[實(shí)用新型]一種用于燃煤發(fā)電富氧燃燒的外置式氧氣注入裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320849439.2
• 申請(qǐng)日: 2013-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN203656963U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅培舫;李孟陽;鄭楚光;柳朝暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F23L7/00
• 分類號(hào): F23L7/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)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)電富氧燃燒的外置式氧氣注入裝置。

背景技術(shù)

我國燃煤發(fā)電技術(shù)中，CO₂的大量排放對(duì)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(diǎn)，已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的重點(diǎn)。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(shí)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(jìn)一步的冷凝壓縮純化，可較容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模化CO₂富集和減排。

然而，在實(shí)踐操作中，如何將純氧與煙氣進(jìn)行有效均勻的混合對(duì)于富氧燃燒的效果具備很大影響。尤其是，對(duì)于百萬兆瓦級(jí)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(shí)間內(nèi)實(shí)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(dāng)氧氣和煙氣未能及時(shí)、均勻混合時(shí)，會(huì)導(dǎo)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(jìn)而使得燃燒不能穩(wěn)定和充分地進(jìn)行。相應(yīng)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(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種用于燃煤發(fā)電富氧燃燒的外置氧氣注入裝置，其中通過結(jié)合富氧燃燒過程自身的特點(diǎn)來構(gòu)建外置式氧氣注入裝置，并對(duì)其具體結(jié)構(gòu)及其設(shè)置方式等進(jìn)行設(shè)計(jì)，相應(yīng)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(shí)具備結(jié)構(gòu)緊湊、便于操控等特點(diǎn)，因而尤其適用于百萬兆級(jí)以上富氧燃燒電廠的圓形管道氣體混合過程。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型，提供了一種用于燃煤發(fā)電富氧燃燒的外置式氧氣注入裝置，其特征在于，該裝置包括沿著圓柱形煙道的軸向方向彼此分層間隔設(shè)置的多個(gè)氧氣注入管路，并且各層氧氣注入管路均包括處于煙道外部的豎管、環(huán)形管、噴管和清潔用孔，其中：

各個(gè)豎管的一端分別與對(duì)應(yīng)的環(huán)形管相連通，并通過調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)氧氣流量，所有豎管的另外一端共同連接于氧氣輸入主管；

各個(gè)環(huán)形管相對(duì)于圓柱形煙道環(huán)繞而設(shè)置，其內(nèi)側(cè)經(jīng)由多個(gè)所述噴管與煙道相連通，由此將氧氣噴入煙道內(nèi)部與煙氣相混合；

各個(gè)噴管與圓形煙道的表面以相同的銳角傾斜相交，并且位于同一層氧氣注入管路的噴管傾斜方向相同，而位于相鄰兩層氧氣注入管路的噴管傾斜方向彼此相反；

各個(gè)清潔用孔設(shè)置在環(huán)形管的最下方，并用于使工作過程中產(chǎn)生的冷凝水和積灰在重力作用下排出。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，各個(gè)噴口與圓形煙道表面之間以相同的角度相交，且噴口軸線與圓柱形煙道徑向夾角在10°～45°之間。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，對(duì)于各層氧氣注入管路而言，其豎管、環(huán)形管、噴管和清潔用孔均位于同一平面上。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述氧氣輸入主管上還配備有流量測(cè)定及調(diào)節(jié)單元，由此可通過改變氧氣輸送流量來控制氧氣與煙氣的混合比例。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，位于同一層氧氣注入管路的管道結(jié)構(gòu)相同，氧氣注入管路的層數(shù)可根據(jù)工況增減，并且相鄰的氧氣注入管路可以相互替換

總體而言，通過本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用環(huán)形分層結(jié)構(gòu)來執(zhí)行氧氣注入過程，并對(duì)各層的具體結(jié)構(gòu)及設(shè)置方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，較多的測(cè)試表明，能夠很好地克服富氧燃燒時(shí)氧氣和煙氣混合不均勻而導(dǎo)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(shí)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(shí)踐提供了有利保障。

附圖說明

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

圖2是用于更詳細(xì)顯示圖1中各層氧氣注入裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖3是僅顯示了煙道和多個(gè)噴管的外置式氧氣注入裝置的結(jié)構(gòu)立體圖；

在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中：

1-煙道?2-清潔用孔?3-環(huán)形管?4-豎管?5-調(diào)節(jié)閥?6-集箱管?7-氧氣輸入主管?8-流量測(cè)定及調(diào)節(jié)單元?9-噴管

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。