專利名稱：：一種煤粉鍋爐富氧助燃的方法
技術領域：
：—種煤粉鍋爐富氧助燃的方法，涉及一種燃煤鍋爐的富氧燃燒方法。
背景技術：
：目前，膜法富氧助燃技術已在數(shù)臺燃油、燃煤和燃氣窯爐、鍋爐、加熱爐、造氣爐和焚燒爐等爐窯上應用。在國內外眾多的研究和應用方面的報道中，燃煤鍋爐得到成功開發(fā)應用的僅局限于一些中小鍋爐，且大多是鏈條爐。由于目前大型鍋爐大多為煤粉鍋爐，尋找煤粉鍋爐的富氧燃燒方法，對降低鍋爐能耗有重大意義。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術存在的不足，提供一種能有效利用富氧空氣流助燃、提高燃燒效率的燃煤鍋爐的富氧燃燒方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。—種燃煤鍋爐的富氧燃燒方法，其特征在于燃煤鍋爐的富氧燃燒過程首先將將空氣過濾凈化后，采用富氧發(fā)生器將空氣富氧化制得富氧氣體，再將制得富氧氣體干燥后預熱后，進入爐膛進行富氧燃燒。本發(fā)明的一種燃煤鍋爐的富氧燃燒方法，其特征在于其空氣富氧化制得富氧氣體的氧濃度為27%_30%。本發(fā)明的一種燃煤鍋爐的富氧燃燒方法，其特征在于其空氣富氧化制得富氧氣體干燥后的含水量為3%_5%。本發(fā)明的一種燃煤鍋爐的富氧燃燒方法，其特征在于其空氣富氧化制得富氧氣體干燥后預熱的溫度為260°C。本發(fā)明的一種燃煤鍋爐的富氧燃燒方法，其特征在于其富氧氣體干燥后預熱是經鍋爐高溫熱交換器預熱后，再經預熱至溫度為260°C。本發(fā)明的一種燃煤鍋爐的富氧燃燒方法，其特征在于其空氣富氧化制得富氧氣體干燥、預熱后進入爐膛后富氧氣體的流速為3845m/s，富氧流量為16002000NmVh，富氧噴射角度為44°，富氧噴射位置為爐膛四角、高度13.5m。本發(fā)明的一種燃煤鍋爐的富氧燃燒方法，其特征在于采用干式真空泵作用泵送氣體的方式。本發(fā)明的方法，利用大型仿真軟件CFX對鍋爐運行狀態(tài)進行三維仿真，了解爐膛火焰狀態(tài)，確定了爐內煤粉分布狀態(tài)，最佳的富氧條件。目前膜法富氧的流程主要有正壓法和負壓法兩種，正壓操作壓力大于等于0.4MPa，負壓操作真空度大于等于560mmHg兩種方式含氧量均可達28%_30%，考慮經濟性，選取負壓法。目前所能檢索到的資料顯示，負壓法的工藝設計均為空氣過濾一高壓風機膜一膜組件一真空泵一分離器一除濕器一加熱器，這種工藝最致命的缺點是除濕器解決不了氣體含水，除濕器是除去氣體中的滴狀水，而除去不掉氣體中的飽和水。富氧空氣中的水來源有兩處，一是富氧膜極易透過水蒸氣，其透過系數(shù)是氮氣的一百多倍，所以富氧空氣中含水都過飽和；二是水環(huán)式真空泵排氣帶水，由于真空泵壓縮比高，排氣溫度高，增加了氣體飽和水含量。這兩部分的水除濕器無法除去，而這部分水經測試高達5%7%，進入鍋爐后照下式分解發(fā)生吸熱反應H20(g)+C(g)=C0(g)+H(g)，AH0298/kj=131.3(lmol水蒸汽)。本發(fā)明的方法，其工藝過程改為空氣過濾一高壓風機一膜組件一干式真空泵一干燥器一預熱器。此工藝有以下優(yōu)點1)富氧空氣為干燥氣體；2)無軟水消耗；3)去掉汽水分離器、除濕器、排水泵、水環(huán)式真空泵進水穩(wěn)壓槽、水位控制裝置等，簡化裝置；4)減少占地面積。本發(fā)明的方法，為充分利用鍋爐的余熱，其富氣氣體的預熱過程，設計預熱器安裝在鍋爐高溫熱交換器之后，預熱后的富氧空氣溫度為260°C。測量富氧投入之前和投入之后燃燒器區(qū)域爐膛斷面上氣流分布的情況，通過對比，了解富氧投入后對氣流動力場的影響，以及整個爐內氣流的運動情況。為熱態(tài)運行調整，性能檢測及鍋爐正常運行提供必要的條件和依據(jù)。在鍋爐爐膛靜力場、動力場測試的基礎上，進行鍋爐爐膛內的三維溫度場、速度場及煤粉分布狀況的仿真計算，考察富氧助燃技術的應用對爐膛工況的影響。富氧空氣加入鍋爐后進行鍋爐系統(tǒng)熱平衡測試，根據(jù)測試結果進行計算，了解富空氧氣流對火焰的影響，進行一、二次風調整和控制，以及富氧空氣流量的調整和加入方向的調整。調試分兩種狀況調試負荷狀況在鍋爐負荷100%、80%、60%三種狀態(tài)下進行調試；系統(tǒng)狀況在風量、煤粉量不變的狀況下調試；在風量不變的、給粉量變化狀況下調試；在給粉量不變、風量變化狀況下調試。在以上調試中，進行鍋爐系統(tǒng)冷態(tài)動力場、熱平衡測試及調試，確定富氧空氣流的最佳流量和加入方向。本發(fā)明的方法，用干式真空泵取代水環(huán)式真空泵。本發(fā)明的方法，具有以下優(yōu)點1)富氧空氣為干燥氣體；2)無軟水消耗；3)去掉分離器、除濕器、排水泵、水環(huán)式真空泵進水穩(wěn)壓槽、水位控制裝置等，簡化了裝置；4)減少占地面積。改進后可減少水分3%-5%左右。有效提高了TCZ-150/3.82-l型鍋爐熱效率1.5%，并且實現(xiàn)了低負荷穩(wěn)定燃燒，有效防止結焦、降低Nox排量。具體實施例方式—種燃煤鍋爐的富氧燃燒方法，其燃煤鍋爐的富氧燃燒過程首先將將空氣過濾凈化后，采用富氧發(fā)生器將空氣富氧化制得富氧氣體，再將制得富氧氣體干燥后預熱后，進入爐膛進行富氧燃燒。操作時，在鍋爐上增加一套富氧裝置，在鍋爐四角上增加四套富氧噴嘴?？刂瓶諝飧谎趸频酶谎鯕怏w的氧濃度為27%_30%;干燥后的含水量為3%_5%;干燥后預熱的溫度為260°C;進入爐膛后富氧氣體的流速為3845m/s，富氧流量為16002000Nm3/h，富氧噴射角度為44°，富氧噴射位置為爐膛四角、高度13.5m;采用干式真空泵作用泵送氣體的方式。采用膜法富氧助燃技術可以從多方面改善燃燒狀況(1)、可以改善煤質量不穩(wěn)定而造成燃燒不穩(wěn)定的問題；(2)、改善空氣過剩系數(shù)偏小造成燃燒不完全的問題，減少機械和化學不完全燃燒損失，降低爐渣和飛灰中的可燃物；(3)、避免鍋爐冒黑煙，減少煙氣排放量，防止污染物排放超標；(4)、可以提高火焰中的溫度和火焰黑度，增強爐膛內的熱輻射成份，大大提高熱能的有效利用率，滿足鍋爐高負荷運轉的要求，提高鍋爐出力；(5)、提高火焰中心熱負荷強度，大大縮短燃盡的時間，減少火焰中心長度和截面積，并防止火焰中心偏移，減少鍋爐有關部位結焦，提高鍋爐運轉周期；(6)、可以適當減少送入爐瞠的空氣總量，提高熱能的有效利用率，降低排煙度。1.6#鍋爐在70%、90%、100%負荷下分別達到109.8、138.46、154.3t/h。2.因煤的配比而造成的煤質不穩(wěn)定和煤的質量較差引起的燃燒不穩(wěn)定得到改善。3.因過?？諝庀禂?shù)偏小而造成的燃燒不完全的現(xiàn)象得到改善，機械和化學不完全燃燒損失以及爐渣和飛灰中的可燃物有所降低。4.空氣富氧化制得富氧氣體的氧濃度為27%。5.其空氣富氧化制得富氧氣體干燥后的含水量為4%。6.富氧氣體干燥后預熱是經鍋爐高溫熱交換器預熱后，再經預熱至溫度為260°C。7.空氣富氧化制得富氧氣體干燥、預熱后進入爐膛后富氧氣體的流速為40m/s，富氧流量為2000NmVh，富氧噴射角度為44°，富氧噴射位置為爐膛四角、高度13.5m。8.采用干式真空泵作用泵送氣體的方式。9.運行測試數(shù)據(jù)見下表1、2、3、。表l70%負荷測試結果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3100%負荷測試結果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權利要求一種燃煤鍋爐的富氧燃燒方法，其特征在于燃煤鍋爐的富氧燃燒過程首先將將空氣過濾凈化后，采用富氧發(fā)生器將空氣富氧化制得富氧氣體，再將制得富氧氣體干燥后預熱后，進入爐膛進行富氧燃燒。2.根據(jù)權利要求1所述的一種燃煤鍋爐的富氧燃燒方法，其特征在于其空氣富氧化制得富氧氣體的氧濃度為27%-30%。3.根據(jù)權利要求1所述的一種燃煤鍋爐的富氧燃燒方法，其特征在于其空氣富氧化制得富氧氣體干燥后的含水量為3%-5%。4.根據(jù)權利要求1所述的一種燃煤鍋爐的富氧燃燒方法，其特征在于其空氣富氧化制得富氧氣體干燥后預熱的溫度為260°C。5.根據(jù)權利要求1所述的一種燃煤鍋爐的富氧燃燒方法，其特征在于其富氧氣體干燥后預熱是經鍋爐高溫熱交換器預熱后，再經預熱至溫度為260°C。6.根據(jù)權利要求1所述的一種燃煤鍋爐的富氧燃燒方法，其特征在于其空氣富氧化制得富氧氣體干燥、預熱后進入爐膛后富氧氣體的流速為3845m/s，富氧流量為16002000NmVh，富氧噴射角度為44°，富氧噴射位置為爐膛四角、高度13.5m。7.根據(jù)權利要求1所述的一種燃煤鍋爐的富氧燃燒方法，其特征在于采用干式真空泵作用泵送氣體的方式。全文摘要一種煤粉鍋爐富氧助燃的方法，涉及一種燃煤鍋爐的富氧燃燒方法。其特征在于燃煤鍋爐的富氧燃燒過程首先將將空氣過濾凈化后，采用富氧發(fā)生器將空氣富氧化制得富氧氣體，再將制得富氧氣體干燥后預熱后，進入爐膛進行富氧燃燒。本發(fā)明的方法，具有以下優(yōu)點1)富氧空氣為干燥氣體；2)無軟水消耗；3)去掉氣水分離器、除濕器、排水泵、水環(huán)式真空泵進水穩(wěn)壓槽、水位控制裝置等，簡化了裝置；4)減少占地面積。改進后可減少水分3％-5％左右。有效提高了TCZ-150/3.82-1型鍋爐熱效率，并且實現(xiàn)了低負荷穩(wěn)定燃燒，有效防止結焦、降低Nox排量。文檔編號F23L7/00GK101709881SQ200910242190公開日2010年5月19日申請日期2009年12月9日優(yōu)先權日2009年12月9日發(fā)明者呂子劍,周培紅,張瑜,李素芳,陳喬平申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司