專利名稱：：一種煤粉鍋爐富氧助燃的方法
技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
：目前，膜法富氧助燃技術(shù)已在數(shù)臺燃油、燃煤和燃?xì)飧G爐、鍋爐、加熱爐、造氣爐和焚燒爐等爐窯上應(yīng)用。在國內(nèi)外眾多的研究和應(yīng)用方面的報(bào)道中，燃煤鍋爐得到成功開發(fā)應(yīng)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(nèi)容本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術(shù)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(shù)方案實(shí)現(xiàn)的?！N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(yù)熱后，進(jìn)入爐膛進(jìn)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(yù)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(yù)熱是經(jīng)鍋爐高溫?zé)峤粨Q器預(yù)熱后，再經(jīng)預(yù)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(yù)熱后進(jìn)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(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行三維仿真，了解爐膛火焰狀態(tài)，確定了爐內(nèi)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(fù)壓法兩種，正壓操作壓力大于等于0.4MPa，負(fù)壓操作真空度大于等于560mmHg兩種方式含氧量均可達(dá)28%_30%，考慮經(jīng)濟(jì)性，選取負(fù)壓法。目前所能檢索到的資料顯示，負(fù)壓法的工藝設(shè)計(jì)均為空氣過濾一高壓風(fēng)機(jī)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(diǎn)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?dú)獾囊话俣啾?，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(jīng)測試高達(dá)5%7%，進(jìn)入鍋爐后照下式分解發(fā)生吸熱反應(yīng)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(fēng)機(jī)一膜組件一干式真空泵一干燥器一預(yù)熱器。此工藝有以下優(yōu)點(diǎn)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(jìn)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(yù)熱過程，設(shè)計(jì)預(yù)熱器安裝在鍋爐高溫?zé)峤粨Q器之后，預(yù)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(dòng)力場的影響，以及整個(gè)爐內(nèi)氣流的運(yùn)動(dòng)情況。為熱態(tài)運(yùn)行調(diào)整，性能檢測及鍋爐正常運(yùn)行提供必要的條件和依據(jù)。在鍋爐爐膛靜力場、動(dòng)力場測試的基礎(chǔ)上，進(jìn)行鍋爐爐膛內(nèi)的三維溫度場、速度場及煤粉分布狀況的仿真計(jì)算，考察富氧助燃技術(shù)的應(yīng)用對爐膛工況的影響。富氧空氣加入鍋爐后進(jìn)行鍋爐系統(tǒng)熱平衡測試，根據(jù)測試結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，了解富空氧氣流對火焰的影響，進(jìn)行一、二次風(fēng)調(diào)整和控制，以及富氧空氣流量的調(diào)整和加入方向的調(diào)整。調(diào)試分兩種狀況調(diào)試負(fù)荷狀況在鍋爐負(fù)荷100%、80%、60%三種狀態(tài)下進(jìn)行調(diào)試；系統(tǒng)狀況在風(fēng)量、煤粉量不變的狀況下調(diào)試；在風(fēng)量不變的、給粉量變化狀況下調(diào)試；在給粉量不變、風(fēng)量變化狀況下調(diào)試。在以上調(diào)試中，進(jìn)行鍋爐系統(tǒng)冷態(tài)動(dòng)力場、熱平衡測試及調(diào)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(diǎn)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(jìn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)了低負(fù)荷穩(wěn)定燃燒，有效防止結(jié)焦、降低Nox排量。具體實(shí)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(yù)熱后，進(jìn)入爐膛進(jìn)行富氧燃燒。操作時(shí)，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(yù)熱的溫度為260°C;進(jìn)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(shù)可以從多方面改善燃燒狀況(1)、可以改善煤質(zhì)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(jī)械和化學(xué)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(biāo)；(4)、可以提高火焰中的溫度和火焰黑度，增強(qiáng)爐膛內(nèi)的熱輻射成份，大大提高熱能的有效利用率，滿足鍋爐高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，提高鍋爐出力；(5)、提高火焰中心熱負(fù)荷強(qiáng)度，大大縮短燃盡的時(shí)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(guān)部位結(jié)焦，提高鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)周期；(6)、可以適當(dāng)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(fù)荷下分別達(dá)到109.8、138.46、154.3t/h。2.因煤的配比而造成的煤質(zhì)不穩(wěn)定和煤的質(zhì)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(jī)械和化學(xué)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(yù)熱是經(jīng)鍋爐高溫?zé)峤粨Q器預(yù)熱后，再經(jīng)預(yù)熱至溫度為260°C。7.空氣富氧化制得富氧氣體干燥、預(yù)熱后進(jìn)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(yùn)行測試數(shù)據(jù)見下表1、2、3、。表l70%負(fù)荷測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3100%負(fù)荷測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)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(yù)熱后，進(jìn)入爐膛進(jìn)行富氧燃燒。2.根據(jù)權(quán)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(quán)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(quán)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(yù)熱的溫度為260°C。5.根據(jù)權(quán)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(yù)熱是經(jīng)鍋爐高溫?zé)峤粨Q器預(yù)熱后，再經(jīng)預(yù)熱至溫度為260°C。6.根據(jù)權(quán)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(yù)熱后進(jìn)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(quán)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(yù)熱后，進(jìn)入爐膛進(jìn)行富氧燃燒。本發(fā)明的方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)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(jìn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)了低負(fù)荷穩(wěn)定燃燒，有效防止結(jié)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(quán)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