CN206608970U - 电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统。液氧快速、稳定气化是电站锅炉富氧燃烧技术难点的重要组成部分。本实用新型的供氧系统包括液氧储罐，其特点在于：还包括尾部烟道、烟气换热器、温度传感器、加热介质换热器、导热介质循环驱动器、氧气气化器、氧气缓冲罐、导热介质循环回路和导热介质旁路，烟气换热器安装在尾部烟道内，烟气换热器、加热介质换热器、流量调节阀II、氧气气化器、导热介质循环驱动器和温度传感器依次连接在导热介质循环回路上；导热介质旁路的两端均连接在导热介质循环回路上；液氧储罐和氧气缓冲罐均与氧气气化器连接。本实用新型其充分结合电站运行特点，实现液氧快速、稳定气化。

Description

电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统

技术领域

本实用新型涉及一种液氧气化技术领域，具体为电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统。

背景技术

近年来，国内外针对电站锅炉富氧燃烧技术的研究越来越多，其中液氧快速、稳定气化是该技术难点的重要组成部分，同样制约着电站锅炉富氧燃烧技术的推广和应用。

另外，国内电站锅炉正开展传统大油枪点火及稳燃装置进行技术改造。根据煤种的差异，分别采用等离子、气化小油枪、双强等不同点火及稳燃技术方案，但由于上述技术机理的原因，在实际应用中存在一定的局限性，在电站锅炉启动及稳燃过程中依然消耗大量燃油。相比常规点火及稳燃技术方案，富氧点火及稳燃技术可以显著减少锅炉启动和稳燃过程的燃油消耗量，甚至可以实现无油条件下锅炉稳燃，但该技术的液氧气化技术是该技术关键难点之一，制约该技术广泛应用。如公开日为2012年08月08日，公开号为CN202371750U的中国专利中，公开了一种电站锅炉纯氧点火装置，通过在煤粉燃烧器喷出口处设置的钝体后端的回流区内喷入少量纯氧，使回流区处于富氧助燃状态，提高了回流区温度，有利于火焰传播、火焰稳定以及煤粉充分燃烧，但是该电站锅炉纯氧点火装置中并未公开有效的液氧气化技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供了一种电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统，其充分结合电站运行特点，实现液氧快速、稳定气化，可以满足各类运行工况供氧需求。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统包括液氧储罐，其结构特点在于：还包括尾部烟道、烟气换热器、温度传感器、加热介质换热器、导热介质循环驱动器、流量调节阀I、流量调节阀II、氧气气化器、氧气缓冲罐、导热介质循环回路和导热介质旁路，所述烟气换热器安装在尾部烟道内，所述烟气换热器、加热介质换热器、流量调节阀II、氧气气化器、导热介质循环驱动器和温度传感器依次连接在导热介质循环回路上；所述导热介质旁路的两端均连接在导热介质循环回路上，其中，所述导热介质旁路的一端位于加热介质换热器和流量调节阀II之间，该导热介质旁路的另一端位于氧气气化器和导热介质循环驱动器之间；所述流量调节阀I安装在导热介质旁路上，所述液氧储罐和氧气缓冲罐均与氧气气化器连接。

作为优选，本实用新型所述供氧系统还包括流量调节阀III，所述流量调节阀III连接在位于液氧储罐和氧气气化器之间的管路上。

作为优选，本实用新型所述氧气气化器内设置有换热盘管，所述液氧储罐和氧气缓冲罐均与换热盘管连接。

作为优选，本实用新型所述导热介质循环驱动器为风机或泵。

作为优选，本实用新型所述烟气换热器采用水平布置或垂直布置。

作为优选，本实用新型所述烟气换热器采用错列布置或顺列布置。

作为优选，本实用新型所述加热介质换热器采用水平布置或垂直布置。

作为优选，本实用新型所述加热介质换热器采用错列布置或顺列布置。

作为优选，本实用新型所述换热盘管采用光管或鳍片管。

作为优选，本实用新型所述氧气气化器采用密封结构。

一种电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧方法，其特点在于：使用所述的供氧系统，所述供氧方法的步骤如下：通过调节流量调节阀III，实现液氧储罐中的液态氧稳定、连续的经过氧气气化器，通过调节导热介质循环驱动器以调节导热介质载热量，实现液态氧稳定、连续气化生成气态氧，气态氧再经过氧气缓冲罐的缓冲作用后满足常规生产需求；在氧气气化器中，高温导热介质经换热后变成低温导热介质，在导热介质循环驱动器的作用下，低温导热介质离开氧气气化器，流入烟气换热器，经加热后变成高温导热介质，再回到氧气气化器继续换热；在氧气需求量骤增的情况下，通过加热介质换热器进一步加热烟气换热器出口的高温导热介质，提高导热介质载热量，满足特殊工况稳燃时骤增的氧气需求量；同时设置导热介质旁路，通过调节导热介质循环驱动器、加热介质换热器、流量调节阀I和流量调节阀II，调节烟气换热器导热介质入口温度，防止烟气换热器发生表面结露和表面低温酸腐蚀。

作为优选，本实用新型通过在电站锅炉的尾部烟道布置烟气换热器，充分利用烟气余热，降低排烟温度，提高系统效率，同时通过导热介质将烟气余热传递给氧气气化器，实现液态氧气化成气态氧，满足系统运行过程中对氧气的需求。

作为优选，本实用新型导热介质在烟气换热器的内侧流动，烟气在外侧冲刷烟气换热器；导热介质在换热盘管和氧气气化器外壁间流动，液氧或气液混合物在换热盘管内侧流动。

作为优选，本实用新型通过导热介质循环驱动器控制导热介质在循环回路中的循环频率，控制导热介质在烟气换热器和氧气气化器中的换热效率，间接控制氧气气化器中气态氧生成量。

作为优选，本实用新型所述加热介质换热器通过加热介质在电站锅炉启动过程初始阶段或特殊运行阶段加热导热介质，增加导热介质在氧气气化器中换热量，满足电站锅炉启动和稳燃过程对气态氧的需求量。

作为优选，本实用新型所述流量调节阀I和流量调节阀II调节进入氧气气化器中导热介质流量，控制氧气气化器中氧气生成量；流量调节阀I通过烟气再循环方式防止进入烟气换热器入口导热介质温度偏低，避免烟气换热器外壁发生结露而发生酸腐蚀。

作为优选，本实用新型导热介质可以使用液体或气体。

作为优选，本实用新型烟气换热器采用鳍片管换热器。

作为优选，本实用新型加热介质换热器采用鳍片管换热器。

作为优选，本实用新型氧气气化器采用鳍片管换热器。

作为优选，本实用新型加热介质换热器加热介质采用蒸汽或导热油。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：采用本实用新型的结构后，液氧储罐的液态氧经过氧气气化器加热后，气化生成气态氧，气态氧再经过氧气缓冲罐作用后，可以实现对用氧用户直供；在氧气气化器中，换热器外侧的导热介质将热量传递给换热器内侧的液态氧，氧气由液态变成气态，导热介质由高温降为低温，在风机/泵作用下，低温导热介质离开氧气气化器，进入烟气换热器换热，再回到氧气气化器继续换热；在特殊工况条件下，通过在烟气换热器出口设置加热介质换热器，进一步提高导热介质载热量，满足特殊情况时骤增氧气需求量，同时设置导热介质旁路，防止氧气气化器出口导热介质温度偏低，使烟气换热器表面结露，进而发生严重低温腐蚀。采用流量调节阀III和氧气缓冲罐实现氧气连续、稳定供给。

附图说明

图1是本实用新型实施例中电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统的结构示意图。

图中：1-尾部烟道、2-烟气换热器、3-温度传感器、4-加热介质换热器、5-导热介质循环驱动器、6-流量调节阀I、7-流量调节阀II、8-氧气气化器、81-换热盘管、9-流量调节阀III、10-液氧储罐、11-氧气缓冲罐、12-导热介质循环回路、13-导热介质旁路。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1，本实施例中的电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统包括尾部烟道1、烟气换热器2、温度传感器3、加热介质换热器4、导热介质循环驱动器5、流量调节阀I6、流量调节阀II7、氧气气化器8、流量调节阀III9、液氧储罐10、氧气缓冲罐11、导热介质循环回路12和导热介质旁路13。

本实施例中的烟气换热器2安装在尾部烟道1内，尾部烟道1内的烟气换热器2出口连接加热介质换热器4，加热介质换热器4出口分别连接流量调节阀I 6和流量调节阀II 7，流量调节阀II 7出口连接氧气气化器8，氧气气化器8和流量调节阀I 6出口汇流后连接导热介质循环驱动器5，导热介质循环驱动器5出口连接烟气换热器2导热介质入口，即烟气换热器2、加热介质换热器4、流量调节阀II7、氧气气化器8、导热介质循环驱动器5和温度传感器3依次连接在导热介质循环回路12上，导热介质旁路13的两端均连接在导热介质循环回路12上，其中，导热介质旁路13的一端位于加热介质换热器4和流量调节阀II7之间，该导热介质旁路13的另一端位于氧气气化器8和导热介质循环驱动器5之间，流量调节阀I6安装在导热介质旁路13上。液氧储罐10和氧气缓冲罐11均与氧气气化器8连接。流量调节阀III9连接在位于液氧储罐10和氧气气化器8之间的管路上。

本实施例中的氧气气化器8内设置有换热盘管81，液氧储罐10和氧气缓冲罐11均与换热盘管81连接。导热介质循环驱动器5为风机或泵。烟气换热器2采用水平布置或垂直布置。烟气换热器2采用错列布置或顺列布置。加热介质换热器4采用水平布置或垂直布置。加热介质换热器4采用错列布置或顺列布置。换热盘管81采用光管或鳍片管。氧气气化器8采用密封结构。

本实施例中电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧方法的步骤如下：通过调节流量调节阀III9，实现液氧储罐10中的液态氧稳定、连续的经过氧气气化器8，通过调节导热介质循环驱动器5以调节导热介质载热量，实现液态氧稳定、连续气化生成气态氧，气态氧再经过氧气缓冲罐11的缓冲作用后满足常规生产需求；在氧气气化器8中，高温导热介质经换热后变成低温导热介质，在导热介质循环驱动器5的作用下，低温导热介质离开氧气气化器8，流入烟气换热器2，经加热后变成高温导热介质，再回到氧气气化器8继续换热；在氧气需求量骤增的情况下，通过加热介质换热器4进一步加热烟气换热器2出口的高温导热介质，提高导热介质载热量，满足特殊工况稳燃时骤增的氧气需求量；同时设置导热介质旁路13，通过调节导热介质循环驱动器5、加热介质换热器4、流量调节阀I6和流量调节阀II7，调节烟气换热器2导热介质入口温度，防止烟气换热器2发生表面结露和表面低温酸腐蚀。

本实施例通过在电站锅炉的尾部烟道1布置烟气换热器2，充分利用烟气余热，降低排烟温度，提高系统效率，同时通过导热介质将烟气余热传递给氧气气化器8，实现液态氧气化成气态氧，满足系统运行过程中对氧气的需求。导热介质在烟气换热器2的内侧流动，烟气在外侧冲刷烟气换热器2；导热介质在换热盘管81和氧气气化器8外壁间流动，液氧或气液混合物在换热盘管81内侧流动。通过导热介质循环驱动器5控制导热介质在循环回路中的循环频率，控制导热介质在烟气换热器2和氧气气化器8中的换热效率，间接控制氧气气化器8中气态氧生成量。

本实施例中的加热介质换热器4通过加热介质在电站锅炉启动过程初始阶段或特殊运行阶段加热烟气，增加烟气在氧气气化器8中换热量，满足电站锅炉启动和稳燃过程对气态氧的需求量。流量调节阀I6和流量调节阀II7调节进入氧气气化器8中导热介质流量，控制氧气气化器8中氧气生成量；流量调节阀I6通过烟气再循环方式防止进入烟气换热器2入口导热介质温度偏低，避免烟气换热器2外壁发生结露而发生酸腐蚀。

本实施例中烟气换热器2优先选择逆流布置（也可采用顺流布置），布置在电站锅炉尾部烟道1，导热介质在烟气换热器2管内流动，高温烟气从烟气换热器2外侧流动；低温导热介质从烟气换热器2导热介质入口流入，高温导热介质从烟气换热器2导热介质出口流出，高温烟从烟气换热器2烟气入口流入，经换热后流出，从烟气换热器2烟气出口流出。

本实施例中加热介质换热器4优先选择逆流布置（也可采用顺流布置），来自烟气换热器2出口的导热介质从加热介质换热器4导热介质入口流入，从加热介质换热器4导热介质出口流出；加热介质从加热介质换热器4加热介质入口流入，从加热介质换热器4加热介质出口流出。

本实施例中氧气气化器8优先选择逆流布置（也可采用顺流布置），来自液氧储罐10的液氧从氧气气化器8的液氧入口流入，经换热气化后变成气态氧气，从氧气气化器8的氧气出口流出，进入氧气缓冲罐11；来自加热介质换热器4导热介质出口的导热介质大部分经流量调节阀II7流入氧气气化器8导热介质入口，经导热介质出口流出。

本实施例中在加热介质换热器4出口和氧气气化器8导热介质出口之间设置导热介质旁路13，并设置流量调节阀I 6；在氧气气化器8导热介质出口和导热介质旁路13出口的汇合点后方管路上设置导热介质循环驱动器5和温度传感器3。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统，包括液氧储罐，其特征在于：还包括尾部烟道、烟气换热器、温度传感器、加热介质换热器、导热介质循环驱动器、流量调节阀I、流量调节阀II、氧气气化器、氧气缓冲罐、导热介质循环回路和导热介质旁路，所述烟气换热器安装在尾部烟道内，所述烟气换热器、加热介质换热器、流量调节阀II、氧气气化器、导热介质循环驱动器和温度传感器依次连接在导热介质循环回路上；所述导热介质旁路的两端均连接在导热介质循环回路上，其中，所述导热介质旁路的一端位于加热介质换热器和流量调节阀II之间，该导热介质旁路的另一端位于氧气气化器和导热介质循环驱动器之间；所述流量调节阀I安装在导热介质旁路上，所述液氧储罐和氧气缓冲罐均与氧气气化器连接。

2.根据权利要求1所述的电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统，其特征在于：所述供氧系统还包括流量调节阀III，所述流量调节阀III连接在位于液氧储罐和氧气气化器之间的管路上。

3.根据权利要求1所述的电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统，其特征在于：所述氧气气化器内设置有换热盘管，所述液氧储罐和氧气缓冲罐均与换热盘管连接。

4.根据权利要求1所述的电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统，其特征在于：所述导热介质循环驱动器为风机或泵。

5.根据权利要求1所述的电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统，其特征在于：所述烟气换热器采用水平布置或垂直布置。

6.根据权利要求1所述的电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统，其特征在于：所述烟气换热器采用错列布置或顺列布置。

7.根据权利要求1所述的电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统，其特征在于：所述加热介质换热器采用水平布置或垂直布置。

8.根据权利要求1所述的电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统，其特征在于：所述加热介质换热器采用错列布置或顺列布置。

9.根据权利要求3所述的电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统，其特征在于：所述换热盘管采用光管或鳍片管。

10.根据权利要求3所述的电站锅炉富氧燃烧、富氧点火及稳燃的供氧系统，其特征在于：所述氧气气化器采用密封结构。