專利名稱：一種為煤粉鍋爐的煤粉直燃提供高溫空氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種為煤粉鍋爐的煤粉直燃提供高溫空氣的方法。
背景技術(shù)：
高溫低氧空氣燃燒是一種新型燃燒技術(shù)，是將預(yù)熱到800-1000℃的高溫空氣噴入燃燒室，燃燒室空氣含氧量在2-15％。高溫低氧燃燒從熱力學(xué)、動力學(xué)到燃燒室內(nèi)的傳熱過程，與傳統(tǒng)燃燒過程(空氣含氧21％、預(yù)熱至400℃以下)相比，都有明顯區(qū)別。這些特征為大幅度節(jié)省燃料、回收余熱、降低污染物排放、開發(fā)新型熱能利用途徑提供了前所未有的條件。
目前，提供高溫空氣的方法主要是利用蓄熱體技術(shù)，將高溫?zé)煔獾娘@熱傳給蓄熱體，再在常溫空氣鼓入時吸收儲存在蓄熱體中的熱量，從而實現(xiàn)所謂“極限余熱回收”和助燃空氣的高溫預(yù)熱。
針對煤粉鍋爐的高溫空氣煤粉直燃技術(shù)是從工業(yè)窯爐的高溫空氣燃燒技術(shù)得到啟發(fā)，將高溫空氣噴入鍋爐燃燒器，從而實現(xiàn)無油點火。但由于煤粉鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有飛灰，不可用來加熱蓄熱式燒嘴，因此利用蓄熱體技術(shù)回收煙氣預(yù)熱為煤粉鍋爐提供高溫空氣是不適宜的，這就給高溫空氣煤粉直燃技術(shù)的發(fā)展帶來了一個難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種完全不同于蓄熱體的高溫空氣提供方法，不采用蓄熱體加熱空氣，而是利用循環(huán)流化床燃燒室燃燒產(chǎn)生高溫富氧煙氣(高溫低氧空氣)。該方法在燃料在循環(huán)流化床燃燒室中的燃燒過程中，加入過量的空氣(過量空氣系數(shù)為1.1-3.5)，而獲得溫度和含氧量適宜高溫煤粉直燃的高溫低氧空氣，溫度和含氧量在一定范圍內(nèi)可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，再將其噴入燃燒器中，點燃煤粉，實現(xiàn)煤粉鍋爐無油點火，也可作為低負(fù)荷運行以及燃用低揮發(fā)份煤的穩(wěn)燃措施。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的為煤粉鍋爐的煤粉直燃提供高溫空氣的方法，其特征在于，在絕熱的循環(huán)流化床燃燒室中加入燃料和過量空氣系數(shù)為1.1-3.5的空氣，燃燒產(chǎn)生的高溫低氧空氣經(jīng)分離出循環(huán)灰后送入煤粉鍋爐的燃燒器，引燃煤粉鍋爐中的煤粉。所述高溫低氧空氣的溫度為800-1400℃，其含氧量為2％-15％。
本發(fā)明的原理是燃燒室處于絕熱狀態(tài)下，燃料燃燒產(chǎn)生的熱量均用于加熱過量空氣，根據(jù)過量空氣系數(shù)α與煙氣含氧量O2之間的關(guān)系α＝21/(21-O2)，過量空氣系數(shù)越大，則煙氣含氧量越高。同時過量空氣系數(shù)與煙氣溫度之間存在唯一關(guān)系，通過調(diào)節(jié)加入循環(huán)流化床燃燒室的空氣量和燃料量，可調(diào)節(jié)煙氣的溫度和含氧量。
本發(fā)明提供的為煤粉鍋爐的煤粉直燃提供高溫空氣的方法，其優(yōu)點是本發(fā)明的方法在燃料在循環(huán)流化床燃燒室中的燃燒過程中，加入過量的空氣(過量空氣系數(shù)為1.1-3.5)，而獲得溫度和含氧量適宜高溫煤粉直燃的高溫低氧空氣，溫度和含氧量在一定范圍內(nèi)可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，再將其噴入燃燒器中，點燃煤粉，實現(xiàn)煤粉鍋爐無油點火，也可作為低負(fù)荷運行以及燃用低揮發(fā)份煤的穩(wěn)燃措施。


圖1是本發(fā)明的流程示意圖；其中循環(huán)流化床燃燒室1分離器2燃料A 空氣B高溫低氧空氣C具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述圖1是本發(fā)明的流程示意圖，由圖可知，本發(fā)明的實施方式是在絕熱的循環(huán)流化床燃燒室1內(nèi)加入燃料A和過量空氣系數(shù)為1.1-3.5的空氣B，燃燒產(chǎn)生的高溫低氧空氣C經(jīng)分離器2分離出循環(huán)灰后，送入煤粉鍋爐燃燒器，引燃煤粉。
實施例1將燃料A(熱值4000大卡的煤)由循環(huán)流化床燃燒室的下部加入到絕熱的循環(huán)流化床燃燒室1內(nèi)，并由循環(huán)流化床燃燒室的底部通入過量空氣系數(shù)為1.11的空氣B，經(jīng)分離器2分離出循環(huán)灰后，可獲得溫度為1400℃、含氧量為2％的高溫低氧空氣C。
實施例2將燃料A(熱值3000大卡的煤)，加入到絕熱的循環(huán)流化床燃燒室1內(nèi)，并通入過量空氣系數(shù)為2.1的空氣B，經(jīng)分離器2分離出循環(huán)灰后，可獲得溫度為1100℃、含氧量為11％的高溫低氧空氣C。
實施例3將燃料A(熱值5000大卡的煤)，加入到絕熱的循環(huán)流化床燃燒室1內(nèi)，并通入過量空氣系數(shù)為3.0的空氣B，經(jīng)分離器2分離出循環(huán)灰后，可獲得溫度為900℃、含氧量為14％的高溫低氧空氣C。
實施例4將燃料A(熱值6000大卡的煤)，加入到絕熱的循環(huán)流化床燃燒室1內(nèi)，并通入過量空氣系數(shù)為3.5的空氣B，經(jīng)分離器2分離出循環(huán)灰后，可獲得溫度為800℃、含氧量為15％的高溫低氧空氣C。
權(quán)利要求
1.一種為煤粉鍋爐的煤粉直燃提供高溫空氣的方法，其特征在于，在絕熱的循環(huán)流化床燃燒室中加入燃料和過量空氣系數(shù)為1.1-3.5的空氣，燃燒產(chǎn)生的高溫低氧空氣經(jīng)分離出循環(huán)灰后送入煤粉鍋爐的燃燒器，引燃煤粉鍋爐中的煤粉。
2.按權(quán)利要求1所述的為煤粉鍋爐的高溫空氣煤粉直燃提供高溫空氣的方法，其特征在于，所述高溫低氧空氣的溫度為800-1400℃，其含氧量為2％-15％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種為煤粉鍋爐的煤粉直燃提供高溫空氣的方法，其特征在于，在絕熱的循環(huán)流化床燃燒室中加入燃料和過量空氣系數(shù)為1.1－3.5的空氣，燃燒產(chǎn)生的高溫低氧空氣經(jīng)分離出循環(huán)灰后送入煤粉鍋爐的燃燒器，引燃煤粉鍋爐中的煤粉。所述高溫低氧空氣的溫度為800－1400℃，其含氧量為2％－15％；該方法可得到溫度和含氧量在一定范圍內(nèi)可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的高溫低氧空氣，用于噴入煤粉鍋爐燃燒器中，點燃煤粉，實現(xiàn)煤粉鍋爐無油點火，也可作為低負(fù)荷運行以及燃用低揮發(fā)份煤的穩(wěn)燃措施。
文檔編號F23C10/18GK1869512SQ20051001181
公開日2006年11月29日 申請日期2005年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月27日
發(fā)明者呂清剛, 那永潔, 包紹麟, 高鳴, 孫運凱, 贠小銀, 賀軍 申請人:中國科學(xué)院工程熱物理研究所