[實用新型]一種用于燃煤發(fā)電富氧燃燒的內(nèi)置式氧氣注入裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320849438.8
• 申請日: 2013-12-21
• 公開（公告）號: CN203628700U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 傅培舫;李孟陽;鄭楚光;柳朝暉
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學
• 主分類號: F23L7/00
• 分類號: F23L7/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于燃煤發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于燃煤發(fā)電富氧燃燒的內(nèi)置式氧氣注入裝置。

背景技術(shù)

我國燃煤發(fā)電技術(shù)中，CO₂的大量排放對環(huán)境惡化造成很大影響。富氧燃燒憑借其零排放以及和傳統(tǒng)空氣燃燒技術(shù)的良好銜接性的優(yōu)點，已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的重點。所謂富氧燃燒，是在現(xiàn)有燃煤發(fā)電技術(shù)基礎(chǔ)上，用高純度的氧代替助燃空氣，同時采用煙氣循環(huán)調(diào)節(jié)鍋爐的燃燒和傳熱特性，可獲得高濃度的富CO₂煙氣，并通過進一步的冷凝壓縮純化，可較容易實現(xiàn)大規(guī)?；疌O₂富集和減排。

然而，在實踐操作中，如何將純氧與煙氣進行有效均勻的混合對于富氧燃燒的效果具備很大影響。尤其是，對于百萬兆瓦級以上的富氧燃燒電廠，考慮到其管道尺寸通常較大，難以在短時間內(nèi)實現(xiàn)氧氣和煙氣的混合均勻，并存在混合比例調(diào)節(jié)不便等問題；當氧氣和煙氣未能及時、均勻混合時，會導致爐膛出現(xiàn)不合理的局部高溫區(qū)域，影響煤粉燃盡度，進而使得燃燒不能穩(wěn)定和充分地進行。相應地，本領(lǐng)域中亟需尋找更為完善的氧氣注入方案，以便解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的以上問題。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種用于燃煤發(fā)電富氧燃燒的內(nèi)置式氧氣注入裝置，其中通過結(jié)合富氧燃燒過程自身的特點來構(gòu)建內(nèi)置式氧氣注入裝置，并對其具體結(jié)構(gòu)及其設(shè)置方式等進行設(shè)計，相應能夠保證快捷、均勻地執(zhí)行氧氣與氧氣的混合，有效避免燃燒不穩(wěn)定等問題，同時具備結(jié)構(gòu)緊湊、便于操控等特點，因而尤其適用于百萬兆級以上富氧燃燒電廠的大尺寸管道氣體混合過程。

為實現(xiàn)上述目的，按照本實用新型，提供了一種用于燃煤發(fā)電富氧燃燒的內(nèi)置式氧氣注入裝置，其特征在于，該裝置包括多個第一氧氣注入管路和多個第二氧氣注入管路，所述第一和第二氧氣注入管路的主體結(jié)構(gòu)和噴口均處于沿X軸方向也即煙氣流動方向布置的煙道的內(nèi)部，并且第一氧氣注入管路與第二氧氣注入管路沿著煙氣的左右流動方向彼此分層間隔設(shè)置，其中：

所述第一氧氣注入管路包括沿著Z軸豎直方向設(shè)置的主干管路、以及與該主干管路各自呈小于90^°夾角相連通的多個分支管路，這些分支管路向下傾斜延伸且其末端及管壁上分別開有多個噴口，以此方式，氧氣從煙道上部進入主干管路，再經(jīng)由各個分支管路從噴口噴入煙道內(nèi)部與煙氣相混合，同時便于冷凝水和積灰在重力作用下的排出；

所述第二氧氣注入管路包括沿著Y軸水平方向設(shè)置的主干管路、以及分設(shè)在該主干管路上下兩側(cè)且各自呈90^°夾角相連通的多個分支管路，這些分支管路的末端及管壁上分別開有多個噴口，以此方式，氧氣從煙道側(cè)部進入主干管路，再經(jīng)由分支管路從噴口噴入煙道內(nèi)部與煙氣相混合，同時使冷凝水和積灰在重力作用直接從處于主干管路下側(cè)的分支管路排出。

作為進一步優(yōu)選地，各層所述第一氧氣注入管路的分支管路相對于主干管路前后對稱地分布，并且所有分支管路的中心線與主干管路的中心線位于同一平面上。

作為進一步優(yōu)選地，各層所述第二氧氣注入管路的分支管路相對于主干管路上下對稱地分布，并且所有分支管路的中心線與主干管路的中心線位于同一平面上。

作為進一步優(yōu)選地，對于第一、第二氧氣注入管路而言，各層的主干管路和分支管路的中軸線分別與煙道X軸方向相互垂直。

作為進一步優(yōu)選地，對于第一、第二氧氣注入管路而言，各層的管路氧氣入口分別與氧氣源可控地相連接，并通過改變氧氣入口的流量來控制氧氣與煙氣的混合比例。

作為進一步優(yōu)選地，各個所述第一氧氣注入管路的結(jié)構(gòu)相同，各個所述第二氧氣注入管路的結(jié)構(gòu)相同，并且相鄰各層氧氣注入管路可相互替換，管路的總層數(shù)可增減。

總體而言，通過本實用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用分層結(jié)構(gòu)來執(zhí)行氧氣注入過程，并對各層的具體結(jié)構(gòu)及設(shè)置方式進行設(shè)計，較多的測試表明，能夠很好地克服富氧燃燒時氧氣和煙氣混合不均勻而導致的局部高溫和煤粉燃盡度偏低的問題，保證快捷、均勻地執(zhí)行氧氣與氧氣的混合，同時還能有效解決電廠變工況要求、設(shè)備易腐蝕和工作壽命偏低等難題，從而為富氧燃燒的工業(yè)實踐提供了有利保障。

附圖說明

圖1是按照本實用新型優(yōu)選實施方式而構(gòu)建的內(nèi)置式氧氣注入裝置的主體結(jié)構(gòu)立體圖；

圖2是圖1中所示內(nèi)置式氧氣注入裝置的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

圖3是用于更詳細地顯示第一氧氣注入管路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是用于更詳細地顯示第二氧氣注入管路的結(jié)構(gòu)示意圖；