[發(fā)明專利]均勻燃燒且防腐蝕防結(jié)焦的超臨界CO2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010986243.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN112161261B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向軍;朱萌;周敬;陳磊;蘇勝;徐俊;李艾書;胡松;汪一;江龍;韓亨達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F22B3/02
• 分類號(hào): F22B3/02;F22B3/08;F23C5/32;F23C7/00;F23C9/06;F23L1/00;F23L5/02;F23L9/00;F23M9/00
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 徐琪琦

本發(fā)明公開的均勻燃燒且防腐蝕防結(jié)焦的超臨界CO₂鍋爐及鍋爐系統(tǒng)包括主燃燒室、上爐膛、折焰角和煙道，主燃燒室的橫截面為圓形、橢圓形或N邊形，且N4，主燃燒室上設(shè)有至少四個(gè)燃燒器組，每個(gè)燃燒器組對(duì)應(yīng)的每組燃燒器噴口包括再循環(huán)風(fēng)噴口、一次風(fēng)噴口和二次風(fēng)噴口，一次風(fēng)噴口兩側(cè)設(shè)有對(duì)稱分布的側(cè)再循環(huán)風(fēng)噴口，再循環(huán)風(fēng)噴口和側(cè)再循環(huán)風(fēng)噴口用以向主燃燒室內(nèi)送入再循環(huán)煙氣或再循環(huán)煙氣與二次風(fēng)的混合氣體，一次風(fēng)噴口用以向主燃燒室內(nèi)送入一次風(fēng)或一次風(fēng)與再循環(huán)煙氣的混合氣體，二次風(fēng)噴口用以向主燃燒室內(nèi)送入二次風(fēng)或二次風(fēng)與再循環(huán)煙氣的混合氣體，使超臨界二氧化碳鍋爐及鍋爐系統(tǒng)負(fù)荷均勻，并避免鍋爐壁面發(fā)生高溫腐蝕與結(jié)焦結(jié)渣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超臨界二氧化碳鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防腐蝕防結(jié)焦的超臨界二氧化碳鍋爐及鍋爐系統(tǒng)。

背景技術(shù)

超臨界二氧化碳燃煤發(fā)電技術(shù)目前是國際上研究的熱點(diǎn)，該技術(shù)具有效率高、成本低以及環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。然而由于超臨界二氧化碳鍋爐將傳統(tǒng)鍋爐中的水工質(zhì)更換為二氧化碳，導(dǎo)致傳統(tǒng)的鍋爐結(jié)構(gòu)并不能完全適用于超臨界二氧化碳鍋爐。目前傳統(tǒng)的大型燃煤鍋爐均為矩形結(jié)構(gòu)，然后形成四角切圓燃燒、雙切圓燃燒或者對(duì)沖燃燒，但這種方式下必然會(huì)導(dǎo)致燃燒在整個(gè)燃燒室內(nèi)分布不均勻，部分爐墻的熱流密度高以及近壁面氧氣濃度低。這在超臨界二氧化碳鍋爐中是不允許的，因?yàn)槌R界二氧化碳鍋爐的壁面溫度相比傳統(tǒng)鍋爐會(huì)增加約200℃，如果部分爐墻的熱流密度很高、近壁面氧氣濃度低，將會(huì)導(dǎo)致超溫爆管、高溫腐蝕、結(jié)焦結(jié)渣等問題，威脅鍋爐安全性。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種均勻燃燒且防腐蝕防結(jié)焦的超臨界CO₂鍋爐及鍋爐系統(tǒng)，采用的技術(shù)方案為：

一種均勻燃燒且防腐蝕防結(jié)焦的超臨界CO₂鍋爐，包括主燃燒室、上爐膛、折焰角和煙道，所述上爐膛豎向設(shè)置在所述主燃燒室的上端，且其上端通過折焰角與煙道的一端連通，所述主燃燒室的橫截面為圓形、橢圓形或N邊形，且N4，所述主燃燒室的側(cè)壁上設(shè)有至少四組燃燒器噴口，且所述燃燒器噴口在所述主燃燒室的側(cè)壁上間隔均勻的分布；

每組所述燃燒器噴口分別包括再循環(huán)風(fēng)噴口、一次風(fēng)噴口和二次風(fēng)噴口，所述一次風(fēng)噴口兩側(cè)設(shè)有對(duì)稱分布的側(cè)再循環(huán)風(fēng)噴口，所述再循環(huán)風(fēng)噴口和所述側(cè)再循環(huán)風(fēng)噴口分別用以向所述主燃燒室內(nèi)送入再循環(huán)煙氣或再循環(huán)煙氣與二次風(fēng)的混合氣體，所述一次風(fēng)噴口用以向所述主燃燒室內(nèi)送入一次風(fēng)或一次風(fēng)與再循環(huán)煙氣的混合氣體，所述二次風(fēng)噴口用以向所述主燃燒室內(nèi)送入二次風(fēng)或二次風(fēng)與再循環(huán)煙氣的混合氣體，且所述側(cè)再循環(huán)風(fēng)噴口處的風(fēng)速大于或等于所述一次風(fēng)噴口處的風(fēng)速；

且所述再循環(huán)風(fēng)噴口和所述側(cè)再循環(huán)風(fēng)噴口處的風(fēng)溫為300-800℃，所述二次風(fēng)噴口處的風(fēng)溫為300-800℃；

或每個(gè)所述燃燒器噴口組分別包括再循環(huán)風(fēng)噴口和旋流燃燒噴口，且所述旋流燃燒噴口的兩側(cè)分別設(shè)有側(cè)再循環(huán)風(fēng)噴口，所述旋流燃燒噴口內(nèi)旋噴口用以向所述主燃燒室內(nèi)送入一次風(fēng)或其與再循環(huán)煙氣的混合氣體，所述旋流燃燒噴口的外旋噴口用以向所述主燃燒室內(nèi)送入二次風(fēng)或二次風(fēng)與再循環(huán)煙氣的混合氣體，所述再循環(huán)風(fēng)噴口和所述側(cè)再循環(huán)風(fēng)噴口用以向所述主燃燒室內(nèi)送入再循環(huán)煙氣或再循環(huán)煙氣與二次風(fēng)的混合氣體，且所述側(cè)再循環(huán)風(fēng)噴口處的風(fēng)速大于或等于所述旋流燃燒噴口處的最大風(fēng)速；

所述再循環(huán)風(fēng)噴口處和所述側(cè)再循環(huán)風(fēng)噴口的風(fēng)溫為300-800℃，所述旋流燃燒噴口的外旋噴口處的風(fēng)溫為300-800℃。

優(yōu)選地，所述一次風(fēng)噴口處的風(fēng)溫為50-500℃。

優(yōu)選地，所述一次風(fēng)噴口處的風(fēng)速為v_a，所述旋流燃燒噴口處的最大風(fēng)速為v_b，所述側(cè)再循環(huán)風(fēng)噴口處風(fēng)速v_c的取值范圍為：v_a≤v_c≤5v_a或v_b≤v_c≤5v_b。