气罐(5)的第二出口与所述煤粉锅炉(4)之间,且所述二次风机(11)的出气口通过二次风管(12)与四角对吹富氧连接管(7)连接。
3.根据权利要求1或2所述的煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置,其特征在于,所述四角对吹富氧连接管(7)包括四个富氧气体可调喷嘴(13)和富氧连接管,所述富氧连接管分别与四个富氧气体可调喷嘴(13)连通,四个所述富氧气体可调喷嘴(13)均匀分布在所述煤粉锅炉(4)的膜式壁炉墙(14)上。
4.根据权利要求3所述的煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置,其特征在于,所述富氧气体可调喷嘴(13)包括喷嘴调节件(17)、调节连杆(18)、调节滑动盘(19)和喷管壳体(20);
所述喷嘴调节件(17)和调节滑动盘(19)设置在喷管壳体(20)的外壁,所述调节连杆(18)的一端与喷嘴调节件(17)连接,所述调节连杆(18)的另一端与调节滑动盘(19)连接。
5.根据权利要求3所述的煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置,其特征在于,所述富氧气体可调喷嘴(13)包括喷嘴调节件(17)、调节连杆(18)、调节滑动盘(19)、喷管壳体(20)和调节推拉杆(21);
所述喷嘴调节件(17)和调节滑动盘(19)设置在喷管壳体(20)的外壁,所述调节连杆(18)的一端与喷嘴调节件(17)连接,所述调节连杆(18)的另一端与调节推拉杆(21)连接,所述调节连杆(18)与调节推拉杆(21)的连接处与调节滑动盘(19)固定。
6.根据权利要求1所述的煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置,其特征在于,所述膜法制氧装置机组(2)包括总电气控制柜(1)和数个膜法制氧装置(3),所述膜法制氧装置(3)通过所述总电气控制柜(1)电气控制。
7.根据权利要求6所述的煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置,其特征在于,所述膜法制氧装置(3)与所述富氧集气罐(5)之间设置有富氧气体收集吸附系统真空泵,所述富氧气体收集吸附系统真空泵采用螺杆式真空泵。
8.根据权利要求1所述的煤粉锅炉用富氧燃烧节能低碳装置,其特征在于,所述煤粉输送罗茨鼓风机(10)的进气口处设置有进气消声器(16)。
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