一種純氧與煙氣的混合裝置以及富氧鍋爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種純氧與煙氣的混合裝置以及富氧鍋爐，所述混合裝置包括再循環(huán)煙道(1)和注氧器(2)，所述再循環(huán)煙道(1)中形成有鼓形的煙氣混合部(3)，所述注氧器(2)包括相連通的注氧器主體(21)和注氧接口(22)，所述注氧器主體(21)設(shè)置在所述煙氣混合部(3)中，所述注氧接口(22)穿過(guò)所述煙氣混合部(3)的外管壁向外伸出，所述注氧器主體(21)中設(shè)有向所述煙氣混合部(3)注入純氧的多個(gè)注氧孔(5)。該混合裝置能夠使得純氧和煙氣混合均勻，并且保證該混合裝置的安全性。
【專利說(shuō)明】一種純氧與煙氣的混合裝置以及富氧鍋爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鍋爐制造與改造領(lǐng)域，具體地，涉及一種純氧與煙氣的混合裝置以及具有所述混合裝置的富氧鍋爐。

【背景技術(shù)】
[0002]富氧燃燒是用比通?？諝?含氧21% )含氧濃度高的富氧空氣進(jìn)行燃燒，主要是以純氧代替空氣進(jìn)行燃料燃燒，以獲得高濃度的CO2 ;為控制鍋爐內(nèi)火焰溫度以及維持合適的傳熱特性，需要部分煙氣進(jìn)行再循環(huán)。富氧燃燒技術(shù)作為一種新型潔凈燃煤燃燒技術(shù)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)CO2的大規(guī)模捕集，還能夠降低NOx和SO2的生成，從而達(dá)到節(jié)能減排和企業(yè)增效的目的。
[0003]富氧鍋爐運(yùn)用了富氧燃燒技術(shù)來(lái)達(dá)到節(jié)省能源、減少污染的目的，富氧鍋爐一般采用純氧和煙氣混合的方式形成的助燃劑來(lái)使得燃煤燃燒，混合純氧和煙氣的方式通常分為預(yù)混和非預(yù)混兩種，如果通過(guò)預(yù)混的方式獲得含氧量較高的助燃劑，就需要合適的混合裝置，使得純氧與煙氣充分混合，保證混合均勻的同時(shí)，由于煙氣中存有焦炭等未完全燃燒物，還需要滿足安全性的要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種純氧與煙氣的混合裝置，該混合裝置能夠使得純氧和煙氣混合均勻，并且保證該混合裝置的安全性。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種純氧與煙氣的混合裝置，所述混合裝置包括再循環(huán)煙道和注氧器，所述再循環(huán)煙道中形成有鼓形的煙氣混合部，所述注氧器包括相連通的注氧器主體和注氧接口，所述注氧器主體設(shè)置在所述煙氣混合部中，所述注氧接口穿過(guò)所述煙氣混合部的外管壁向外伸出，所述注氧器主體中設(shè)有向所述煙氣混合部注入純氧的多個(gè)注氧孔。
[0006]優(yōu)選地，鼓形的所述煙氣混合部包括中間擴(kuò)口段和兩側(cè)的錐形段，所述注氧器設(shè)置在所述中間擴(kuò)口段中。
[0007]優(yōu)選地，所述中間擴(kuò)口段的管徑不小于所述錐形段的最小管徑的兩倍。
[0008]優(yōu)選地，所述注氧器主體為圍繞所述煙氣混合部的內(nèi)壁面設(shè)置的中空環(huán)形件。
[0009]優(yōu)選地，所述注氧接口為多個(gè)，該多個(gè)注氧接口在所述煙氣混合部的外管壁上沿周向均勻地間隔布置，并分別連通所述注氧器主體的中空腔。
[0010]優(yōu)選地，沿所述再循環(huán)煙道的煙氣流動(dòng)方向上，所述注氧孔形成在所述注氧器主體的背風(fēng)面上。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述注氧器主體上的所述注氧孔的面積之和與所述注氧接口的面積之和相等。
[0012]優(yōu)選地，多個(gè)所述注氧孔形成在所述注氧器主體的壁面上，并且遠(yuǎn)離所述再循環(huán)煙道的中心軸線的所述注氧孔的孔徑大于靠近所述再循環(huán)煙道的中心軸線的所述注氧孔的孔徑。
[0013]此外，根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種富氧鍋爐，所述富氧鍋爐包括助燃劑入口和與該助燃劑入口相連的空氣預(yù)熱器，所述富氧鍋爐還包括上述所述的純氧與煙氣的混合裝置，所述混合裝置的出口連接所述空氣預(yù)熱器。
[0014]通過(guò)上述技術(shù)方案，根據(jù)本實(shí)用新型提供的一種純氧與煙氣的混合裝置，該混合裝置包括再循環(huán)煙道和注氧器，再循環(huán)煙道中形成有鼓形的煙氣混合部，注氧器包括相連通的注氧器主體和注氧接口，注氧器主體設(shè)置在煙氣混合部中，注氧接口穿過(guò)煙氣混合部的外管壁向外伸出，注氧器主體中設(shè)有向煙氣混合部注入純氧的多個(gè)注氧孔。由于再循環(huán)煙道中形成有鼓形的煙氣混合部，不僅為純氧和煙氣的混合提供了空間，而且使得鼓形的煙氣混合部的煙氣的流速不會(huì)變化過(guò)大，又由于純氧通過(guò)注氧接口進(jìn)入與其相通的注氧器主體，通過(guò)注氧器主體中設(shè)有的多個(gè)注氧孔將純氧均勻地噴射進(jìn)入煙氣中，使得純氧和煙氣在很短的距離和時(shí)間內(nèi)混合均勻。另外，通過(guò)注氧器設(shè)置在在煙氣混合部中，注氧接口穿過(guò)煙氣混合部的外管壁向外伸出，采用的是純氧的內(nèi)注入式，使得純氧進(jìn)入再循環(huán)煙道中時(shí)，不會(huì)造成純氧在煙道壁面附近的富集，防止混合煙氣與煙道壁面摩擦而產(chǎn)生的安全隱患，保證混合裝置的安全。
[0015]本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]附圖是用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0017]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的純氧與煙氣的混合裝置的示意圖；
[0018]圖2是圖1的A-A剖視圖。
[0019]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0020]I 再循環(huán)煙道2 注氧器
[0021]3 煙氣混合部4 注氧孔
[0022]21注氧器主體22注氧接口
[0023]31中間擴(kuò)口段32錐形段
[0024]BB’中心軸線

【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0026]在本實(shí)用新型中，在未作相反說(shuō)明的情況下，使用的方位詞如“上、下、頂、底”通常是針對(duì)附圖所示的方向而言的或者是針對(duì)豎直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置關(guān)系描述用詞。
[0027]如圖1和2所示，本實(shí)用新型提供了一種純氧與煙氣的混合裝置，所述混合裝置包括再循環(huán)煙道I和注氧器2，再循環(huán)煙道I中形成有鼓形的煙氣混合部3，注氧器2包括相連通的注氧器主體21和注氧接口 22，注氧器主體21設(shè)置在煙氣混合部3中，注氧接口 22穿過(guò)煙氣混合部3的外管壁向外伸出，注氧器主體21中設(shè)有向煙氣混合部3注入純氧的多個(gè)注氧孔4。由于再循環(huán)煙道I中形成有鼓形的煙氣混合部3，不僅為純氧和煙氣的混合提供了空間，而且使得鼓形的煙氣混合部3的煙氣的流速不會(huì)變化過(guò)大，又由于純氧通過(guò)注氧接口 22進(jìn)入與其相通的注氧器主體21，通過(guò)注氧器主體21中設(shè)有的多個(gè)注氧孔4將純氧均勻地噴射進(jìn)入煙氣中，使得純氧和煙氣在很短的距離和時(shí)間內(nèi)混合均勻。另外，通過(guò)注氧器2設(shè)置在在煙氣混合部3中，注氧接口 22穿過(guò)煙氣混合部3的外管壁向外伸出，采用的是純氧的內(nèi)注入式，使得純氧進(jìn)入再循環(huán)煙道I中時(shí)，不會(huì)造成純氧在煙道壁面附近的富集，防止混合煙氣與煙道壁面摩擦而產(chǎn)生的安全隱患，保證混合裝置的安全。
[0028]特別地，鼓形的煙氣混合部3包括中間擴(kuò)口段31和兩側(cè)的錐形段32，注氧器2設(shè)置在中間擴(kuò)口段31中。再循環(huán)煙道I采用變徑的方式，保證在注氧器2的截面的位置上，再循環(huán)煙道I的煙氣的流速不會(huì)變化過(guò)大，因而使得煙氣在中間擴(kuò)口段31中的停留時(shí)間增力口，從而使得純氧與煙氣的混合更均勻。
[0029]特別地，中間擴(kuò)口段31的管徑不小于錐形段32的最小管徑的兩倍，中間擴(kuò)口段31為純氧和煙氣的混合提供更大的空間，在錐形段32中，隨著管徑的逐漸增大，煙氣的流速也隨之減小，通過(guò)錐形段32的過(guò)渡，煙氣在中間擴(kuò)口段31的流速基本平穩(wěn)，使得煙氣在中間擴(kuò)口段31的停留時(shí)間增加，從而提高了純氧與煙氣的混合效果。
[0030]特別地，注氧器主體21為圍繞煙氣混合部3的內(nèi)壁面設(shè)置的中空環(huán)形件，純氧通過(guò)注氧接口 22進(jìn)入中空環(huán)形件，由于環(huán)形件使得純氧與煙氣的接觸面積更大，從而使得純氧與煙氣的混合更均勻。又由于注氧器主體21是圍繞煙氣混合部3的內(nèi)壁面設(shè)置，因此實(shí)現(xiàn)純氧的內(nèi)注入，通過(guò)此內(nèi)注入式的結(jié)構(gòu)，使得純氧與煙氣更均勻地混合，而且不會(huì)造成純氧在再循環(huán)煙道I的壁面附近的富集，由于煙氣中焦炭等未完全燃燒物，避免了混合純氧的煙氣與再循環(huán)煙道I的壁面摩擦而產(chǎn)生的安全問(wèn)題，保證了純氧與煙氣的混合裝置的安全。
[0031]特別地，注氧接口 22為多個(gè)，該多個(gè)注氧接口 22在煙氣混合部3的外管壁上沿周向均勻地間隔布置，并分別連通注氧器主體21的中空腔。由于注氧接口 22為多個(gè)，因此可以根據(jù)生產(chǎn)需求來(lái)選擇注氧接口 22的數(shù)量，多個(gè)注氧接口 22在煙氣混合部3的外管壁上沿周向均勻地間隔布置，使得向煙氣混合部3內(nèi)注入的純氧流動(dòng)均勻，更易使純氧與煙氣混合均勻。通過(guò)控制注氧接口 22向注氧器主體21的中空腔注入純氧的量，來(lái)調(diào)節(jié)純氧與煙氣的混合比例，從而滿足不同負(fù)荷下的助燃劑含氧量的需求。
[0032]如圖1所示，箭頭所指的方向?yàn)樵傺h(huán)煙道I的煙氣流動(dòng)方向。為了避免由于逆煙氣流動(dòng)方向，注入到再循環(huán)煙道I的純氧由于煙氣的流動(dòng)被吹回到注氧器2內(nèi)，造成純氧無(wú)法注入，達(dá)不到混合的效果，因此，特別地，如圖1和2所示，在本優(yōu)選實(shí)施方式中，在沿再循環(huán)煙道I的煙氣流動(dòng)方向上，注氧孔4形成在注氧器主體21的背風(fēng)面上，使得注入到再循環(huán)煙道I的純氧能夠均勻地噴射到煙氣中，從而提高了純氧和煙氣的混合效果。
[0033]特別地，如圖2所示，注氧器主體21上的注氧孔4的面積之和與注氧接口 22的面積之和相等。使得通過(guò)注氧接口 22注入到注氧器主體21內(nèi)的純氧量與通過(guò)注氧孔4注入到再循環(huán)煙道I內(nèi)的純氧量大致相等，保證了純氧在注入時(shí)的流速不會(huì)發(fā)生過(guò)大的變化，使得純氧平穩(wěn)均勻地噴射到煙氣中。
[0034]特別地，多個(gè)注氧孔4形成在注氧器主體21的壁面上，并且遠(yuǎn)離再循環(huán)煙道I的中心軸線BB’的注氧孔4的孔徑大于靠近再循環(huán)煙道I的中心軸線BB’的注氧孔4的孔徑。由于遠(yuǎn)離再循環(huán)煙道I的中心軸線BB’的注氧孔4所接觸的空間大于靠近再循環(huán)煙道I的中心軸線BB’的注氧孔4所接觸的空間，因此將遠(yuǎn)離再循環(huán)煙道I的中心軸線BB’的注氧孔4的孔徑設(shè)計(jì)得比靠近再循環(huán)煙道I的中心軸線BB’的注氧孔4的孔徑大，從而使得純氧在煙氣混合部3的停留時(shí)間增加，保證了純氧與煙氣良好的混合效果。
[0035]此外，本實(shí)用新型還提供了一種富氧鍋爐，富氧鍋爐包括助燃劑入口和與該助燃劑入口相連的空氣預(yù)熱器，富氧鍋爐還包括上述所述的純氧與煙氣混合裝置，混合裝置的出口連接空氣預(yù)熱器?？諝忸A(yù)熱器是利用鍋爐尾部煙道的煙氣熱量來(lái)加熱進(jìn)入鍋爐的空氣，從而降低了排煙損失，提高了進(jìn)風(fēng)溫度，提高鍋爐的效率。為了保證純氧和煙氣的混合裝置以及富氧鍋爐的安全，由于空氣預(yù)熱器與混合裝置的入口相連時(shí)，此時(shí)煙氣的溫度較高，在與注入的純氧混合時(shí)容易產(chǎn)生安全隱患，因此，在本實(shí)用新型中，將空氣預(yù)熱器與混合裝置的出口相連，此時(shí)的煙氣溫度較低，保證了純氧與煙氣的混合裝置以及富氧鍋爐的安全性。
[0036]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0037]另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
[0038]此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開(kāi)的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種純氧與煙氣的混合裝置，其特征在于，所述混合裝置包括再循環(huán)煙道(I)和注氧器(2)，所述再循環(huán)煙道(I)中形成有鼓形的煙氣混合部(3)，所述注氧器(2)包括相連通的注氧器主體(21)和注氧接口(22)，所述注氧器主體(21)設(shè)置在所述煙氣混合部(3)中，所述注氧接口(22)穿過(guò)所述煙氣混合部(3)的外管壁向外伸出，所述注氧器主體(21)中設(shè)有向所述煙氣混合部(3)注入純氧的多個(gè)注氧孔(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合裝置，其特征在于，鼓形的所述煙氣混合部(3)包括中間擴(kuò)口段(31)和兩側(cè)的錐形段(32)，所述注氧器(2)設(shè)置在所述中間擴(kuò)口段(31)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合裝置，其特征在于，所述中間擴(kuò)口段(31)的管徑不小于所述錐形段(32)的最小管徑的兩倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合裝置，其特征在于，所述注氧器主體(21)為圍繞所述煙氣混合部(3)的內(nèi)壁面設(shè)置的中空環(huán)形件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合裝置，其特征在于，所述注氧接口(22)為多個(gè)，該多個(gè)注氧接口(22)在所述煙氣混合部(3)的外管壁上沿周向均勻地間隔布置，并分別連通所述注氧器主體(21)的中空腔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合裝置，其特征在于，沿所述再循環(huán)煙道(I)的煙氣流動(dòng)方向上，所述注氧孔(4)形成在所述注氧器主體(21)的背風(fēng)面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合裝置，其特征在于，所述注氧器主體(21)上的所述注氧孔(4)的面積之和與所述注氧接口(22)的面積之和相等。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合裝置，其特征在于，多個(gè)所述注氧孔(4)形成在所述注氧器主體(21)的壁面上，并且遠(yuǎn)離所述再循環(huán)煙道(I)的中心軸線(BB’)的所述注氧孔(4)的孔徑大于靠近所述再循環(huán)煙道⑴的中心軸線(BB’ )的所述注氧孔⑷的孔徑。
9.一種富氧鍋爐，所述富氧鍋爐包括助燃劑入口和與該助燃劑入口相連的空氣預(yù)熱器，其特征在于，所述富氧鍋爐還包括上述權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的純氧與煙氣的混合裝置，所述混合裝置的出口連接所述空氣預(yù)熱器。
【文檔編號(hào)】F23L7/00GK204063109SQ201420450287
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】毛宇, 吉彥鵬, 陳燦, 韋耿, 韓濤, 盧權(quán), 周宏寶, 趙瑞, 張興軍, 王銳 申請(qǐng)人:中國(guó)神華能源股份有限公司, 北京國(guó)華電力有限責(zé)任公司, 神華國(guó)華（北京）電力研究院有限公司, 東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司