一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统技术方案

本实用新型专利技术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。

Efficient exhaust gas energy utilization and treatment system of an oxygen enriched combustion boiler

Boiler flue gas energy utilization and processing system for efficient oxygen provided by the embodiment of the utility model realizes the combustion, oxygen enriched combustion boiler air separator system and flue gas recirculation system and flue gas energy recovery system coupled to the boiler tail flue is divided into three parallel flue, flue gas recirculation and temperature regulation and improve the system adaptability to coal; through the waste heat recovery of flue gas low pressure economizer; regulating air preheater outlet temperature of oxygen; three parallel flue gas temperature coupling, increase control margin. The flue gas recirculation of flue gas temperature after mixing with high temperature flue gas recirculation as a wind, avoid a wind temperature resulted in lower water vapor liquefied coal pipe blockage phenomenon of flue gas recirculation accumulation, reduce the volume of the air preheater, save the cost, improve the economic efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统
：本技术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。
技术介绍
：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。
技术实现思路
本技术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。本技术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，本技术实施例具有以下优点：本技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统，其特征在于，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)。

【技术特征摘要】
1.一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统，其特征在于，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)。2.根据权利要求1所述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，其特征在于：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。3.根据权利要求1所述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，其特征在于：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。4.根据权利要求1所述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，其特征在于：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德波，冯永新，车得福，钟俊，王长安，赵菁，李建波，周杰联，吴松，余岳溪，殷立宝，湛志钢，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，西安交通大学，
类型：新型
国别省市：广东,44