【技术实现步骤摘要】
一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法及系统
本专利技术属于煤粉燃烧与排放性能控制领域,更具体地,涉及一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法及系统。
技术介绍
大气中CO2含量增加已经引起较为严重的全球变暖、风暴、干旱、海平面上升和极端天气频发等现象。为此,各国在减少温室气体排放上达成一致,制定了CO2的减排计划,要于2050年实现温室气体排放量减少一半。但中国现阶段的能源结构以及化石能源资源储量决定,短期内依然需要大量使用煤炭进行火力发电,面临着CO2减排的巨大压力和责任。碳捕集利用与埋存技术(CarbonCaptureUtilizationandStorage,CCUS被认为是深度降低化石能源利用中碳排放的唯一途径,是煤炭的“未来”。富氧燃烧技术采用高纯氧气与大比例的循环烟气的混合气作为氧化剂,燃烧烟气中富集的CO2体积浓度通常可达80%以上,对该烟气通过简单的除尘,净化,冷凝压缩等处理过程,即可获得95%以上的高纯度CO2,满足大规模管道输送或封存利用要求。该技术应用于现有煤粉火力发电机组具有适应性好、成本低等优点,是目前最具有优势的碳捕集技术之一。富氧燃烧的氧化剂中CO2浓度高,取代了N2,快速型和热力型NOx相应降低,高CO2氛围促进CO生成,营造还原性氛围,从而促使排放NOx减少。基于NOx的产生机理,一些低NOx燃烧技术(如分级燃烧技术、无焰燃烧技术等)能对其进行燃烧改善和排放抑制,从而减少NOx生成。分级燃烧技术主要分为空气分级和燃料分级技术。空气分级将氧化剂气体分批送入燃烧室,降低了一次燃烧区的 ...
【技术保护点】
1.一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法,其特征在于,将参与循环的烟气按预设比例分为三路,分别通过一次风管道、二次风管道以及三次风管道将其携带的预设质量的燃料通入炉膛内进行燃烧,其中,所述一次风管道、二次风管道的出气口位于炉膛的主燃烧区,所述三次风管道的出气口位于炉膛的再燃烧区,参与循环的烟气为产生的总烟气的0.71~0.75,通过一次风管道的循环的烟气和纯氧混合形成一次风,通过二次风管道的循环的烟气和纯氧混合形成二次风,通过三次风管道的循环的烟气和纯氧混合形成三次风,通过分别控制一次风、二次风以及三次风中氧气的注入量以及质量流量,以控制主燃烧区和再燃烧区的过氧系数范围和流动特性,实现炉膛内的燃料分级富氧燃烧模式、燃料-氧双向分级富氧燃烧模式以及无焰富氧燃烧模式。/n
【技术特征摘要】
1.一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法,其特征在于,将参与循环的烟气按预设比例分为三路,分别通过一次风管道、二次风管道以及三次风管道将其携带的预设质量的燃料通入炉膛内进行燃烧,其中,所述一次风管道、二次风管道的出气口位于炉膛的主燃烧区,所述三次风管道的出气口位于炉膛的再燃烧区,参与循环的烟气为产生的总烟气的0.71~0.75,通过一次风管道的循环的烟气和纯氧混合形成一次风,通过二次风管道的循环的烟气和纯氧混合形成二次风,通过三次风管道的循环的烟气和纯氧混合形成三次风,通过分别控制一次风、二次风以及三次风中氧气的注入量以及质量流量,以控制主燃烧区和再燃烧区的过氧系数范围和流动特性,实现炉膛内的燃料分级富氧燃烧模式、燃料-氧双向分级富氧燃烧模式以及无焰富氧燃烧模式。
2.根据权利要求1所述的一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法,其特征在于,在燃料分级富氧燃烧模式下,所述一次风中参与循环的烟气为总循环烟气的0.17~0.20,所述二次风中参与循环的烟气为总循环烟气的0.62~0.66,剩余的循环烟气均通入三次风管道;所述主燃区与再燃区的燃料质量流量的比例为9:1。
3.根据权利要求2所述的一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法,其特征在于,所述一次风在注入氧气后,一次风管道中氧气占一次风与氧气体积之和的21%,一次风携带燃料进入炉膛;在所述二次风注入氧气后,二次风管道中氧气占二次风与氧气体积之和的30%~36%,三次风管道中不注入氧气,同时,取部分注入氧气后的二次风作为主燃烧区的中心冷却风通入炉膛中,以保护炉膛中的燃烧器;所述主燃区过氧系数范围为1.22~1.34;
所述一次风的质量流率范围为0.18~0.20,二次风的质量流率范围为0.62~0.66,三次风的质量流率范围为0.16~0.18。
4.根据权利要求1所述的一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法,其特征在于,在燃料-氧双向分级富氧燃烧模式下,所述一次风中参与循环的烟气为总循环烟气的0.18~0.22,所述二次风中参与循环的烟气为总循环烟气的0.55~0.62,剩余的循环烟气均通入三次风管道;所述主燃区与再燃区的燃料质量流量的比例为9:1。
5.根据权利要求4所述的一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法,其特征在于,所述一次风在注入氧气后,一次风管道中氧气等于一次风与氧气体积之和的21%,并携带燃料进入炉膛;在所述二次风注入氧气后,二次风管道中氧气占二次风与氧气体积之和的26%~34%,所述三次风在携带燃料进入炉膛之前需要注入氧气,其以预混方式进行注入,由于其需携带燃料,故预混注氧之后的氧气体积分数不超过21%;所述主燃区过氧系数范围为0.9~1.1;所述一次风的质量流率范围为0.17~0.20,二次风的质量流率范围为0.54~0.62,三次风的质量流率范围为0.19~0.25。
6.根据权利要求1所述的一种无焰分级富氧低NOx燃烧方法,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:张泰,郭腾,郭军军,李鹏飞,柳朝晖,
申请(专利权)人:华中科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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