[發明專利]用于改進燃燒過程的方法及系統

無效

• 申請號: 201080039279.4
• 申請日: 2010-07-20
• 公開（公告）號: CN102483234A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 布萊恩·S·希金斯;J·戴維·馬丁
• 申請（專利權）人: 奈科莫博提克公司
• 主分類號: F23N3/00
• 分類號: F23N3/00;F23N5/18
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

技術領域

本發明大體上涉及用于改進燃燒過程的方法及系統，且更特定地涉及用于降低選自灰燼積累、腐蝕及不完全燃燒的至少一個燃燒問題的發生率的方法及系統。

背景技術

燃燒系統在此項技術中是已知的，且可包括(例如)粉煤廠、循環流化床、燃氣系統、燃油系統、垃圾焚化爐、直接燃燒過程加熱器、切向燃燒鍋爐、木柴燃燒系統等。各種燃燒系統的共有元件通常包括燃燒腔及用于引燃位于所述燃燒腔中的燃料的燃燒器。圖1展示包括鍋爐2及燃燒腔4的燃燒系統1的一個實例。燃料(比如，煤)通過進料器5被饋送到燃燒腔4，在此處，其由燃燒器5a迅速地引燃以產生火焰5b。所得火焰將熱及/或煙道氣體送到所述系統的各種區域中，比如6a、6b、6c、6d、6e等。燃燒系統部件可包括壁7a、鍋爐鼓7b、過熱器7c、再熱器7d、節約器7e及空氣加熱器7f。

為簡要地概括所描繪的燃燒系統的操作(但不限制)，由燃燒產生的蒸汽與水在鍋爐鼓7b處分開。蒸汽接著行進到過熱器7c，在此處，其溫度迅速地升高。將蒸汽從過熱器7c用管道運輸到渦輪(未展示)。來自所述渦輪的蒸汽回到再熱器7d，在此處，其被再次加熱。將蒸汽從再熱器7d用管道運輸到另一個渦輪階段(未顯示)。來自此渦輪階段的蒸汽接著經冷凝，然后在節約器7e中被再次加熱。可將蒸汽從節約器7e饋送到鼓7b以重復所述循環。所屬領域的一般技術人員將了解，以上對部件及功能的描述是說明性的，且所述燃燒系統可具有多種不同配置。不考慮燃燒系統的構造，高效操作是合意的。

然而，燃燒可產生若干問題，其導致具有鍋爐的系統以及其它類型的燃燒系統中的降低的效率或增加的操作成本。舉例來說，燃燒可產生物質積累，比如內表面(例如，壁7a、鍋爐鼓7b、過熱器7c、再熱器7d及節約器7e或其它上游或下游部件)上的灰燼8。灰燼積累是不合意的，因為其導致(尤其)熱傳遞損失、爐渣形成、結垢、熱傳遞表面上的壓力降低、燒結塊、阻塞等。而且，腐蝕10可作為灰燼積累的結果而發生，潛在地需要對系統部件(例如，鍋爐的管道表面)的昂貴維修。因此，一些人試圖通過物理方法(例如，吹動煙灰、爆燃、槍擊)來移除灰燼積累。一些人還試圖通過化學注射或通過聲波破壞來移除灰燼積累。

燃燒系統中有時存在的另一個問題是不完全燃燒的發生，其可導致顯著數量的未燃燒燃料及能量損失。

本發明的各種實施例提供此項技術中的各種進步。

發明內容

作為概述，本發明(尤其)是針對降低選自灰燼積累及腐蝕的至少一個問題的發生率。本發明還(尤其)是針對催化燃燒(比如，減少燃燒系統中未燃燒燃料的量)

在一些實施例中，本發明包括用于降低灰燼積累及腐蝕中的至少一者的發生率的方法。一個實施例包括提供能夠散發煙道氣體且將空氣施加到燃燒系統的內表面(ISCS)以降低灰燼積累及腐蝕中的至少一者的發生率的燃燒系統。在一個實施例中，將空氣施加到ISCS是通過使用至少一個設備將空氣從燃燒系統的一個或一個以上入口點傳送到ISCS而發生。通常以選自約50到約300m/s的速度及選自約50到約4000實際立方英尺每分鐘(ACFM)的體積流量施加空氣。在一個實施例中，空氣施加足以將觸及所關注的ISCS部分的煙道氣體中的氧氣濃度提高到約2％或更高。在另一個實施例中，空氣施加足以將觸及ISCS的煙道氣體中的CO濃度降低到小于5000ppm?CO。在另一個實施例中，將至少一種煙氣側化學處理(FCT)化學制品施加到所述燃燒系統中以進一步降低上述問題中的至少一者的發生率。在另一個實施例中，將至少一種FCT化學制品饋送到所施加空氣中，以使得所述至少一種FCT化學制品與空氣(例如)經由經配置以施加空氣及至少一種FCT化學制品的一個或一個以上設備被一起施加。

本發明還包括用于降低選自灰燼積累及腐蝕的至少一個問題的發生率的處理系統及方法。一個實施例包括經配置以通過一個或一個以上燃燒系統端口來傳送空氣的至少一個設備。在一個實施例中，空氣推進器(例如，鼓風機或壓縮機)連接到所述設備，且經配置以產生選自約50到300m/s的空氣速度及選自約50到約4000ACFM的體積流量。在另一個實施例中，設備與化學制品儲存系統連通，比如，所述設備與用于將至少一種FCT化學制品饋送到所述設備的通道連通。在另一個實施例中，設備與液體供應連通。

本發明還包括具有提高效率的燃燒系統。一個實施例包括具有用于降低選自灰燼積累及腐蝕的至少一個問題的發生率的處理系統的燃燒系統。