一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统的利记博彩app

文档序号:12922461阅读:235来源:国知局

本实用新型属于锅炉尾部烟气能量利用及处理领域,特别设计一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统。



背景技术:

随着全球变暖的加剧和极端天气的频繁发生,全球对于温室气体排放的关注度与日俱增。在未来很长一段时间内,煤仍将作为主要使用的化石能源。由于中国的能源结构以煤为主,因此燃煤火电厂是中国电力行业的主力军。 1952年,煤电占我国总装机容量的90.4%,占总发电量的82.2%;虽然后来比重有所下降,但到2000年煤电仍占我国总装机容量的74.4%,占总发电量的81.0%。煤在燃烧过程中释放大量CO2,CO2减排问题将成为一个亟待解决的长期环境问题。因此,CO2捕获与封存技术受到世界各国研究者的广泛关注,而富氧燃烧技术被认为是当然最有前景的碳捕集封存技术。

与传统空气燃烧相比,由于富氧燃烧锅炉中引入了空气分离设备和二氧化碳压缩液化装置,导致电厂发电效率下降8%左右。为了尽可能提高发电效率,提高能源利用率,与传统空气燃烧相比,应尽量降低烟气温度,对锅炉尾部烟气余热进行多级回收利用。

富氧燃烧锅炉中,利用空气分离器分离出的纯氧与再循环烟气混合作为助燃气体送入锅炉炉膛,采用烟气再循环的目的是以烟气中的CO2来代替助燃空气中的N2与O2一起参与燃烧,中和炉内高温,避免水冷壁膜态沸腾。通常利用再循环烟气作为一次风输送和干燥煤粉。

富氧燃烧中由于采用烟气再循环,水蒸气不断积累,导致一次风中水蒸气含量较高,如果再循环烟气温度过低,水蒸气凝结,容易堵塞煤粉管道,而且不利于煤粉着火;同时,锅炉尾部烟气经过除湿后,水蒸气体积分数降低,使烟气酸露点温度显著降低,有利于减轻受热面金属的酸腐蚀;而且烟气脱水后温度降低,在相同的质量流量下,烟气体积流量减小,再循环风机电耗降低。

此外,在火力发电厂中,锅炉的排烟温度高,一直是困扰着人们的一个难题。仅仅由于锅炉排烟温度高导致的能源损失就相当可观。据统计,在火力发电厂中,锅炉排烟热损失占锅炉总热损失的70%~80%。同时,随着锅炉运行时间的增加,受热面污染程度加剧,导致排烟温度比设计温度高20℃~ 30℃。锅炉的排烟温度过高,使火力发电厂煤耗量增加。而目前中国现役燃煤电厂的排烟温度普遍达到了120℃~130℃,故排烟热损失成为锅炉各项热损失中比重最大的一项。对于配备独立脱硫系统的燃煤发电机组,过高的烟气温度在脱硫时还会携带大量水汽,增加脱硫水耗。因此锅炉排烟热能不仅是一项潜力很大的余热资源,而且温度降低后的烟气还会降低脱硫水耗,节省水资源。

在富氧燃烧锅炉系统中,与传统空气燃烧锅炉相比,增加了空气分离系统和CO2压缩液化回收系统,系统复杂性提高。如何将锅炉尾部烟气能力利用及处理系统与富氧燃烧锅炉系统耦合,实现能量综合回收利用,提高发电效率,是当今亟需解决的问题。



技术实现要素:

本实用新型实施例提供的一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统,实现了将富氧燃烧锅炉的空气分离器系统与烟气再循环系统和尾部烟气能量回收处理系统相耦合,将锅炉尾部烟道分为三个平行烟道,调节再循环烟气量及温度,提高系统对煤种的适应性;通过低压省煤器回收烟气余热;调节空预器出口氧气温度;三个平行烟道相互耦合,增加烟气温度的调节裕度。采用高温烟气与再循环低温烟气混合后的再循环烟气作为一次风,避免出现一次风温较低导致烟气再循环积累的水蒸气液化堵塞煤粉管道的现象,减少空气预热器体积,节约成本,提高经济性。

本实用新型实施例提供的一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统,包括:锅炉本体(1),燃烧器(2),省煤器(3),尾部烟道分为三个平行烟道,分别为第一平行烟道(4)、第二平行烟道(5)和第三平行烟道(6),暖风器(9),除尘器(10),再循环风机(11),送风机(12),初级除湿装置(13),深度除湿装置(14),送风机(15),脱硫脱硝装置(16),余热回收装置(17),压缩机(18),空气分离器(19);

所述锅炉本体(1)内壁设置有所述燃烧器(2),所述燃烧器(2)与所述送风机(12)连接,所述锅炉本体(1)尾部烟道处设置有所述省煤器(3),所述省煤器(3)下方设置有所述第一平行烟道(4)、第二平行烟道(5)和第三平行烟道(6);

所述第二平行烟道(5)中布置低压省煤器(7),所述第三平行烟道(6) 中布置空气预热器(8)。

可选地,所述第一平行烟道(4)连接有所述再循环风机(11),所述布置低压省煤器(7),所述空气预热器(8)与所述暖风器(9)连接,所述暖风器(9)与所述除尘器(10)连接。

可选地,所述除尘器(10)、所述再循环风机(11)与所述初级除湿装置 (13),所述深度除湿装置(14)、所述脱硫脱硝装置(16)依次连接;

所述暖风器(9)与所述深度除湿装置(14)连接,所述深度除湿装置(14) 与所述空气分离器(19)连接,所述空气分离器(19)、所述脱硫脱硝装置(16) 与所述余热回收装置(17)连接,所述余热回收装置(17)与所述压缩机(18) 连接。

可选地,锅炉尾部烟道分为三个平行烟道,分别为第一平行烟道(4)、第二平行烟道(5)和第三平行烟道(6)中空置,将高温烟气和再循环低温烟气混合,提高再循环烟气温度,再循环烟气不需要经过空气预热器加热,故空气预热器只需用来预热氧气,减少空气预热器体积,节约成本,提高经济性;通过相应的烟气挡板调节再循环烟气温度,提高系统对煤种的适应性;混合后的再循环烟气经过送风机(12)携带煤粉送入锅炉炉膛;第二平行烟道(5)中布置低压省煤器(7),回收烟气余热加热锅炉给水;第三平行烟道 (6)中布置空气预热器(8),利用烟气余热加热氧气,通过相应的烟气挡板调节烟气量,从而调节空气预热器出口氧气的温度;三个平行烟道互相耦合,增加烟气温度的调节裕度。

可选地,从第二平行烟道(5)和第三平行烟道(6)中排出的烟气进入暖风器(9),利用烟气余热加热氧气。

可选地,经过暖风器(9)的烟气经过除尘器(10)进行除尘,抽取一部分除尘后的低温烟气经过再循环风机(11)送入第一平行烟道(4)中与高温烟气混合用于烟气再循环;通过第一平行烟道(4)相应的烟气挡板调节再循环烟气温度,提高系统对煤种的适应性。其余烟气依次进入初级除湿装置(13) 和深度除湿装置(14)。

可选地,初级除湿装置(13)利用冷水吸收烟气余热使烟气中的水蒸气冷凝,从而达到除湿干燥的目的,吸收烟气余热后的热水可用于电厂附近居民的生活用水,提高能量利用效率,节约能源。

可选地,深度除湿装置(14)充分利用空气分离器分离出的液氧的冷能,液氧汽化吸热除湿,汽化后的氧气由引风机(15)依次送入暖风器(9)和空气预热器(8)预热后送入燃烧器(2);一方面可以充分利用液氧的冷能进一步干燥烟气,方便后续烟气的回收;另一方面,不必采用专门的液氧汽化装置即可获得气态氧气,减少厂用电量,提高发电效率。

可选地,经过除尘除湿并被充分利用余热后的烟气经过压缩机(18)液化成液态CO2封存。

从以上技术方案可以看出,本实用新型实施例具有以下优点:

本实用新型提供了一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统,该系统将富氧燃烧锅炉的空气分离器系统与烟气再循环系统和尾部烟气能量回收处理系统相耦合,将锅炉尾部烟道分为三个平行烟道,调节再循环烟气量及温度,提高系统对煤种的适应性;通过低压省煤器回收烟气余热;调节空预器出口氧气温度;三个平行烟道相互耦合,增加烟气温度的调节裕度。采用高温烟气与再循环低温烟气混合后的再循环烟气作为一次风,避免出现一次风温较低导致烟气再循环积累的水蒸气液化堵塞煤粉管道的现象,减少空气预热器体积,节约成本,提高经济性。

除尘后的烟气除去抽取的再循环低温烟气,依次经过初级除湿装置和深度除湿装置,便于后续烟气的回收,避免低温腐蚀;并且将能量回收处理系统与富氧燃烧锅炉空气分离系统耦合,充分利用分离得到液氧的冷能,吸收烟气余热,使水蒸气凝结达到深度干燥的目的;同时降低富氧燃烧系统的复杂性,无需设置液氧汽化装置,降低能耗,提高能量利用率。初级除湿装置将冷水加热为热水,该热水可用于电厂附近居民的生活用水。

除湿后的烟气经过脱硫脱硝装置后,经过余热回收利用装置,与富氧燃烧锅炉空气分离系统耦合,利用分离得到低温氮气的冷能,进一步回收烟气中的热量,使烟气温度进一步降低,得到低温烟气,减少CO2压缩液化过程中的能耗,压缩机耗电量降低,提高能量利用效率;同时,将锅炉尾部的烟气余热回收与能量处理系统与富氧燃烧锅炉空气分离系统耦合,充分利用液氧和低温氮气的冷能,回收烟气余热,降低烟气处理系统能耗,实现能源的合理利用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例中提供的一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理方法的一个实施例结构示意图;

图示说明:1为锅炉本体,2为燃烧器,3为省煤器,4为第一平行烟道 (用于混合高温烟气与再循环低温烟气)、5为第二平行烟道(用于布置低压省煤器),6为第三平行烟道(用于布置空气预热器),7为低压省煤器,8为空气预热器,9为暖风器,10为除尘器,11为再循环风机,12为送风机,13 为初级除湿装置,14为深度除湿装置,15为送风机,16为脱硫脱硝装置,17 为余热回收装置,18为压缩机,19为空气分离器。

具体实施方式

本实用新型实施例提供的一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统,实现了将富氧燃烧锅炉的空气分离器系统与烟气再循环系统和尾部烟气能量回收处理系统相耦合,将锅炉尾部烟道分为三个平行烟道,调节再循环烟气量及温度,提高系统对煤种的适应性;通过低压省煤器回收烟气余热;调节空预器出口氧气温度;三个平行烟道相互耦合,增加烟气温度的调节裕度。采用高温烟气与再循环低温烟气混合后的再循环烟气作为一次风,避免出现一次风温较低导致烟气再循环积累的水蒸气液化堵塞煤粉管道的现象,减少空气预热器体积,节约成本,提高经济性。

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1,本实用新型实施例中提供的一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统的一个实施例包括:

锅炉本体(1),燃烧器(2),省煤器(3),尾部烟道分为三个平行烟道,分别为第一平行烟道(4)、第二平行烟道(5)和第三平行烟道(6),暖风器 (9),除尘器(10),再循环风机(11),送风机(12),初级除湿装置(13),深度除湿装置(14),送风机(15),脱硫脱硝装置(16),余热回收装置(17),压缩机(18),空气分离器(19);

所述锅炉本体(1)内壁设置有所述燃烧器(2),所述燃烧器(2)与所述送风机(12)连接,所述锅炉本体(1)尾部烟道处设置有所述省煤器(3),所述省煤器(3)下方设置有所述第一平行烟道(4)、第二平行烟道(5)和第三平行烟道(6);

所述第二平行烟道(5)中布置低压省煤器(7),所述第三平行烟道(6) 中布置空气预热器(8)。

可选地,所述第一平行烟道(4)连接有所述再循环风机(11),所述布置低压省煤器(7),所述空气预热器(8)与所述暖风器(9)连接,所述暖风器(9)与所述除尘器(10)连接。

可选地,所述除尘器(10)、所述再循环风机(11)与所述初级除湿装置 (13),所述深度除湿装置(14)、所述脱硫脱硝装置(16)依次连接;

所述暖风器(9)与所述深度除湿装置(14)连接,所述深度除湿装置(14) 与所述空气分离器(19)连接,所述空气分离器(19)、所述脱硫脱硝装置(16) 与所述余热回收装置(17)连接,所述余热回收装置(17)与所述压缩机(18) 连接。

可选地,锅炉尾部烟道分为三个平行烟道,分别为第一平行烟道(4)、第二平行烟道(5)和第三平行烟道(6),第一平行烟道(4)中空置,将高温烟气和再循环低温烟气混合,提高再循环烟气温度,再循环烟气不需要经过空气预热器加热,故空气预热器只需用来预热氧气,减少空气预热器体积,节约成本,提高经济性;通过相应的烟气挡板调节再循环烟气温度,提高系统对煤种的适应性;混合后的再循环烟气经过送风机(12)携带煤粉送入锅炉炉膛;第二平行烟道(5)中布置低压省煤器(7),回收烟气余热加热锅炉给水;第三平行烟道(6)中布置空气预热器(8),利用烟气余热加热氧气,通过相应的烟气挡板调节烟气量,从而调节空气预热器出口氧气的温度。三个平行烟道互相耦合,增加烟气温度的调节裕度。

可选地,从第二平行烟道(5)和第三平行烟道(6)中排出的烟气进入暖风器(9),利用烟气余热加热氧气。

可选地,经过暖风器(9)的烟气经过除尘器(10)进行除尘,抽取一部分除尘后的低温烟气经过再循环风机(11)送入第一平行烟道(4)中与高温烟气混合用于烟气再循环;通过第一平行烟道(4)相应的烟气挡板调节再循环烟气温度,提高系统对煤种的适应性。其余烟气依次进入初级除湿装置(13) 和深度除湿装置(14)。

可选地,初级除湿装置(13)利用冷水吸收烟气余热使烟气中的水蒸气冷凝,从而达到除湿干燥的目的,吸收烟气余热后的热水可用于电厂附近居民的生活用水,提高能量利用效率,节约能源。

可选地,深度除湿装置(14)充分利用空气分离器分离出的液氧的冷能,液氧汽化吸热除湿,汽化后的氧气由引风机(15)依次送入暖风器(9)和空气预热器(8)预热后送入燃烧器(2);一方面可以充分利用液氧的冷能进一步干燥烟气,方便后续烟气的回收;另一方面,不必采用专门的液氧汽化装置即可获得气态氧气,减少厂用电量,提高发电效率。

可选地,经过除尘除湿的烟气经过脱硫脱硝装置(16)后进入余热回收装置(17),一方面,充分利用空分设备得到低温氮气的冷能,使烟气温度进一步降低,得到低温烟气,减少CO2压缩液化过程的能耗,提高电厂效率;另一方面,获得的氮气也可以用于食品加工行业中食品的保鲜。

可选地,经过除尘除湿并被充分利用余热后的烟气经过压缩机(18)液化成液态CO2封存。

锅炉本体1,燃烧器2,省煤器3,第一平行烟道4,其中高温烟气与再循环低温烟气混合后携带煤粉进入锅炉炉膛,第二平行烟道5,其中布置低压省煤器,第三平行烟道6,其中布置空气预热器,低压省煤器7,空气预热器 8,暖风器9,除尘器10,再循环风机11,送风机12,初级除湿装置13,深度除湿装置14,送风机15,脱硫脱硝装置16,余热回收装置17,压缩机18,空气分离器19;其中:

锅炉尾部烟道分为三个平行烟道,第一平行烟道4用于将高温烟气与再循环低温烟气混合后作为再循环烟气,经过送风机12后携带煤粉送入燃烧器 2,满足炉膛温度和换热需要;一方面利用高温烟气加热再循环低温烟气,再循环低温烟气无需经过空气预热器进行预热,减少空气预热器体积,降低成本,提高经济性;另一方面,混合后的再循环烟气温度较高,烟气再循环过程积累的水蒸气不易凝结,避免堵塞煤粉管道。通过调节相应烟道的烟气挡板调节再循环烟气量及温度,提高系统对煤种的适应性;第二平行烟道5中布置低压省煤器7回收烟气余热,利用烟气余热加热锅炉给水,提高发电效率;第三平行烟道6中布置空气预热器8加热氧气,通过调节相应的烟气挡板调节空预器出口氧气温度;三个平行烟道相互耦合,增加烟气温度的调节裕度;

第二平行烟道5和第三平行烟道6排出的烟气先经过暖风器9,利用烟气余热加热氧气;之后经过除尘器10进行除尘处理;经过除尘后的低温烟气由再循环风机11抽取一部分烟气送入空置的第一平行烟道4中,与高温烟气混合后经过送风机12,携带煤粉送入锅炉炉膛,满足炉膛温度和换热的需要;

其余烟气依次经过初级除湿装置13和深度除湿装置14除湿;初级除湿装置13利用冷水作为换热介质吸收烟气余热,使烟气中水蒸气凝结,吸收烟气热量得到的热水可用于电厂附近居民的生活用水;深度除湿装置14利用空气分离器19分离出的液氧汽化过程吸收烟气中的热量,充分利用液氧的冷能,进一步除掉烟气中的水蒸气,为烟气中CO2的捕集和封存做准备;同时,利用烟气中的热量使液氧汽化得到气态助燃气体,不再需要设置专门的液氧汽化装置,降低富氧燃烧锅炉系统的复杂性,减少厂用电量,提高电厂效率;

除尘除湿后的烟气经过脱硫脱硝装置16后,进入余热回收装置17,利用空气分离器19得到低温氮气的冷能,吸收烟气中的热量,使烟气温度进一步降低,得到低温烟气,减少CO2压缩液化过程的能耗,提高发电效率;同时,将锅炉尾部的烟气余热回收与能量利用系统与富氧燃烧锅炉系统耦合,充分利用液氧和低温氮气的冷能,实现能量的综合利用;最后烟气经过压缩机18 液化为液态CO2进行封存。

本实用新型提供了一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统,该系统将富氧燃烧锅炉的空气分离器系统与烟气再循环系统和尾部烟气能量回收系统相耦合,将锅炉尾部烟道分为三个平行烟道,调节再循环烟气量及温度,提高系统对煤种的适应性;通过低压省煤器回收烟气余热;调节空预器出口氧气温度;三个平行烟道相互耦合,增加烟气温度的调节裕度。采用高温烟气与再循环低温烟气混合后的再循环高温烟气作为一次风,利用高温烟气加热再循环低温烟气,抽取的再循环低温烟气无需经过空气预热器进行预热,减少空气预热器体积,降低成本,提高经济性;同时避免出现一次风温较低导致烟气再循环积累的水蒸气液化堵塞煤粉管道的现象;避免后续受热面的低温腐蚀。除尘后的烟气除去抽取的再循环低温烟气,依次经过初级除湿装置和深度除湿装置,并且与富氧燃烧锅炉空气分离系统耦合,利用分离得到液氧的汽化过程吸收烟气余热,使水蒸气凝结从而达到深度干燥的目的;同时,利用烟气中的热量使液氧汽化得到气态助燃气体,不必设置专门的液氧汽化装置,降低富氧燃烧锅炉系统的复杂性,减少厂用电量,提高电厂效率。除湿后的烟气经过脱硫脱硝装置后,经过余热回收利用装置,与富氧燃烧锅炉空气分离系统耦合,利用分离得到低温氮气的冷能,充分吸收烟气中的热量,使得烟气温度进一步降低,减少CO2压缩液化过程中的能耗,进一步提高能量综合利用率。

本实用新型提供了一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统,该系统将富氧燃烧锅炉的空气分离器系统与烟气再循环系统和尾部烟气能量回收处理系统相耦合,将锅炉尾部烟道分为三个平行烟道,调节再循环烟气量及温度,提高系统对煤种的适应性;通过低压省煤器回收烟气余热;调节空预器出口氧气温度;三个平行烟道相互耦合,增加烟气温度的调节裕度。采用高温烟气与再循环低温烟气混合后的再循环烟气作为一次风,避免出现一次风温较低导致烟气再循环积累的水蒸气液化堵塞煤粉管道的现象,减少空气预热器体积,节约成本,提高经济性。

除尘后的烟气除去抽取的再循环低温烟气,依次经过初级除湿装置和深度除湿装置,便于后续烟气的回收,避免低温腐蚀;并且将能量回收处理系统与富氧燃烧锅炉空气分离系统耦合,充分利用分离得到液氧的冷能,吸收烟气余热,使水蒸气凝结达到深度干燥的目的;同时降低富氧燃烧系统的复杂性,无需设置液氧汽化装置,降低能耗,提高能量利用率。初级除湿装置将冷水加热为热水,该热水可用于电厂附近居民的生活用水。

除湿后的烟气经过脱硫脱硝装置后,经过余热回收利用装置,与富氧燃烧锅炉空气分离系统耦合,利用分离得到低温氮气的冷能,进一步回收烟气中的热量,使烟气温度进一步降低,得到低温烟气,减少CO2压缩液化过程中的能耗,压缩机耗电量降低,提高能量利用效率;同时,将锅炉尾部的烟气余热回收与能量处理系统与富氧燃烧锅炉空气分离系统耦合,充分利用液氧和低温氮气的冷能,回收烟气余热,降低烟气处理系统能耗,实现能源的合理利用。

以上所述,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

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